車電子組件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家或地區(qū)的不同,測試標(biāo)準(zhǔn)可能也隨之不同,可能采用國家標(biāo)準(zhǔn),也可能采用國際標(biāo)準(zhǔn),也可能采用汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了汽車組件產(chǎn)品更好的復(fù)合各地區(qū)的要求,我們將對不同靜電放電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析。
靜電放電標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn),IEC61000-4-2,ISO 10605 和各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成。
表1 靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)
汽車車廠商 | 測試標(biāo)準(zhǔn) | 引用標(biāo)準(zhǔn) |
通用 | GWM 3097 | ISO 10605 |
大眾 | TL82466-2005 | ISO 10605;IEC61000-4-2 |
中國一汽 | Q-FC-CC06-001 | ISO 10605 |
名爵 | MGR-62-21-627 | ISO 10605 |
福特 | ES-XW7T-1A278-AC | ISO 10605 |
雪鐵龍 | B21-7110 | ISO 10605 |
克萊斯勒 | DC-11224 | ISO 10605;IEC61000-4-2 |
寶馬 | BMWGS95002 | ISO 10605 |
注:從表中可以看出,國際標(biāo)準(zhǔn)一直是企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室追隨的標(biāo)準(zhǔn),都在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改,大眾和克萊斯勒參考了ISO10605和IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)。
靜電放電原理
靜電是通過兩個物體之間因摩擦而不能轉(zhuǎn)移,這些積累的電荷就產(chǎn)生了靜電,靜電放電可以通過傳導(dǎo)和輻射兩種方式對電子元件、PCB干擾,影響系統(tǒng)工作,靜電放電基本上分為2種模型,1.各種電子設(shè)備帶電引起的靜電;2.人體電荷引起的靜電,而汽車組件的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)人體模型進(jìn)行模擬靜電放電的。下圖是人體模型的原理圖,其中電阻代表人體電阻,電容C是代表人體的電容。
試驗(yàn)方法及測試布置
1試驗(yàn)環(huán)境要求
表2 環(huán)境要求
標(biāo)準(zhǔn) | 溫度 | 濕度 |
IEC610004-2 | 15℃~30℃ | 30%~60% |
ISO 10605 | (25±10)℃(選20℃) | 20%~60%(選30%) |
GWM 3097-2012 | (23±3)℃ (選20℃) | 20%-40% (選30%) |
TL82466-2005 | (25±10)℃(選20℃) | 20%~60%(選30%) |
Q-FC-CC06-001-2013 | (23±5)℃ | 20%~60% |
MGR-62-21-627 | (25±10)℃ | 20%~60% |
ES-XW7T-1A278-AC | (23 ±3) ℃ (選20℃) | 20%~40% (選30%) |
B21-7110 | 15℃~35℃(優(yōu)選20℃) | 20%~60%(優(yōu)選30%) |
DC-11224 | / | / |
BMWGS95002-2010 | / | / |
注:我們通過靜電放電原理可知, 靜電與環(huán)境有很大關(guān)系,通常溫度越低,濕度越低,越容易產(chǎn)生靜電,上表中可看出,每個車企業(yè)的要求接近于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),要比基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格,對于克萊斯勒和寶馬企標(biāo)里并沒有明確說明溫濕度要求,但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的追溯原則,需要向上級追溯,所以還是以ISO 10605要求為準(zhǔn)。
2、靜電發(fā)生器輸出特性的要求
ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了接觸放電電流波形,給出校驗(yàn)波形的上.升沿和電流峰值而且還給出校驗(yàn)t1和t2處(不同的RC組合有不一樣的t1和t2)的電流值,見表3。
表3 接觸放電模式的電流特性
放電網(wǎng)絡(luò)類型 | 峰值電流/充電電壓A/kV | 允差 % | 在t1 時(shí)的電流/充電電壓A/kV | 允差 % | 在t2 時(shí)的電流/充電電壓A/kV | 允差 % |
150 pF / 330 Ω | 3.75 | ±10 | 2 (t1 = 30ns) | ±30 | 1 (t2 = 60 ns) | ±30 |
330 pF / 330 Ω | 3.75 | ±10 | 2 (t1= 65ns) | ±30 | 1 (t2 = 130ns) | ±30 |
150 pF / 2000 Ω | 3.75 | +30,0 | 0.275 (t1=180 ns) | ±30 | 0.15 (t2=360 ns) | ±50 |
330 pF / 2000 Ω | 3.75 | +30,0 | 0.275 (t1= 400 ns) | ±30 | 0.15 (t2=800 ns) | ±50 |
圖中:X 時(shí)間,ns ;Y 電流,A
1:330pF/330Ω
2:150pF/330Ω圖1 150pF/330Ω、330pF/330Ω在5kV 電壓下的放電波形
圖中:X 時(shí)間,ns ;Y 電流,A
1:330pF/2000Ω
2:150pF/2000Ω圖2 150pF/2000Ω、330pF/2000Ω在5kV電壓下的放電波形
表4 放電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較
標(biāo)準(zhǔn) | 模塊試驗(yàn) | 敏感度分類試驗(yàn) |
