CN103091574A - 静电场干扰测试装置与其方法 - Google Patents

Abstract

一种静电场干扰测试装置与其方法，其静电场干扰测试装置包括静电放电产生器与导电件。导电件邻近于静电放电产生器的输出端并电连接于接地端。当静电放电产生器对导电件进行空气放电时，导电件会因为瞬间电流而产生一测试电磁场，此测试电磁场可以用来测试待测组件对静电场强的防护能力。

Description

静电场干扰测试装置与其方法

技术领域

本发明是有关于一种静电放电测试装置，且特别是有关于一种静电场干扰(electrostatic field interference)测试装置。

背景技术

现在的电子装置，例如行动电话、笔记型计算机、平板计算机、服务器等，都愈来愈精密，其电路集积度也愈来愈高。因此，电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，简称EMC)的测试对产品稳定性而言是相当重要的工作。电磁兼容的目标是在相同环境下，不同的设备在电磁现象下都能正常运转，而且不会产生令其它设备难以忍受的电磁干扰的能力。EMC包括电磁干扰(EMI，Electromagnetic Interference)和电磁耐受性(EMS，Electromagnetic Susceptibility)。EMI为电磁场伴随着电压、电流的作用而产生，EMS表示设备或电子产品在使用过程中不受周遭电磁环境影响的能力。

EMC测试中最重要的包括静电放电防护能力，其测试方式是采用电子枪或静电产生器做电磁兼容性测试。一般的静电枪只拥有产生静电的功能，供EMC(Electromagnetic compatibility)工程师做产品静电问题的除错工具(debug)。一般的除错测试流程中，我们会先针对螺丝孔的接地面做静电测试，如图1所示，其绘示电子装置的静电放电测试示意图。

笔记型计算机内部的螺丝孔111、112是容易发生静电放电的地方。在测试时，EMC工程师可以利用静电枪对螺丝孔111、112处做静电放电(electrostatic discharge，ESD)测试，然后侦测笔记型计算机是否产生问题。由于静电在板子内流动的速度非常快，所以只能由测试结果中，知悉有几个测试点是有问题的以及可能有问题的区域在哪里，例如区域120。但是区域120中可能包括很多电子组件与绕线，在实际操作上很难准确的判断出是哪里出现问题。只能盲目的测试以收敛问题点，这样耗费相当多的时间。

发明内容

本发明提供一种静电场干扰测试装置，其静电放电产生器可对导电件进行空气放电以产生一测试电磁场，此测试电磁场可以用来测试待测组件的电磁兼容性与静电放电防护能力，藉此找寻会发生误动作的区域。

本发明提出一种静电场干扰测试装置，包括静电放电产生器与导电件。静电放电产生器具有一输出端，可以用来产生静电放电。导电件由导体形成且电性连接至一接地端。导电件邻近于输出端并电性连接至接地端，用以在静电放电产生器在对导电件进行空气放电时产生一测试电磁场。

在本发明一实施例中，上述静电场干扰测试装置更包括绝缘件，设置在待测组件与导电件之间，用来避免静电放电损坏到待测组件。

在本发明一实施例中，上述静电场干扰测试装置更包括测试平台与机器手臂，用以设置与移动静电放电产生器与导电件以进行待测组件的测试。

综上所述，本发明利用静电放电产生器与导电件在待测组件上方产生测试用的电磁场，其可仿真静电场强对待测组件的影响。因此，本发明的静电场干扰测试装置可以用来分析待测组件的电磁兼容性以及快速找出误动作的区域。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为电子装置的静电放电测试示意图。

图2A为本发明第一实施例的静电场干扰测试装置示意图。

图2B为本发明第一实施例的静电场干扰测试装置的组件位置示意图。

图3A为本发明第二实施例的静电场干扰测试装置示意图。

图3B为本发明第三实施例的静电场干扰测试装置示意图。

图4为本发明第四实施例的静电场干扰测试装置示意图。

图5为本发明第五实施例的静电场干扰测试方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

111、112：螺丝孔

120：区域

200：静电场干扰测试装置

210：静电放电产生器

211：枪体

212：输出端

220：导电件

224：导线

230：绝缘件

231、232：测试区域

240：待测组件

GND：接地端

300、301：静电场干扰测试装置

330：绝缘件

350：调整臂

400：静电场干扰测试装置

410：测试平台

420：机器手臂

S510～S550：步骤

具体实施方式

在下文中，将藉由图式说明本发明的实施例来详细描述本发明，而图式中的相同参考数字可用以表示类似的组件。

(第一实施例)

