防静电阻隔包装材料发展动态及其防静电机理探讨

简述了因包装引起的静电危害以及国内外关于防静电阻隔包装材料方面的相关标准 ,分析了目前防静电阻隔包装材料的现状及其未来的发展方向。在对防静电阻隔包装材料结构进行分析的基础上 。

电子设备高功率电磁辐照效应

用GW级超宽带电磁脉冲辐射装置实验研究了某电子系统的辐照效应,分析了开、关门状态下设备内04、08号分系统各检测点及接收天线在不同方位时02号分系统检测点上的响应特性,结果表明:在场强E=20kV/m的超宽带源(上升时间0.3ns,脉宽3～4ns)辐照时,开门时电路上及天线最佳耦合状态下设备02分系统电路上的响应的电压均可达1.6kV;开、关门时设备响应的带宽均为0～500MHz,主频约70MHz。

微波半导体晶体管静电放电损伤机理

为研究静电放电(ESD)电磁脉冲作用下微波半导体晶体管的最灵敏端对和损伤机理,采用ESD人体模型对目前广泛使用的高频低噪声微波半导体晶体管进行了ESD损伤实验。通过理论分析建立了微波半导体晶体管的ESD电热损伤模型,并通过实验验证了该模型的有效性。结果表明,该类器件对ESD最敏感的端对为集电结;ESD对该类器件的损伤模式主要为过热损伤模式,损伤机理为热二次击穿。当ESD电压较低时,PN结峰值温度超过铝硅共晶的熔融温度577℃,使器件参数退化并发生潜在性失效;当ESD电压较高时,ESD电流造成器件局部过热,PN结峰值温度超过硅的熔融温度1 415℃,使器件发生击穿烧毁。

电子系统电磁损伤评估方法研究

为对电子系统进行电磁损伤评估,运用统计分析的方法,对独立的电磁损伤模式定义了一个电磁安全域模型,建立了电磁环境生存概率的均值和方差的计算方法,得到了系统生存概率模型。对电子系统进行了电磁辐照效应和注入损伤实验,将实验结果与理论评估结果进行比较,证明了该评估方法是可行的。

集成电路ESD注入损伤效应及注入电压与能量间的关系

利用静电放电(ESD)模拟器对集成电路芯片进行电压注入损伤效应实验,通过存贮示波器记录的波形进行乘法和积分运算,得到对应注入电压下芯片上吸收的平均峰值功率和能量.对放电电压与平均峰值能量作散点图,采用曲线拟合的方法对离散点进行拟合,针对该曲线拟合的方法进行了分析,最终建立了ESD注入电压与平均峰值能量之间的数学模型.

包装材料静电衰减性能测试方法实验研究

分析了目前国内外采用的包装材料静电衰减性能测试方法与标准 ,在参照美联邦测试方法标准 FED- STD- 10 1C的基础上作者组建了一套实验装置 ,采用“喷电法”和“充电法”对包装材料静电衰减性能进行了实验研究 。

层压包装材料电磁屏蔽度模型研究

根据平面波屏蔽理论，从单层介质电磁屏蔽度模型出发．分析了多层层压包装材料的屏蔽特性．导出了其电磁屏蔽度模型。

人－航天服系统静电起电位实验研究

人体及其航天服产生的静电是航天飞船的主要静电危害源之一.在地面上和模拟舱内,对人-航天服系统静电起电电位进行了模拟实验研究,测量了航天员的正常操作过程中产生的静电电位,分析了形成静电危害的可能性.

