Kondensator
Kondensator-Leitfaden
ESD-Widerstand von Kondensatoren
Die ESD-Beständigkeit (Electrostatic Discharge) von Kondensatoren wird im Folgenden beschrieben.
ESD-Widerstands-Testmethode
Wenn statische Elektrizität, die auf Menschen oder Geräte einwirkt, sich an elektronischen Geräten oder Komponenten entlädt, kommt es zu einem elektromagnetischen Energieschock; daher müssen Kondensatoren einen konstanten ESD-Widerstand oder mehr aufweisen.
Es gibt drei Prüfverfahren für die ESD-Beständigkeit: (1) HBM, (2) MM und (3) CDM, wie im Folgenden dargestellt, je nach dem Modell, das die Statik erzeugt.
Von diesen Tests wird im Folgenden (1) HBM, die am häufigsten verwendete Testmethode für die ESD-Beständigkeit von Kondensatoren, beschrieben.
| ① | HBM (Menschliches Körpermodell) | ： | Der Test basiert auf der Annahme, dass sich statische Elektrizität von einem menschlichen Körper entlädt. |
| ② | MM (Maschinenmodell) | ： | Der Test basiert auf der Annahme, dass statische Elektrizität von einer Maschine abgeleitet wird. |
| ③ | CDM (Modell für geladene Geräte) | ： | Die Prüfung basiert auf der Annahme, dass sich statische Elektrizität von einem elektrifizierten Gerät entlädt. |
Als ESD-Prüfnormen für HBM gibt es die AEC-Q200-002, IEC61000-4-2 usw., und die HBM-Modellkonstante unterscheidet sich je nach Norm, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.
| Normen | Ladekondensator Cd（pF） | Entladungswiderstand Rd （Ω） |
|---|---|---|
| AEC-Q200-002 | 150 | 2000 |
| IEC61000-4-2 | 150 | 330 |
Die HBM-ESD-Prüfschaltung und die Entladestromwellenform der AEC-Q200-002 sind in Abbildung 1 und Abbildung 2 dargestellt.
| （i） | Während der Schalter 2 geöffnet ist, ist der Schalter 1 geschlossen, und eine Hochspannungsversorgung wird angelegt, um Strom im Ladekondensator (Cd) zu speichern. |
| （ii） | Schalter 1 ist offen, Schalter 2 ist geschlossen, und der Strom, der sich im Cd angesammelt hat, wird an den Testkondensator (Cx) angelegt, um den Test durchzuführen. |
※Cx：Testkondensator, Cd: Ladekondensator, Rd: Entladewiderstand, Rc: Schutzwiderstand
In AEC-Q200-002 ist der Ablauf der ESD-Prüfung von HBM in Abbildung 3 dargestellt, und die Klassifizierung ist in Tabelle 1 aufgeführt. Die Prüfung wurde entsprechend dem Ablauf in Abbildung 3 durchgeführt, und der Rang der Spannungsfestigkeit ist in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1. HBM ESD-Testablauf
| Klassifizierung | Maximale Stehspannung |
|---|---|
| 1A | Weniger als 500V (DC) |
| 1B | 0,5 kV (DC) oder mehr, weniger als 1 kV (DC) |
| 1C | 1 kV (DC) oder mehr, weniger als 2 kV (DC) |
| 2 | 2 kV (DC) oder mehr, weniger als 4 kV (DC) |
| 3 | 4 kV (DC) oder mehr, weniger als 6 kV (DC) |
| 4 | 6 kV (DC) oder mehr, weniger als 8 kV (DC) |
| 5A | 8 kV (DC) oder mehr, weniger als 12 kV (AD) |
| 5B | 12 kV (AD) oder mehr, weniger als 16 kV (AD) |
| 5C | 16 kV (AD) oder mehr, weniger als 25 kV (AD) |
| 6 | 25 kV (AD) oder mehr |
DC：Direkte Kontaktentladung AD：Luftentladung
Verhältnis zwischen Kapazität und ESD-Widerstand von Kondensatoren
Die Kapazität des Prüfkondensators beeinflusst die Spannung, die auf beiden Seiten eines Kondensators auftritt.
Zwischen der Kapazität (Cx) des Testkondensators und der Spannung (Vx), die auf beiden Seiten auftritt, wird folgende Beziehung hergestellt.
Während die Versorgungsspannung (Vd) und die Kapazität des Ladekondensators (Cd) konstant sind, wird die Spannung (Vx), die auf beiden Seiten des Prüfkondensators auftritt, geringer, je größer die Kapazität (Cx) des Prüfkondensators ist.
Daher ist der ESD-Widerstand im Allgemeinen umso höher, je größer die Kapazität des Testkondensators ist.
Da sich die Grenzleistung der Stehspannung mit den Unterschieden in der Konstruktion, wie z. B. der Art und Dicke der Dielektrika, ändert, entspricht der Wert nicht immer der oben genannten Tendenz.
(Referenzdaten) ESD-Widerstand von keramischen Mehrschichtkondensatoren (GCM-Serie)
Die Referenzdaten für den ESD-Widerstand von keramischen Vielschichtkondensatoren (GCM-Serie) sind unten aufgeführt.
Anwendbares Produkt | Serie GCM / 0402 Zoll Größe / X7R Eigenschaften / 50V |
|---|---|
Testbedingungen | Ladekondensator = 150pF Entladungswiderstand = 2000Ω Anzahl der Anwendungen = je 5 Mal für positive/negative Polarität Anzahl der Proben = jeweils 10 Proben |
Messgerät | ESD-Prüfgerät (Noise Laboratory Co., Ltd.) |
Zustand der Stichproben | Die Oberfläche ist mit Silikonharz beschichtet, um Undichtigkeiten an der Oberfläche zu verhindern. |
Peripherie Umwelt | 22±5 °C, 30 bis 60 % RH |
Kriterien für die Akzeptanz | Isolationswiderstand: 1MΩ |
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