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电容器的ESD耐性
2018-05-02 14:53:32· 来源：村田中文技术社区
本文对电容器的ESD（Electrostatic Discharge：静电放电）耐性进行说明。
本文对电容器的ESD（Electrostatic Discharge：静电放电）耐性进行说明。
ESD耐性的测试方法耐性
人体和设备所携带的静电向整机及电子元件放电时，由于增加了冲击性的电磁能量，则产品必须具备一定量ESD耐力。
ESD耐性测试方法根据产生静电的模型，分为以下三种：①HBM、②MM、③CDM。
其中，我们为您说明一般较多用作电容器ESD耐性测试方法的①HBM。
①HBM（Human Body Model：人体模型）：假设由人体静电放电时的测试
②MM（Machine Model：机械模型）：假设由机械静电放电时的测试
③CDM（Charged Device Model：带电设备模型）：假设由带电设备静电放电时的测试
HBM的ESD测试规格有AEC-Q200-002和IEC61000-4-2等，HBM模型常熟如下表所示因规格有所不同。
AEC-Q200-002HBM的ESD测试电路及放电电流波形如图1、图2所示。
（i）开关2为断开状态，开关1闭合，施加高压电源，充电用电容器（Cd）存储电量。
（ii）开关1断开，开关2闭合，电对测试对象电容器（Cx）施加Cd存储的电量，进行测试。
※Cx：测试对象电容器 Cd：充电用电容器 Rd：放电用电阻 Rc：保护电阻
图1.HBM的ESD测试电路
图2.放电电流波形
根据AEC-Q200-002，HBM的ESD测试流程如图3所示，级分类如表1所示。根据图3的流程进行测试，耐电压的分级如表1所示进行分类。
图3.HBM的ESD测试流程
表1.HBM的ESD测试流程
DC：直流接触放电 AD：空气放电
电容器静电容量与ESD耐性的关系
测试对象电容器的静电容量对电容器两端产生的电压有影响。
图4.HBM的ESD测试电路
测试对象电容器的静电容量（Cx）和两端产生的电压（Vx）有如下关系。
电源电压（Vd）及充电用电容器的静电容量（Cd）恒定时，测试对象电容器的静电容量（Cx）越大，测试对象电容器两端产生的电压（Vx）越小。
因此一般的测试对象电容器静电容量越大，ESD耐性有变大的趋势。
实际上，如电介质的种类及厚度之类的设计上的差异，耐电压的性能范围也有不同，并非所有的都如上述的趋势一样。
（参考数据）多层陶瓷电容器（GCM系列）的ESD耐性
展示了多层陶瓷电容器（GCM系列）的ESD耐性参考数据。
图5. 高介电常数型电容器的ESD测试结果（Vd=25kV为测量范围）
ESD耐性的测试方法耐性
人体和设备所携带的静电向整机及电子元件放电时，由于增加了冲击性的电磁能量，则产品必须具备一定量ESD耐力。
ESD耐性测试方法根据产生静电的模型，分为以下三种：①HBM、②MM、③CDM。
其中，我们为您说明一般较多用作电容器ESD耐性测试方法的①HBM。
①HBM（Human Body Model：人体模型）：假设由人体静电放电时的测试
②MM（Machine Model：机械模型）：假设由机械静电放电时的测试
③CDM（Charged Device Model：带电设备模型）：假设由带电设备静电放电时的测试
HBM的ESD测试规格有AEC-Q200-002和IEC61000-4-2等，HBM模型常熟如下表所示因规格有所不同。
AEC-Q200-002HBM的ESD测试电路及放电电流波形如图1、图2所示。
（i）开关2为断开状态，开关1闭合，施加高压电源，充电用电容器（Cd）存储电量。
（ii）开关1断开，开关2闭合，电对测试对象电容器（Cx）施加Cd存储的电量，进行测试。
※Cx：测试对象电容器 Cd：充电用电容器 Rd：放电用电阻 Rc：保护电阻
图1.HBM的ESD测试电路
图2.放电电流波形
根据AEC-Q200-002，HBM的ESD测试流程如图3所示，级分类如表1所示。根据图3的流程进行测试，耐电压的分级如表1所示进行分类。
图3.HBM的ESD测试流程
表1.HBM的ESD测试流程
DC：直流接触放电 AD：空气放电
电容器静电容量与ESD耐性的关系
测试对象电容器的静电容量对电容器两端产生的电压有影响。
图4.HBM的ESD测试电路
测试对象电容器的静电容量（Cx）和两端产生的电压（Vx）有如下关系。
电源电压（Vd）及充电用电容器的静电容量（Cd）恒定时，测试对象电容器的静电容量（Cx）越大，测试对象电容器两端产生的电压（Vx）越小。
因此一般的测试对象电容器静电容量越大，ESD耐性有变大的趋势。
实际上，如电介质的种类及厚度之类的设计上的差异，耐电压的性能范围也有不同，并非所有的都如上述的趋势一样。
（参考数据）多层陶瓷电容器（GCM系列）的ESD耐性
展示了多层陶瓷电容器（GCM系列）的ESD耐性参考数据。
图5. 高介电常数型电容器的ESD测试结果（Vd=25kV为测量范围）
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