ما هو ESD؟
اختبار ESD هو اختبار مناعة يتم فيه تفريغ الشحنة الساكنة المتراكمة في جسم الإنسان أو الأشياء إلى الجهاز في المختبر. تحدد المواصفة القياسية IEC 61000-4-2 طرق الاتصال المباشر وتفريغ الهواء.
الغرض من ESD
والغرض من ذلك هو التحقق من أن الجهاز لا يفقد وظيفته أو يتعرض لأضرار دائمة بسبب عمليات التفريغ الساكنة التي تحدث في بيئة الاستخدام الحقيقي.
على أي منتجات يُطبَّق ESD؟
- الأجهزة الإلكترونية وبطاقات التحكم
- السلع البيضاء والأجهزة المنزلية الصغيرة
- إلكترونيات السيارات
- الأجهزة الطبية
- معدات الأتمتة الصناعية
في أي قطاعات يُستخدم ESD؟
المواصفات المتعلقة بـ ESD
- IEC 61000-4-2مناعة التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). امتحان
- CISPR 32الانبعاثات في أجهزة الوسائط المتعددة امتحان
- ISO 10605التفريغ الكهروستاتيكي في المركبات امتحان
- IEC 60601-1-2التوافق الكهرومغناطيسي في الأجهزة الكهربائية الطبية امتحان
شروط ESD
- نوع القذف
- تفريغ الاتصال وتفريغ الهواء
- المستويات
- يتم تعريف المستويات 1-4 في المعيار؛ 2/4/6/8 ك.ف للتلامس، 2/4/8/15 ك.ف للهواء
- عدد مرات القذف
- كرر كل نقطة وكل قطبية عدد المرات المحددة بالمعيار.
- بيئة
- يتم الاحتفاظ بالرطوبة النسبية ودرجة الحرارة ضمن النطاق المحدد قياسيًا
جهاز ESD
- محاكاة ESD (بندقية التفريغ)
- لوحات اقتران أفقية وعمودية
- مرجع الطائرة الأرضية
- آلية الرصد والتسجيل
متطلبات العينة لـ ESD
- يجب أن تكون العينة في حالة صالحة للعمل، وفي تكوين الاستخدام النموذجي
- يتم تحديد جميع النقاط التي يمكن للمستخدم الوصول إليها كنقاط اختبار
- يجب تحديد طريقة مراقبة الوظيفة قبل الاختبار
مدة ESD
يعتمد ذلك على عدد نقاط الاختبار؛ بالنسبة لجهاز نموذجي، يستغرق الأمر من نصف إلى يوم عمل واحد.
إجراء ESD
- 1يتم تحديد النقاط التي يمكن للمستخدم الوصول إليها ولوحات التوصيل.
- 2يتم تشغيل الجهاز في وضع التشغيل النموذجي ويتم إنشاء المراقبة.
- 3يتم تطبيق مستوى محدد من التفريغ على كل نقطة، في كل قطبية.
- 4يتم تسجيل سلوك الجهاز أثناء وبعد القذف.
- 5يتم تصنيف النتيجة وفقا لمعيار الأداء.
معايير قبول ESD
يتم تقييم معيار الأداء الناتج على أنه A أو B أو C: في A، تستمر الوظيفة دون انقطاع، في B، هناك تدهور مؤقت ويتم التعافي تلقائيًا، في C، يلزم تدخل المشغل. المعايير الصالحة مذكورة في معيار المنتج.
تقييم النتائج
يعتبر التلف الدائم أو فقدان البيانات أو فقدان وظائف الأمان بمثابة عدم امتثال. يعتمد قبول التدهور المؤقت على معيار المنتج.
تقرير ESD
- المعيار والمستوى المطبق
- نقاط الاختبار وتخطيط اقتران
- عدد التصريفات والأقطاب
- معايير السلوك والأداء الملحوظة
- الظروف المحيطة
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- إي إم سي 2014/30/الاتحاد الأوروبي
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R10 (السيارات)
- MDR 2017/745 (طبي)
اختبارات الطيران والفضاء — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار ESD؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تُظهر اختبارات الطيران والفضاء أن المعدات تستمر في العمل في بيئة الطيران وتوفر أدلة لملف صلاحية الطيران. في هذه الفئة، احتمال الفشل المقبول أقل بعدة مراتب من القطاعات الأخرى؛ وهذا يحدد مباشرة نطاق الاختبار وعبء الاعتماد.
أبرز سمة في هذا المجال هي إمكانية التتبع. يُسجَّل من أي صهرة جاء جزء الطائرة، وفي أي فرن معالجة حرارية وبأي دورة تمت معالجته، وأي عامل قام باللحام وأي مفتش وافق عليه. تقرير الاختبار حلقة واحدة في هذه السلسلة؛ فإذا انقطعت السلسلة، لا يحمل التقرير قيمة بمفرده.
يتم التأهيل البيئي عبر RTCA DO-160، مع اختيار الفئات وفقًا لموقع تركيب المعدات في الطائرة. يمر جهاز مركب على لوحة القيادة وآخر مركب داخل الجناح بنفس القسم ولكن بفئات مختلفة. لذلك عند قراءة تقرير DO-160 من الضروري معرفة أي الأقسام طُبّقت بأي فئات.
