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ESDガンの接触放電に対する放電電流波形の周波数スペクトルと不確実性

机译:静电放电枪接触放电的频谱及放电电流波形的不确定性

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摘要

半導体技術の飛躍的な進歩に伴いICの高速・高集積化が達成された結果,高性能かつ高機能化された様々な電子機器が市場に供給されている。しかしながら,これらの電子機器の電磁雑音に対する耐性の低下が問題となっており,特に,電した人体によって引き起こされる静電気放電(ESD:Electrostatic discharge)は,広帯域の過渡電磁雑音を含むため,ハイテク機器ほど深刻な誤動作を引き起こす。このような背景から,ESDに関する電子機器の耐性(イミュニテイ)試験法が国際電気標準会議(IEC:International Electro-teChnical Commission)で既に標準化されている。%International Electrotechnical Commission (IEC) has prescribed an immunity test (IEC61000-4-2) of electronic equipment against electrostatic discharges (ESDs), in which a discharge current to be injected onto equipment under test is being specified by a Heidler formula. As for the waveform, however, not the whole-waveform but only the rise time, the first peak, and the current amplitudes at 30 ns and 60 ns are being specified in the time domain together with their uncertainty so that a commercially available ESD generator (ESD-gun) shall be checked by injecting a current onto an IEC recommended calibration target before testing. In this study, to clarify the discrepancy between measured discharge currents and the above-mentioned calculated current in the frequency domain, we measured discharge currents for contact discharges of an ESD gun onto the calibration target with respect to various arrangements of the ESD gun and its earth return cable, and obtained the ratio of their current frequency spectra to the calculated current spectrum from the Heidler formula. As a result, we found that according to the inclination of the ESD gun and arrangement of the earth return cable current spectra vary by -10dB in the frequency range from 10 MHz o 200 MHz and by 15dB at frequencies over 300 MHz. This finding suggests that the arrangements of an ESD gun and its earth return cable should affect immunity testing results.
机译:由于半导体技术的飞速发展以及IC的高速和高集成度,已经向市场提供了具有高性能和功能性的各种电子设备。但是,降低这些电子设备对电磁噪声的抵抗力已成为问题,特别是由带电的人体引起的静电放电(ESD)包含宽带瞬态电磁噪声,因此其与高科技设备一样高。造成严重故障。在这种背景下,与ESD相关的电子设备的电阻(免疫)测试方法已经由国际电工委员会(IEC)标准化。 %国际电工委员会(IEC)规定了电子设备抗静电放电(ESD)的抗扰性测试(IEC61000-4-2),其中通过Heidler公式指定要注入被测设备的放电电流。对于波形,在时域中不仅指定了整个波形,而且还指定了上升时间,第一个峰值以及30 ns和60 ns处的电流幅度及其不确定性,因此市售的ESD发生器(在测试之前,应通过将电流注入IEC推荐的校准目标来检查ESD枪)。在本研究中,为了澄清测得的放电电流与上述计算的电流在频域之间的差异,我们测量了触点的放电电流将ESD喷枪相对于ESD喷枪及其接地电缆的各种布置放电到校准目标上,并获得其电流比结果,我们发现,根据ESD喷枪的倾斜度和接地电缆的布置,电流频谱在10 MHz至200 MHz的频率范围内变化-10dB。并在300 MHz以上的频率上降低了15dB。这一发现表明ESD喷枪及其接地线的布置会影响抗扰性测试结果。

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