电子系统电磁辐照效应实验研究

以某复杂电子系统为研究对象，利用千兆瓦级超宽带（UWB）电磁脉冲辐射装置进行辐照效应实验，研究了在系统开门和关门状态下，系统内04、08号组合各检测点的响应以及接收天线在不同方位时02号组合检测点上的响应特性，并对响应波形进行了频谱分析。结果表明：在场强为2．0×10^4 Vim的超宽带源（上升时间0．3ns，脉宽3～4ns）辐照时，开门的情况下系统内部电路上响应的电压有的达到1．6kV，天线最佳耦合状态下系统02组合电路上响应的电压有的也达到1．6kV，可能对电磁敏感器件造成损伤；系统开门和关门两种状态下，系统响应的带宽都在0—500MHz左右，主频为70MHz左右，远离系统的工作频率。所以，该频率电磁场并不是影响系统的主要因素，但是，过高的响应电压有时会形成带外耦合，干扰系统或造成硬损伤。

静电放电电磁场的特性及分布规律

现行的静电放电(ESD)抗扰度测试标准IEC 61000-4-2只规定了放电电流的波形,没有对实验平台上的辐射场进行说明,经常会出现实验结果不一致的情况。为解决静电放电抗扰度实验重复性差的问题,选取3种不同厂商生产的符合IEC标准规定的静电放电模拟器进行实验,并在不同位置测量放电过程中产生的磁场和电场。实验结果表明:在严格控制实验条件的情况下,模拟器的重复性可以得到保证。距离放电点较近处,不同品牌模拟器产生的电磁场一致性较差,但随着测试距离的增大差异逐渐减小。抗扰度实验平台上磁场强度随着测试距离的增加单调减少,而电场强度先减小,在靠近金属板边缘处反而增大。此外,电场和磁场均在距放电点20cm区域内变化剧烈,40cm以外区域内变化缓慢。所以,新的静电放电抗扰度测试标准应该规范放电过程中的电磁场,适当增大放电点和受试设备间的距离可提高抗扰度实验结果的一致性,并通过提高放电电压来保证测试的严酷等级。

静电放电电磁脉冲的实验研究

利用单极子天线对静电放电产生的电磁脉冲进行了实验研究。测量表明，静电放电电磁脉冲辐射场为脉冲持续时间百纳秒的窄脉冲，但在距离放电源几米以内，其场强很大，典型值可达千伏每米量级，其频谱主要分布在几十到几百兆赫，典型的频谱上限值可以达到几个吉赫。

集成电路不同脉冲注入的损伤效应相关性

为了分析复杂波形脉冲注入对集成电路的损伤特点,找出不同波形参数的脉冲注入损伤效应相关性,用方波脉冲和不同模型的静电放电(ESD)对5种具有典型代表意义的集成电路器件进行注入损伤效应实验,并给出了器件的损伤电压、损伤功率、损伤能量等值。采用曲线拟合的分析法,基于实验数据建立起脉冲特性参数与器件损伤参数间的数学关系,其函数拟合精度很高,可为进一步研究器件的电磁损伤机理提供指导。实验结果表明:能量型损伤为集成电路器件损伤的一种主要形式,其损伤机理是由于在PN结上的能量积累使得温度升高而最终热烧毁。各器件的能量损伤阈值与其平均值相比,平均变化区间度处于10%～20%之间,故能量可作为这种损伤模式的主要判定参数。静电放电的损伤阈值普遍略小于方波脉冲的损伤阈值,但不同脉冲注入下器件的损伤规律类似,只有量的不同而没有质的不同。

ESD脉冲对集成电路损伤效应的实验研究

为了研究复杂波形脉冲对集成电路的损伤效应，用改变ESD模拟器放电参数产生的不同的静电放电脉冲对某集成电路芯片进行了注入损伤效应实验。给出了各主要的损伤参数与放电电压的散点图。并借助曲线拟合的方法进行了分析。结果表明：IC芯片注入通路上的电阻在脉冲波形发生变化时变化不大。电流随放电电压增大；芯片上的峰值功率及峰值能量与放电电压满足P（W）=AUD^B。最后，比较了各脉冲注入下器件的主要参数损伤阈值，得到结论：ESD模拟器放电参数改变对器件损伤阈值大小的影响在1～2倍间。相同参数在不同注入脉冲下的阈值处于同数量级。

