IEC 62228-2：2016中對靜電放電試驗(yàn)的要求

侯新偉，許龍

(中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，北京，100007）

IEC 62228-2：2016中對靜電放電試驗(yàn)的要求

侯新偉，許龍

(中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，北京，100007）

介紹了IEC 62228-2：2016《集成電路 收發(fā)器的EMC評估-LIN收發(fā)器》（以下簡稱IEC 62228-2：2016）中靜電放電試驗(yàn)的試驗(yàn)配置和方法要求，詳細(xì)討論了直接放電和間接放電在試驗(yàn)中的實(shí)際應(yīng)用。

IEC 62228-2；ISO 10605；IC；ESD；LIN

0 引言

近日IEC公布了關(guān)于集成電路（IC）電磁兼容（EMC）測量的新標(biāo)準(zhǔn)IEC62228-2:2016。作為集成電路電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系中的一員，IEC 62228-2:2016定義了LIN收發(fā)器IC的EMC評價(jià)方法，其規(guī)定主要包括了對試驗(yàn)配置、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)信號、失效等級、試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)板等的諸多要求，適用于標(biāo)準(zhǔn)的LIN收發(fā)器IC以及帶有嵌入式LIN收發(fā)器IC的EMC測量。

對于處于運(yùn)行模式下的LIN收發(fā)器IC的試驗(yàn)評價(jià)，IEC 62228-2：2016引用的IEC 61967-4、IEC62132-4和IEC62215-3分別針對射頻傳導(dǎo)發(fā)射、直接功率注入和脈沖傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)（參見表1）規(guī)定了具體試驗(yàn)條件和測量方法。ISO 10605是汽車整車及電子零部件靜電放電（ESD）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，針對無源模式下LIN收發(fā)器IC的ESD評價(jià)，本標(biāo)準(zhǔn)雖然參考引用了ISO 10605，但針對芯片級別的ESD試驗(yàn)要求必然有所差異，以下將進(jìn)行具體闡述。

表1 IEC 62228-2試驗(yàn)項(xiàng)目和要求

2 試驗(yàn)條件和測量管腳

IEC 62228-2：2016中規(guī)定對LIN收發(fā)器IC進(jìn)行ESD試驗(yàn)前后要進(jìn)行功能驗(yàn)證及I-V特性曲線驗(yàn)證。因此，對于所有運(yùn)行狀態(tài)下的測量，需要設(shè)置基于12V的供電電壓，而對于不加電時(shí)的靜電放電試驗(yàn)條件應(yīng)遵循ISO 10605的規(guī)定。

IEC 62228-2:2016中對標(biāo)準(zhǔn)LIN收發(fā)器IC進(jìn)行ESD試驗(yàn)規(guī)定了三個(gè)受試管腳，分別是管腳LIN、管腳VSUP和管腳Wake，受試管腳詳情參見圖1。對于嵌入式LIN收發(fā)器IC，受試管腳至少應(yīng)為管腳LIN和管腳VSUP。

3 試驗(yàn)電路板

為滿足IEC 62228-2:2016中ESD試驗(yàn)和其他試驗(yàn)的要求，需要為LIN收發(fā)器IC配置相應(yīng)的外圍電路，并將相應(yīng)的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)在電路板上。LIN測試電路包含了兩個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)，LIN節(jié)點(diǎn)作為試驗(yàn)信號的發(fā)射器，用來仿真輸出節(jié)點(diǎn)接收和監(jiān)測到的LIN消息。LIN節(jié)點(diǎn)包括了收發(fā)器，LIN總線濾波器，必要的外部器件和安裝在監(jiān)測管腳或輸入管腳的去耦網(wǎng)絡(luò)。為了保證耦合和去耦網(wǎng)絡(luò)的射頻（RF）特性，應(yīng)使用包含兩個(gè)同樣設(shè)計(jì)LIN節(jié)點(diǎn)的最小層數(shù)為兩層的PCB（包含GND層）?？赡芮闆r下RF注入點(diǎn)與IC管腳連接點(diǎn)之間走線的長度宜短于30mm（ESD試驗(yàn)板規(guī)定為mm）。

圖1 不通電模式下LIN收發(fā)器IC進(jìn)行直接ESD試驗(yàn)電路示意圖

對于ESD試驗(yàn)，應(yīng)選用同樣設(shè)計(jì)規(guī)格的試驗(yàn)板，并滿足圖1中的設(shè)計(jì)要求?？蛇x電阻器R2、R3和R4，其阻值不小于200kΩ，用來避免ESD發(fā)生器引起的靜電放電點(diǎn)的靜電預(yù)充電。應(yīng)避免在高的試驗(yàn)等級上對這些電阻進(jìn)行放電。如果ESD發(fā)生器上有其他措施能避免靜電預(yù)充電，則可以不使用這些電阻，此時(shí)可使用一個(gè)外部電阻器來移除每次放電試驗(yàn)前放電點(diǎn)的預(yù)充電電荷。

