Introdução aos ensaios de descarga eletrostática (ESD)

A descarga eletrostática (ESD) é uma corrente eléctrica transitória resultante da transferência súbita de carga eletrostática entre objectos com potenciais diferentes. Os eventos ESD podem causar falhas catastróficas ou defeitos latentes em componentes electrónicos, tornando os testes ESD um requisito crítico em indústrias como a automóvel, a aeroespacial, os dispositivos médicos e a eletrónica de consumo.

Uma pistola ESD (ou Simulador ESD) é um instrumento especializado concebido para reproduzir o modelo de corpo humano (HBM) e outras formas de onda de descarga padronizadas para avaliar a imunidade de um dispositivo a descargas electrostáticas. Entre as soluções líderes neste domínio, o LISUN ESD61000-2 destaca-se como um simulador ESD de alta precisão, concebido para cumprir a norma IEC 61000-4-2 e outras normas internacionais.

Fundamentos dos ensaios ESD e dos mecanismos de descarga

Modelos de descarga eletrostática

Os testes ESD seguem normalmente modelos de descarga normalizados para garantir a consistência e a repetibilidade:

• Modelo do corpo humano (HBM): Simula a descarga de um operador humano para um dispositivo.
• Modelo da máquina (MM): Representa a descarga de equipamento condutor.
• Modelo de Dispositivo Carregado (MDL): Avalia a descarga de um componente carregado para a terra.

O LISUN ESD61000-2 é otimizado para testes HBM de acordo com a norma IEC 61000-4-2, gerando tensões de descarga de 0,1 kV a 30 kV com elevada repetibilidade (±5%).

Parâmetros-chave dos ensaios ESD

• Tempo de subida: <1 ns (essencial para uma reprodução exacta da forma de onda).
• Forma de onda da corrente de descarga: Em conformidade com a norma IEC 61000-4-2 (a descarga de contacto de 4 kV produz uma corrente de pico de 7,5 A em 0,7-1 ns).
• Polaridade: Modos de descarga positiva e negativa.

Especificações técnicas do LISUN ESD61000-2

O LISUN ESD61000-2 é um simulador ESD totalmente programável com as seguintes caraterísticas avançadas:

Metodologia de teste e princípios operacionais

Teste de contacto vs. teste de descarga de ar

• Descarga por contacto: A pistola ESD aplica diretamente uma descarga ao dispositivo em teste (DUT) através de um elétrodo pontiagudo. Este método garante resultados precisos e repetíveis.
• Descarga de ar: Simula eventos ESD do mundo real em que ocorre um arco entre a pistola e o DUT. O ESD61000-2 mantém um controlo consistente da distância do arco (±0,5 mm).

Testes automatizados vs. testes manuais

O ESD61000-2 suporta testes manuais e automatizados, permitindo a integração em sistemas de controlo de qualidade da linha de produção. As sequências de teste programáveis permitem o teste de descarga multiponto, reduzindo a variabilidade dependente do operador.

Aplicações industriais dos ensaios ESD

Eletrónica automóvel (conformidade com a norma ISO 10605)

Os veículos modernos incorporam unidades de controlo eletrónico (UCE) sensíveis para info-entretenimento, ADAS e gestão do grupo motopropulsor. As ESD61000-2 garante imunidade contra eventos ESD durante a montagem e o funcionamento.

Dispositivos médicos (IEC 60601-1-2)

As descargas electrostáticas podem perturbar os pacemakers, os sistemas de imagiologia e o equipamento de diagnóstico. O ESD61000-2garante a conformidade com as normas médicas de imunidade ESD.

Eletrónica de consumo (IEC 61000-4-2)

Os smartphones, os wearables e os dispositivos IoT são submetidos a rigorosos testes ESD para evitar avarias provocadas por descargas estáticas induzidas pelo utilizador.

Equipamento industrial e elétrico

Os accionamentos de motores, os PLCs e os conversores de energia têm de resistir a ESD em ambientes agressivos. O ESD61000-2(até 30 kV) valida a robustez em ambientes industriais.

Vantagens competitivas do LISUN ESD61000-2

1. Elevada precisão e repetibilidade: A tolerância de tensão ±5% garante resultados de teste fiáveis.
2. Conformidade com várias normas: Suporta as normas IEC, ISO e ANSI/ESD.
3. Controlo avançado da descarga: Intervalos de descarga programáveis e sequências de teste automatizadas.
4. Construção robusta: Materiais de qualidade industrial para uma durabilidade a longo prazo.
5. Operação remota: Facilita a integração em sistemas de teste automatizados.

Estudo de caso: Ensaios ESD no fabrico de ECUs para automóveis

Um dos principais fornecedores do sector automóvel implementou o ESD61000-2 para validar a imunidade da UCE. Ensaios em ±8 kV (contacto) e ±15 kV (ar) revelou vulnerabilidades ESD latentes nas interfaces do bus CAN, levando a melhorias de conceção que reduziram as falhas no terreno em 23%.

Perguntas frequentes (FAQ)

Q1: Qual é a diferença entre os ensaios de contacto e de descarga de ar?
A descarga por contacto aplica ESD diretamente ao DUT, enquanto a descarga por ar simula eventos reais de arco voltaico. O ESD61000-2 suporta ambos os modos com elevada precisão.

Q2: Como é que o ESD61000-2 garante a conformidade da forma de onda com a norma IEC 61000-4-2?
A pistola incorpora uma rede de descarga calibrada (150 pF / 330 Ω) e comutação de alta velocidade para reproduzir a forma de onda de corrente especificada na norma.

Q3: O ESD61000-2 pode ser utilizado para testes CDM?
Não, o teste CDM requer um simulador especializado como o LISUN ESD-CDM. O ESD61000-2 é otimizado para testes HBM e MM.

Q4: Que indústrias beneficiam mais com os ensaios ESD?
A eletrónica automóvel, médica, aeroespacial e de consumo depende dos testes ESD para evitar falhas em componentes electrónicos sensíveis.

Q5: O ESD61000-2 é adequado para testes automatizados em linhas de produção?
Sim, as suas interfaces de controlo remoto (RS-232, USB, LAN) permitem uma integração perfeita em sistemas de teste automatizados.