في جانب البرمجيات والأجهزة المعقدة يتغير النهج تمامًا: الدليل ليس الاختبار بل ضمان العملية. يحدد DO-178C للبرمجيات وDO-254 للأجهزة الإلكترونية المعقدة كيفية تنفيذ عملية التطوير والأدلة الواجب إنتاجها. يجب أن تكون كل خطوة، من المتطلب إلى الكود، ومن اختبار الكود إلى تحليل التغطية، قابلة للتتبع. اختبار البرمجية لا يجعلها قابلة للاعتماد؛ بل سجل العملية هو ما يفعل ذلك.
في جانب المواد والعمليات الخاصة يُطبَّق مجموعة منفصلة من القواعد. يُستخدم AWS D17.1 للحام، وSAE AMS 2750 لقياس الحرارة في المعالجة الحرارية، وNAS 410 لموظفي الفحص غير الإتلافي. بالنسبة للعمليات الخاصة (المعالجة الحرارية، الطلاء، اللحام، الفحص غير الإتلافي، اللصق)، يُعد اعتماد NADCAP إلزاميًا فعليًا في سلسلة التوريد؛ فبدون NADCAP لا يمكن بيع القطع للعديد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية.
في جانب نظام الجودة تُستخدم سلسلة AS/EN 9100: 9100 للمصنّعين، و9110 لمؤسسات الصيانة، و9120 للموزعين. بدون هذه الشهادات يكاد يكون من المستحيل الدخول في سلسلة توريد الطيران والفضاء، وعمليات التدقيق أكثر تفصيلاً بشكل ملحوظ من القطاعات الأخرى.
خطر القطع المزيفة موضوع خاص بهذا المجال. تُستخدم معايير وطرق تحقق منفصلة (الفحص البصري، الأشعة السينية، فك الغلاف وفحص البنية الداخلية، XRF) للكشف عن القطع المزيفة أو المعاد تصنيعها في سلسلة توريد المكونات الإلكترونية.
تضيف التطبيقات الفضائية طبقات إضافية: التبخر الغازي في الفراغ، ومقاومة الإشعاع، ودورات الحرارة والفراغ طويلة المدى، وتقييم تأثيرات الحدث الفردي.
مجموعات الطرق في هذا المجال
التأهيل البيئي
أقسام RTCA DO-160: درجة الحرارة والارتفاع، والاهتزاز، والصدمة، والرطوبة، والرمل والغبار، والفطريات، ورذاذ الملح، والحساسية للسوائل، والتجمد، والبرق.
كهرومغناطيسي
أقسام التوافق الكهرومغناطيسي في DO-160؛ وخصائص القدرة وفق MIL-STD-461 وMIL-STD-704 على المنصات العسكرية.
ضمان البرمجيات والعتاد
دورة حياة برمجيات DO-178C وأدلة ضمان تصميم العتاد DO-254؛ تتبع المتطلبات وتحليل التغطية.
المواد واللحام
تأهيل اللحام وفق AWS D17.1، والاختبارات الميكانيكية للمواد، والفحص المعدني والفحص غير الإتلافي.
التحكم في العمليات الخاصة
قياس الحرارة SAE AMS 2750، والتحقق من عمليات الطلاء والمعالجة الحرارية، والتحضير لتدقيقات NADCAP.
بيئة الفضاء
دورات التفريغ الحراري، والتغويز، وتحمل الإشعاع، والتأهيل الصوتي/الاهتزازي.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يوجد مستند يُسمى "شهادة DO-160"؛ فـ DO-160 هي مواصفة اختبار ومخرجها تقرير تأهيل.
- يأتي اختيار الأقسام والفئات من مواصفة المعدات الخاصة بالعميل؛ ولا يمكن للمختبر إجراء هذا الاختيار بمفرده.
- لا يمكن استيفاء DO-178C وDO-254 بالاختبار وحده؛ فالدليل هو تتبع عملية التطوير.
- شهادة AS9100 ليست اعتمادًا للمنتج؛ بل هي شهادة نظام جودة، ويجري اعتماد الأجزاء بشكل منفصل.
- بالنسبة للعمليات الخاصة، لا يُقبل العمل المنجز دون NADCAP في سلسلة التوريد حتى لو كان صحيحًا تقنيًا.
- غالبًا ما يُخلط بين MIL-STD-810 وDO-160: إحداهما مواصفة عسكرية والأخرى مدنية للطيران، وتختلف أنماطهما.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- الصلاحية للطيران وملفات TSO/ETSO
- الدخول إلى سلسلة توريد الطيران والفضاء واعتماد المورد
- اعتماد العمليات الخاصة والتحضير لـ NADCAP
- تحديد أثر تغيير التصميم على التأهيل
- إدارة مخاطر القطع المزيفة والتحقق من المكونات
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول ESD
ما هو الفرق بين الاتصال وتفريغ الهواء؟
يتم تطبيق تفريغ التلامس مباشرة على الأسطح الموصلة وله قابلية تكرار عالية. يتم تفريغ الهواء على الأسطح العازلة عن طريق تقريب المسبار وإنشاء قوس؛ وهو أكثر حساسية للرطوبة وسرعة الاقتراب.
لماذا يختلف اختبار ESD للسيارات؟
يتم تطبيق ISO 10605 في السيارات. يتم تعريف قيم مقاومة السعة والتفريغ بشكل مختلف عن المواصفة IEC 61000-4-2 لتمثيل الظروف داخل السيارة.