常用静电测量技术及其特点

在介绍静电主要参数的基础上,说明了静电电位、静电电荷量和静电感度的测量方法,并对各种测量方法的特点和适用范围作了简要介绍。

静电放电电磁脉冲辐照效应研究

基于传输线理论研究了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)对电路的辐照效应机理,并建立了相关的数学模型.参照IEC61000-4-2标准,进行了ESD EMP辐照效应实验,同时实测了耦合板周围电场强度,实验结果表明,当受试设备电路板平行于水平耦合板(HCP)放置时,在电场强度类似的情况下,对水平耦合板(HCP)放电时的感应干扰电压普遍比对垂直耦合板(VCP)放电时高.将实验结果与模型分析比较,结果吻合良好,因此可以用此模型来研究静电放电产生的电磁脉冲场与电子系统的能量耦合问题.本文研究也表明现行的IEC61000-4-2标准存在不足,水平耦合金属板会改变静电放电电磁脉冲辐射场的入射方向,对测试结果影响较大,需要对被测设备(EUT)的摆放位置作进一步的规范.

射频前端强电磁脉冲前门耦合研究

针对强电磁脉冲能量经天线进入射频前端的威胁,给出强电磁脉冲环境的评估方法,通过分析天线-射频前端工作原理,提出全频带脉冲耦合能量的理论计算公式。并以中馈天线-短波电台为例,用电磁仿真软件CST实现了天线仿真与前端电路仿真的有机连接,得出前门耦合数据及其影响因素,此仿真方案也为更深入分析耦合效应、验证防护技术提供了良好平台。最后根据仿真为前门防护提出若干意见。

雷达系统的电磁脉冲效应分析

针对雷达系统作了防电磁干扰能力的判定,同时对战场中逐渐占据主体的典型电磁波的类型及其干扰程度作了分析。为了探究电磁脉冲对电子器件的损伤机理,用不同脉宽的方波脉冲对LM324N、CD4069UB进行了注入实验,发现器件电路损伤在很大程度上与脉冲能量的大小有关,存在一个由绝热过程向热平衡转化的阶段,验证了电磁脉冲对电子器件的绝热烧毁效应。针对雷达系统提出了综合的电磁防护原则。

一种基于方向特性识别电磁辐射源的新方法

通过获取电磁辐射源周围空间的电场强度分布,从而确定辐射源的方向特性,利用方向特性这种辨识度高的特性参数,基于支持向量机对电磁辐射源进行了准确的区分识别.文中分析了三个基本的天线辐射模型,在相同位置建立正方体接收阵获取其远区场强值,并采用支持向量机方法对数据进行处理,建立评判模型对识别准确率进行了分析.结果表明提出的方法具有很高的识别准确率.最后从抗噪性能、数据归一化方法和F1值三个方面综合分析了方法的合理性.

基于CST软件的电火工品射频安全性分析

为了研究电火工品在复杂电磁环境下的射频安全性,针对某型电火工品建立了偶极子天线模型。基于CST电磁仿真软件,仿真得到了该天线模型的增益参数,进一步仿真计算得到了在频率为0.75GHz、电场强度为195V/m的电磁环境下,进入到该电火工品的射频功率,并与实际计算结果进行了对比验证。通过多频点仿真计算,得到了该天线模型的增益随频率变化的规律,即在0.5～2.0GHz的频率范围内,天线模型的增益随着频率的增大而增大。

ESD和方波脉冲对集成电路损伤效应异同性

为了考察不同波形脉冲对集成电路损伤效应的异同性,用ESD和方波脉冲对2种集成电路器件进行注入损伤效应实验,在采用曲线拟合分析法建立起波形参数与器件损伤参数间的数学模型后,讨论了不同脉冲注入时器件的损伤阈值和损伤机理。结果表明:2种注入方式对实验器件的损伤机理相同或类似;以损伤能量作比较,同一器件的ESD损伤阈值小于方波阈值;同属一个门类的这2种器件,方波阈值相差小而ESD阈值相差大且方波实验下所得器件敏感度排序与ESD脉冲注入时排序相同。2种注入方式下建立起的数学模型的表述形式虽有可能不同,但器件的损伤参数与脉冲参数间关系变化的实质规律不变。方波时可将所有参数都考虑进来拟合得到一个联合式,但ESD脉冲注入时这种拟合的准确度会降低,可能因实验脉冲参数变化的范围不大而引起。