IEC61000-4-2 | 150pF/330Ω | 150pF/330Ω |
ISO 10605 | 150pF/330Ω;330pF/330Ω 150pF/2000Ω;330pF/2000Ω | 150pF/330Ω;330pF/330Ω 150pF/2000Ω;330pF/2000Ω |
GWM 3097 | 150pF/2000Ω;330pF/2000Ω | 150pF/2000Ω |
TL82466-2005 | 330pF/330Ω | 150pF/330Ω |
Q-FC-CC06-001 | 150pF/330Ω | 330pF/330Ω |
MGR-62-21-627 | 330pF/2000Ω | 150pF/2000Ω |
ES-XW7T-1A278-AC | 150pF/2000Ω;330pF/2000Ω | 150pF/2000Ω |
B21-7110 | 330pF/2000Ω | 150pF/330Ω |
DC-11224 | 沒有要求 | 150pF/330Ω; 330pF/330Ω |
BMWGS95002 | 150pF/330Ω | 150pF/330Ω |
注:2kΩ電阻的試驗(yàn)代表人體直接通過皮膚放電。而用330Ω電阻的試驗(yàn)代表人體通過金屬部件,例如工具、鑰匙和戒指等的放電。用330Ω電阻的試驗(yàn)要比用2kΩ電阻的試驗(yàn)來得嚴(yán)格,在相同電阻情況下,電容越大,試驗(yàn)越嚴(yán)格。
3、試驗(yàn)方式
對于ISO 10605:2008規(guī)定,放電有接觸放電和空氣放電兩種,測試時(shí)優(yōu)選接觸放電,對于縫隙和放電頭不能接觸到的地方,則選擇空氣放電,各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也等同于此標(biāo)準(zhǔn)。
對于IEC6100-4-2規(guī)定,放電有接觸放電,空氣放電和間接放電,對于引用此標(biāo)準(zhǔn)的汽車企業(yè)還要進(jìn)行間接放電,例如,大眾,克萊斯勒。
4、測試布置
結(jié)合ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其標(biāo)準(zhǔn)都有電子組件測試和為包裝搬運(yùn)規(guī)定的電子組件敏感度分類試驗(yàn),對于整車靜電放電測試,部分車廠是要求的,這里主要對電子組件進(jìn)行分析比較。
4.1、電子組件(帶電狀態(tài))
根據(jù)ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)布置要求,水平耦合板通過兩個470 kΩ電阻(圖3中13所示)與地參考平面相連,將電池的負(fù)極接到水平耦合板上,被測物置于水平耦合板上(50 ± 5)mm并離開水平耦合板(HCP)的邊為0.1m, 靜電發(fā)生器的接地回路至少遠(yuǎn)離被測物20cm。
圖3對帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)的配置
備注:圖中,1 被試設(shè)備 2 靜電放電發(fā)生器 3 靜電放電發(fā)生器的電源 4 非導(dǎo)電性桌子5 水平耦合板(HCP) 6 接地點(diǎn) 7 地線連接 8 被試設(shè)備的遙控部件9 外部設(shè)備 10 電池 11 絕緣支撐(如有需求) 12 絕緣塊13 470kΩ電阻 14 地參考平面(GRP,選件) 15 水平耦合板(HCP)接地
注: 汽車廠商的標(biāo)準(zhǔn)參考了ISO 10605,IEC 61000-4-2 標(biāo)準(zhǔn),但是有的廠商會根據(jù)自己的要求做了細(xì)微的調(diào)整,比如,接地電阻,因?yàn)榉烹姷尼尫乓矔鶕?jù)接地電阻影響,雪鐵龍,福特企標(biāo)要求是1MΩ,克萊斯勒企標(biāo)并沒有要求測試帶電模式。
4.2 電子組件(不帶電狀態(tài))
ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)要求靜電放電的試驗(yàn)表面與其他導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)(如屏蔽室的導(dǎo)電面)的最小距離是0.1m。放電試驗(yàn)時(shí),被測物置于50mm的絕緣襯墊上,發(fā)生器的放電返回電纜應(yīng)距離被試設(shè)備至少0.2m ,靜電荷聚集可以通過快速連接泄放線具有高電阻(1MΩ)中被消除,見圖4配置。
圖4對不帶帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)的配置
備注:圖中,1 被試設(shè)備 2 靜電放電發(fā)生器 3 靜電放電發(fā)生器的電源 4 非導(dǎo)電性桌子 5 水平耦合板(HCP) 6 接地點(diǎn) 7 地線連接 8 消靜電的墊子
注:汽車廠商的標(biāo)準(zhǔn)主要參考了ISO 10605的不帶電組件測試布置,但是大眾,克萊斯勒汽車直接參考的IEC61000-4-2 測試布置,及測試方法,對于包裝搬運(yùn)規(guī)定的電子組件敏感度分類試驗(yàn)在進(jìn)行模式放電時(shí),主要根據(jù)人體模型,所以大眾參考IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)是比較符合現(xiàn)場情況的,從表4可看出放電網(wǎng)絡(luò)150pF/330Ω放電能量要高與150pF/2000Ω,而不同的是克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)還要求進(jìn)行場耦合測試。
5 試驗(yàn)等級
參考ISO 10605附錄C要求,接觸放電 2 kV ~15 kV。空氣放電2 kV ~25 kV。
IEC61000-4-2 要求,接觸放電 2 kV ~8 kV,空氣放電2 kV ~15 kV并規(guī)定開放等級
汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是在這個標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn),但是最高是25KV。
6 試驗(yàn)判據(jù)
ISO 10605 標(biāo)準(zhǔn)附錄C規(guī)定了四種失效判定依據(jù),要求在每個測試等級完成后,都要對被測物進(jìn)行評估,而汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都會根據(jù)測試等級給出相應(yīng)的判定級別。
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