图2A绘示本发明第一实施例的静电场干扰(electrostatic field interference)测试装置示意图。静电场干扰测试装置200包括静电放电产生器210、导电件220与绝缘件230，其中静电放电产生器210具有输出端212，可用来输出高压脉冲以产生静电放电现象。静电放电产生器210例如是静电枪，其枪口为输出端212，其枪体211可供使用者握持。导电件220由导体形成且经由导线224电性连接至接地端GND，其例如是金属平板、金属板或金属薄片(如铝箔)，但本实施例不限制导电件220的结构形状或材质。

导电件220的位置邻近于输出端212，使静电放电产生器210在产生瞬间高压(静电放电)时，对导电件220进行空气放电以产生一测试电磁场。测试电磁场是因为瞬间放电的电流在导电件220上流动所产生。此一测试电磁场可以用来模拟静电放电发生时所产生的静电场，以及测试待测组件240对静电场强的防护能力。在测试时，使用者可以在待测组件240上方进行空气放电动作以产生测试电磁场，然后经由检测待测组件240是否发生误动作来检测待测组件240产生误动作的区域，以进一步进行静电问题的分析。

绝缘件230例如是塑料垫，其设置在导电件220相对于输出端212的另一侧，也就是说，绝缘件230会设置在导电件220与待测组件240之间，且其尺寸会大于导电件220的尺寸。绝缘件230可以防止静电放电产生器210所产生的静电流直接进入待测组件240而造成损伤。在本实施例中，待测组件240例如为计算机主机板或服务器主机板，但本实施例不限制于此。

请同时参照图2B，其绘示本发明第一实施例的静电场干扰测试装置的组件位置示意图。由图2B可知，其导电件220位于静电放电产生器210与绝缘件230之间，但并未与静电放电产生器210或绝缘件230直接接触。绝缘件230位于导电件220与待测组件240之间，其中导电件220与待测组件240之间的距离例如为1.5公分，但本实施例不限制于此。值得注意的是，静电放电产生器210、导电件220与绝缘件230可以由各别独立的组件实现，也可以是利用机械结构将其整合在同一结构上，例如将导电件220与绝缘件230连接至静电放电产生器210的本体上。导电件220与绝缘件230可以利用可调整或可伸缩的机械结构(例如调整臂)连接至静电放电产生器210，以方便使用者调整与固定其位置。

参照图2A，导电件220可以利用连接线，例如通用序列总线(UniversalSerial Bus，简称USB)连接线或高清晰度多媒体接口(High DefinitionMultimedia Interface，简称HDMI)连接线来实现。以USB为例，USB连接线一端的USB接头做为导电件220使用，另一端的USB接头则连接至接地端GND。值得注意的是，导电件220的接地端GND可以与静电放电产生器210共享，但本实施例不限制于此。

在进行测试时，绝缘件230可以置放在待测组件240之上，以避免待测组件240受到静电放电的损害。使用者可以手持静电放电产生器210与导电件220，将导电件220置放在静电放电产生器210的输出端212前方。然后，以静电放电产生器210对导电件220进行例如8KV以上的空气放电动作。当静电经由空气放电到导电件220时，导电件220会产生瞬间的大电流，此电流会被引导而往接地端GND流动，进而产生测试电磁场。

根据安培定律，瞬间的大电流会产生场强(field strength)(电场或磁场)，而干扰到待测组件240上的信号线或芯片组。所以在静电放电产生器210对导电件220进行空气放电时，瞬间的电流会使导电件220在待测组件240上方产生测试电磁场。使用者可以经由待测组件240的输出去判断待测组件240是否受到测试电磁场的影响而产生误动作或损伤。若待测组件240产生误动作，则表示导电件220所对应的区域下方属于静电防护或电磁兼容性较为薄弱的区域，进而分析待测组件240在该区域的电路配线或组件设计以提高其电磁兼容性。

为方便取得待测组件240各区域的电磁兼容性，绝缘件230上可以藉由划线分割出多个测试区域231、232。在测试时，使用者可以依序调整导电件220的位置至各该测试区域231、232的上方以测试各该测试区域231、232的电磁兼容性是否符合要求。测试区域231、232的区域尺寸与位置可依据设计需求调整，例如圆形或方形，其测试顺序也可以依据测试需求调整，本实施例并不受限。另外，在测试时，静电放电产生器210的输出电压可以依照设计需求调整，例如8KV、9KV，以产生所需的场强度，本实施例不限制静电放电产生器210的输出电压。在测试过程中，使用者可以经由待测组件240的输出来决定产生误动作的区域在哪里，例如是测试区域231或232。

利用上述静电场干扰测试装置200与测试方法，可以让使用者快速进行电磁兼容性的测试并且缩短测试时间。使用者可以快速的得知电磁兼容性有问题的区域，然后做对策的实施及验证。另外，由于上述测试方法属于非接触式的测试，上述绝缘件230可以避免静电流直接灌入待测组件240中，因此可以降低静电放电对待测组件240的损伤机会。