4 ESD試驗(yàn)

針對靜電抗擾度試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)推薦根據(jù)ISO 10605采用直接放電法。標(biāo)準(zhǔn)在附錄D中還針對LIN收發(fā)器IC面臨的間接靜電放電風(fēng)險(xiǎn)介紹了間接放電法，能夠?qū)㈩愃朴诎凑誌SO 10605針對LIN進(jìn)行的間接放電試驗(yàn)產(chǎn)生的波形施加到受試IC上面。

4.1 直接放電試驗(yàn)

進(jìn)行直接放電的試驗(yàn)布置如圖2所示。使用0.5m×0.5m大小的接地平板與試驗(yàn)室內(nèi)接地系統(tǒng)的保護(hù)地連接。ESD試驗(yàn)發(fā)生器接地回路電纜應(yīng)直接與此接地平板連接。 金屬試驗(yàn)固定裝置能夠固定ESD試驗(yàn)板并直接把ESD試驗(yàn)板的地平面與參考接地面相連接。試驗(yàn)固定裝置與地平面之間應(yīng)使用低阻抗和感抗的連接。表面接觸面積應(yīng)至少4cm2。ESD試驗(yàn)發(fā)生器的尖端應(yīng)直接接觸試驗(yàn)板上的放電點(diǎn)。

圖2 直接放電試驗(yàn)布置

4.2 間接放電試驗(yàn)

LIN收發(fā)器IC的間接ESD放電試驗(yàn)布置如圖3所示。其在直接放電布置的基礎(chǔ)上額外使用了特殊的耦合電纜和L-C網(wǎng)絡(luò)。直接放電中試驗(yàn)板上的ESD放電點(diǎn)與該耦合電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連接。直接放電中基本試驗(yàn)板上的ESD放電點(diǎn)與該耦合電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連接。ESD放電施加于耦合電纜屏蔽層的遠(yuǎn)端，屏蔽層需連接到試驗(yàn)板的GND上，但在ESD放電點(diǎn)處浮地。耦合電纜的內(nèi)導(dǎo)體近端連接至LIN的管腳上，遠(yuǎn)端通過L-C網(wǎng)絡(luò)連接至大地。該L-C網(wǎng)絡(luò)模擬主節(jié)點(diǎn)總線電容以及ECU試驗(yàn)時(shí)典型連接電纜的電感。耦合電纜和L-C網(wǎng)絡(luò)的連接也會對EUT進(jìn)行間接放電的波形帶來影響。

圖3 間接放電試驗(yàn)布置

4.3 試驗(yàn)要求

表2給出了直接放電試驗(yàn)和間接放電試驗(yàn)的試驗(yàn)要求和失效驗(yàn)證步驟。在測試前后任何I-V特性的顯著變化（與施加干擾前相比最大電壓或電流的變化超過±5%）都被認(rèn)為是失效的情況。

表2 ESD放電試驗(yàn)要求

5 結(jié)語

IEC6228-2：2016中對于試驗(yàn)內(nèi)容和要求的定義適用于標(biāo)準(zhǔn)LIN收發(fā)器IC，而對于嵌入式LIN收發(fā)器IC的試驗(yàn)，應(yīng)采取適當(dāng)方法使得試驗(yàn)措施符合本標(biāo)準(zhǔn)中的原則規(guī)定。另外，在進(jìn)行ESD試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循本標(biāo)準(zhǔn)和ISO 10605中的試驗(yàn)要求，以提高試驗(yàn)的復(fù)現(xiàn)性。標(biāo)準(zhǔn)對于LIN收發(fā)器IC的ESD試驗(yàn)方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，對于其他類型芯片的ESD試驗(yàn)也具有一定的參考意義。

[1]IEC 62228-2：2016 Integrated circuits- EMC evaluation of transceivers - Part 2:LIN transceivers[S].2016.

[2]ISO 10605:2008 Road vehicles-Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge[S].2008.

Requirements of electrostatic discharge test in IEC 62228-2:2016

Hou Xinwei,Xu Long
(China Electronic Standardization Institute,Beijing,100007)

This article introduces IEC 62228-2：2016 and its’ measurement setup and methods on ESD test. Direct discharge and indirect discharge are specified in detail.

IEC 62228-2；ISO 10605；IC；ESD；LIN