陶瓷电容MLCC的ESD承受能力.docx

电容器的ESD耐性

对电容器的ESD〔ElectrostaticDischarge：静电放电〕耐性进行说明。

ESD耐性的测试方法

电容器静电容量与ESD耐性的关系

〔参考数据〕多层陶瓷电容器〔GCM系列〕的ESD耐性

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，那么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。

?

①

HBM

〔HumanBodyModel：人体模型〕

：

假设由人体静电放电时的测试

②

MM

〔MachineModel：机械模型〕

：

假设由机械静电放电时的测试

③

CDM

〔ChargedDeviceModel：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。

规格名

充电用电容器

Cd〔pF〕

放电用电阻

Rd〔Ω〕

AEC-Q200-002

150

2000

IEC61000-4-2

150

330

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

分类

最大耐电压

1A

500V〔DC〕以下

1B

0.5kV〔DC〕以上1kV〔DC〕以下

1C

1kV〔DC〕以上2kV〔DC〕以下

2

2kV〔DC〕以上4kV〔DC〕以下

3

4kV〔DC〕以上6kV〔DC〕以下

4

6kV〔DC〕以上8kV〔DC〕以下

5A

8kV〔DC〕以上12kV〔AD〕以下

5B

12kV〔AD〕以上16kV〔AD〕以下

5C

16kV〔AD〕以上25kV〔AD〕以下

6

25kV〔AD〕以上

DC：直流接触放电AD：空气放电

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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。

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〔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。

对象产品

GCM系列/0402inch尺寸/X7R特性/50V

测试条件

充电用电容器=150pF

放电电阻=2000Ω

施加电压次数=正负极各5次

样品数=各10个

测量器

ESD测试机〔噪声研究所〕

?本体...ESS-200AX

?放电枪...ModelTC-815D

样品状态

覆盖硅树脂以防外表泄露

周围环境

22±5℃、30～60%RH

判定标准

绝缘电阻1MΩ

图5.高介电常数型电容器的ESD测试结果〔Vd=25kV为测量范围〕