值得注意的是，上述绝缘件230主要是用来降低待测组件240被静电放电损伤的机会，其可依照测试需求去除，并不影响测试功效。换言之，静电场干扰测试装置200可以仅由静电放电产生器210与导电件220组成，而使用者则可以直接利用静电放电产生器210与导电件220来对待测组件240进行电磁兼容性的测试。

此外，上述静电放电产生器210的输出与位置移动控制，以及导电件220的位置移动控制可以藉由自动化机台来实现，例如使用机器手臂来达成。经由上述实施例的说明，本技术领域技术人员应当可以轻易推知其操作细节，在此不加累述。

(第二实施例)

上述导电件220可以整合至静电放电产生器210上，如图3A所示，其绘示本发明第二实施例的静电场干扰测试装置示意图。静电场干扰测试装置300结合静电放电产生器210与导电件220，其中导电件220经由调整臂350连接至静电放电产生器210。值得注意的是，导电件220可连接至静电放电产生器210，并与静电放电产生器210共享接地，或者，导电件220也可以自行接地，本实施例并不限定导电件220接地的方式。

调整臂350例如为伸缩杆或可挠性连杆，可以用来调整与固定导电件220的位置，使其邻近于静电放电产生器210的输出端212。因此，使用静电场干扰测试装置300进行测试时，仅需将绝缘件230置放在待测组件240上方即可。

上述静电场干扰测试装置300的操作细节，本技术领域技术人员应可由上述第一实施例的说明中推知，在此不加赘述。

(第三实施例)

请参照图3B，其绘示本发明第三实施例的静电场干扰测试装置示意图。静电场干扰测试装置301与上述图3A之间主要的差异在于绝缘件330。在本实施例中，绝缘件330被直接整合至静电放电产生器210上，其尺寸可依照静电放电产生器210的尺寸略作调整。举例来说，绝缘件330的尺寸可小于上述图2A中的绝缘件240，但大于导电件220。

静电场干扰测试装置301将导电件220与绝缘件330整合至静电放电产生器210上，使其具有直接测试的功效。使用者可以直接将静电场干扰测试装置301拿到待测组件240上方进行测试，以侦测待测组件240的电磁兼容性，相当方便。

上述静电场干扰测试装置301的操作细节，本技术领域技术人员应可由上述第一实施例的说明中推知，在此不加赘述。

(第四实施例)

请参照图4，其绘示本发明第四实施例的静电场干扰测试装置示意图。静电场干扰测试装置400主要包括测试平台410、机器手臂420、静电放电产生器210、导电件220与绝缘件230。测试平台410用以置放待测组件240，而机器手臂420设置在测试平台410上，可以依照指令进行位置移动。静电放电产生器210、导电件220与绝缘件230可设置在机器手臂420上，以随机器手臂420的移动而调整位置。导电件220邻近于静电放电产生器210的输出端212，而绝缘件230则位于测试平台410与导电件220之间，其与测试平台410之间的空间则可以用来置放待测组件240。

值得注意的是，绝缘件230系可拆卸式的设置在机器手臂420或测试平台410上，用以隔离待测组件240与导电件220，以避免静电放电损伤待测组件240。图4中所绘示的绝缘件230设置在机器手臂420上，但本实施例并不限制于此。绝缘件230也可以整合至静电放电产生器210上，如图3B所示。导电件220可以经由调整臂350连接至静电放电产生器210上，如图3A所示。另外，导电件220也可以直接固设于机器手臂420上，以随着静电放电产生器210移动。经由上述实施例的说明，本技术领域技术人员应当可以轻易推知其实施方式，在此不加赘述。

静电场干扰测试装置400可以依照指令或程序进行自动化量测。静电场干扰测试装置400可以自动依序调整机器手臂420的位置，以及启动静电放电产生器210以进行量测。

另外，静电场干扰测试装置400也可设置电源供应装置与输出装置(未绘示)，例如屏幕或灯号，用来提供待测组件240电源与显示待测组件240的输出。这样的结构可以提高使用者在测试时的方便性。静电场干扰测试装置400更可以结合微控制芯片与内存(未绘示)，可以在量测时，自动记录测试结果，以方便使用者分析使用。经由上述实施例的说明，本技术领域技术人员应当可以轻易推知静电场干扰测试装置400的实施细节，在此不加赘述。

上述实施例中的静电场干扰测试装置200、300、301、400可以视为一种静电场仿真装置，用以仿真静电放电发生时所产生的静电场，藉此找寻待测组件240上发生误动作的区域，进而做更进一步的静电问题的分析与施行对策。

(第五实施例)

