Elektrostatik boşalma (ESD)
Elektrostatik önemi nedir?
Günlük hayatımızda birçok kez etkileşimde olduğumuz cihazların statik elektriğe karşı etkileşimi vardır. İnsan saçı, kürk, ipek, pamuk gibi birçok malzeme statik elektrikle şarj edilebilir. Statik elektrik şarjı ve ortam hava akışı 10-15kV‘a ulaşabilir. Belirli bir değere ulaşan statik yükleme vücudunuzun sivri kısımları bir iletkene yaklaştığında ani deşarjlar meydana gelir. Statik olarak yüklenmiş 30 kV’lik bir kişinin elinde bir tornavida ile, bir akımın birkaç nano saniyede 50 A’ya kadar akmasına neden olabilir. ESD, örneğin insan eli ile buzdolabı veya RFID kartı okuyucu gibi elektronik ürünlerin bir araya getirildiğinde veya aralarındaki dielektrik bozulduğunda ve genellikle insan gözü ile de görünebilen bir yük akışı ortaya çıkmaktadır.
Diğer durumlarda, örneğin, parmak ucundan, daha yavaş ve daha düşük bir deşarj vardır. Elektrostatik yük, 5 / 100ns yükselme / deşarj süresi ile 35-40A akım darbesi oluşturabilir. Bu akım darbesinin etkileri 200MHz frekans değerinin ötesine uzanabilir.
ESD immünoanalizleri doğrudan veya dolaylı olarak iki şekilde gerçekleştirilir. Her iki durumda da, ESD temas ve hava yoluyla uygulanır. EMC laboratuarlarında uygulanan ESD test standardı EN 61000-4-2‘dir. Bu standart ürünün bağışıklığını kontrol etmektedir. Ürünü kullanılacağı yere göre sınıflandırma yapılmaktadır. Sınıflandırma bir bakıma test sonucudur. Sınıflandırmada ürünün ESD testi için yeterliliğinin raporda belirtmektedir. Bu sınıflandırmaların neler olduğunu sorabilirsiniz. Bildiğiniz gibi EMC testi Emission (yayılım) ve Immunity (bağışıklık) testlerinden oluşmaktadır. Elektrostatik testi bahsettiğimiz gibi bir bağışıklık testidir. Bu bağlamda test esnasında ürünün uygulanan darbelere gösterdiği reaksiyona bakılmaktadır. İşte bu gözleme göre ürünün hangi sınıfta olduğu değerlendirilmektedir.
ESD Class kavramı ne anlama gelmektedir?
Sınıflar A Class, B Class ve C Class olarak adlandırılmaktadır. Test altında ki ürünün A Class olarak değerlendirilebilmesi için ürünün standarta bağlı olarak uygulanan darbeler sonuçunda çalışma performansında herhangi bir değişiklik olmama gerekmektedir. EMC Laboratuvarı Test mühendisi cihazın normal kullanımı sırasında temas noktalarına, cihazın temas noktalarına, soketine, havalandırmasına veya ışık yuvalarına uygulamaktadır. Ürünün A Class da değerlendirilebilmesi için ürünün kritik noktaları artı ve eksi polarizasyonlarda 2 kV 4 kV 6 kV ve 8 kV statik elektrik şarjı uygulamaktadır. Bu değerle ürünün kullanım yerine göre farklı olabilir. B Class içinde test altında ki ürünün, darbelerden sonra kapanabilir ancak kendini toparlayabiliyor olması istenmektedir. Ürün darbelerden sonra işlev kaybı gözlemleniyor, ürün kapanmaları gözlemleniyor ise C Class da değerlendirilmektedir.
ESD testi bir çok EMC test ekipmanları üreticisi tarafından üretilmektedir. ESD tabancası olarak da atlandırılan bu test ekipmanın 2 adet uca sahiptir. Uçlardan bir tanesi Air diğeri de Contact uçtur. Bir bakıma ESD testi 2 bölümden oluştuğunu görebiliriz.
Air Discharge
Bu uç ile test edildiğinde ESD tabancası ürüne yakınlaştırılarak tetiklenir. Deşarj uçtan uygulanır, yüksek voltaj aniden boşaltılır ve bu da test numuneleri üzerinde etkilere yol açabilir.
Contact Discharge
ESD tabanca Cantact takıldığında artık test esnasında ürüne direk temas yalında gerekli darbrler ürüne iletilmektedir. Test esnasında genlik yüksekliği, hava nemi ve sıcaklık gibi etkileyen faktörleri azaltır.
Test esnasında bazı yüzeylerin yani Boyalı oksitlenmiş yüzeyler uygulanan darbelerden etkilenmemektedir.
RadComTest’de Test mühendisi yapmış olduğu bağışıklık testlerde ESD problemleri ile sıkça karşılaşılmıştır. Bu problemler genel olarak ürünün doğru topraklama yapılamamasından kaynaklandığı gözlemlenmiştir. Örnek vermek gerekir ise ürüne uygulanan yüksek polizasyon da ürünün topraklamasının yetersiz olduğu böylelikle uygulanan noktanın altında bulunan devre kart companentlerinde problemlere yol açtığı fark edilmiştir.
ESD Test kurulumu
Tekrarlanabilirlik için, topraklama plakası üzerinde testler yapılır. Cihaz toprağa kıyasla önemli bir sızıntı kapasitesine sahip olduğundan, cihaz masa üstü testinde yerden 0.8 m, zemin test toprağının 10 cm üzerine yerleştirilir. Toprak plakası cihazdan her yönde 0,5 m daha geniş olmalıdır. ESD bu noktalara EN 61000-4-2 standardın da belirtildiği üzere yüzeye dik olacak şekilde uygulanır. Test noktalarına aralıklı olarak ve iki polarite için en az 10-15 ESD darbesi uygulanır. Uygulancak olan darbe ve statik boşalımın değerlerini ürünün kullanım yerine bağlı olarak EN 61000-4-2 standartının belirttiği değerler kullanılmaktadır.
Bu yazımızda sizlere genel anlamda Elektrostatik Deşarj testi nedir? Elektrostatik test sınıflandırması nelerdir? diye CE belgelendirme sürecin öncesinde ki düşüncelerine cevap verebilmişizdir. Eğer ürününüz insan eli ile fazla temas halinde olacak yerler de kullanılacak ise bu teste önem vermenizi öneriyoruz. Saha da oluşabilecek geri dönüşler tasarım aşamasında yapılacak olan testlerden daha maliyetli olabilir.
Detaylı bilgi için uzman ekibimiz ile iletişime geçebilirsiniz.