上述实施例可以归纳出一种静电场干扰测试方法，如图5所示，其绘示本发明第五实施例的静电场干扰测试方法流程图。请同时参照上述图1，首先，提供一静电放电产生器210(步骤S510)。然后，提供一导电件220，使导电件220位于静电放电产生器210的输出端212与待测组件240之间(步骤S520)，其中导电件220邻近于静电放电产生器210的输出端212。接下来，使静电放电产生器210对导电件220进行空气放电，以在待测组件240上方产生一测试电磁场(步骤S530)。然后，测试待测组件240是否受测试电磁场影响而产生误动作(步骤S540)。接下来，移动导电件220的位置，重复步骤S530与步骤S540，以检测待测组件240产生误动作的区域(步骤S550)。当侦测到待测组件240产生误动作时，表示导电件220下方所对应到的待测组件240的区域属于误动作的区域，其电磁兼容性较低。使用者可以针对此区域进行验证与除错，以提高待测组件240的静电放电防护能力与电磁兼容性。

换言之，在本实施例的静电场干扰测试方法中，会利用静电放电产生器210与导电件220在待测组件240上方(也可以是下方或侧边)进行静电放电动作，以产生测试电磁场。然后，进而测试待测组件240是否受到影响而产生误动作，藉此决定该区域的静电放电防护能力与电磁兼容性是否符合需求。本发明的静电场干扰测试方法的其余细节，本技术领域技术人员应可由上述实施例的说明中推知，在此不加赘述。

综上所述，本发明利用导电件进行空气放电以产生测试用的电磁场，藉此分区测试待测组件的静电放电防护能力与电磁兼容性，可以方便使用者进行验证与除错。此外，值得注意的是，上述实施例中的技术手段可以合并或单独使用，其组件可依照其功能与设计需求增加、去除、调整或替换，本发明并不受限。在经由上述实施例的说明后，本技术领域技术人员应可推知其实施方式，在此不加赘述。

Claims (15)

1.一种静电场干扰测试装置，包括：

一静电放电产生器，具有一输出端；以及

一导电件，该导电件由导体形成且电连接至一接地端；

其中该导电件邻近于该输出端，用以在该静电放电产生器对该导电件进行空气放电时产生一测试电磁场。

2.如权利要求1所述的静电场干扰测试装置，其中该静电放电产生器为一静电枪，其具有一枪体与该输出端。

3.如权利要求1所述的静电场干扰测试装置，更包括：

一导线，连接于该导电件与该接地端。

4.如权利要求1所述的静电场干扰测试装置，更包括：

一调整臂，连接该导电件与该静电放电产生器，用以调整并固定该导电件的位置。

5.如权利要求1所述的静电场干扰测试装置，更包括：

一绝缘件，设置在该导电件相对于该输出端的另一侧，其中该绝缘件的尺寸大于该导电件的尺寸。

6.如权利要求5所述的静电场干扰测试装置，其中该绝缘件划分为复数个测试区域。

7.如权利要求1所述的静电场干扰测试装置，其中该导电件包括一金属板。

8.如权利要求1所述的静电场干扰测试装置，更包括：

一测试平台，用以置放一待测组件；以及

一机器手臂，设置在该测试平台上，用以连接该静电放电产生器与该导电件；以及

一绝缘件，设置在该测试平台上，并位于该导电件与该测试平台之间。

9.一种静电场干扰测试方法，适用于对一待测组件进行静电场干扰测试，包括：

提供一静电放电产生器；

提供一导电件，使该导电件位于该静电放电产生器的一输出端与该待测组件之间；

使该静电放电产生器对该导电件进行空气放电，以在该待测组件上方产生一测试电磁场；

测试该待测组件是否受该测试电磁场影响；以及

移动该导电件的位置，重复上述产生该测试电磁场与测试该待测组件的步骤，以检测该待测组件产生误动作的区域。

10.如权利要求9所述的静电场干扰测试方法，其中在提供该导电件的步骤更包括：

提供一导线，电性连接于该导电件至一接地端。

11.如权利要求9所述的静电场干扰测试方法，其中在提供该导电件的步骤更包括：

提供一调整臂，连接该导电件与该静电放电产生器，用以调整与固定该导电件的位置。

12.如权利要求9所述的静电场干扰测试方法，其中在提供该导电件的步骤更包括：

提供一绝缘件，使该绝缘件位于该导电件与该待测组件之间。

13.如权利要求12所述的静电场干扰测试方法，其中该绝缘件被划分为复数个测试区域。

14.如权利要求9所述的静电场干扰测试方法，其中该导电件包括一金属板。

15.如权利要求9所述的静电场干扰测试方法，其中该静电放电产生器为一静电枪，其具有一枪体与该输出端。

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