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航太測試 · RTCA DO-160

ESD

IEC 61000-4-2CISPR 32ISO 10605IEC 60601-1-2
航太測試 實驗室工作

ESD是什麼?

ESD測試是在實驗室將人體或物體中累積的靜電荷釋放到裝置中的抗擾度測試。 IEC 61000-4-2 定義了直接接觸法和空氣放電法。

ESD的目的

目的是驗證設備在真實使用環境中發生的靜電放電下不會失去其功能或遭受永久性損壞。

ESD適用於哪些產品?

  • 電子設備和控制卡
  • 白色家電小家電
  • 汽車電子
  • 醫療器材
  • 工業自動化設備

ESD應用於哪些行業?

航太空間防禦電子產品

與ESD相關的標準

  • IEC 61000-4-2靜電放電 (ESD) 抗擾度 測試
  • CISPR 32多媒體設備的排放 測試
  • ISO 10605車輛內的靜電放電 測試
  • IEC 60601-1-2醫療電氣設備中的電磁相容性 測試

ESD的測試條件

射精類型
接觸放電和空氣放電
等級
標準中定義了 1-4 級;接觸2/4/6/8 kV,空氣2/4/8/15 kV
射精次數
將每個點和每個極性重複標準指定的次數。
環境
相對濕度和溫度保持在標準規定的範圍內

ESD的測試設備

  • ESD模擬器(放電槍)
  • 水平和垂直耦合板
  • 參考地平面
  • 監控記錄機制

ESD的樣品要求

  • 範例必須處於正常使用配置的工作狀態
  • 所有使用者可存取的點都被確定為測試點
  • 測試前必須定義功能監控方法

ESD的測試時程

這取決於測試點的數量;對於一台典型的設備,需要半到一個工作日的時間。

ESD的測試程序

  1. 1確定使用者可接觸點和耦合板。
  2. 2該設備在典型操作模式下運作並建立監控。
  3. 3在每個極性中,對每個點施加規定的放電水平。
  4. 4記錄射精期間和射精後的設備行為。
  5. 5根據性能標準對結果進行分類。

ESD的允收準則

由此產生的性能標準被評估為A、B或C:在A中,功能持續不間斷,在B中,存在暫時惡化並自發恢復,在C中,需要操作員幹預。產品標準中規定了哪些標準有效。

結果評估

永久性損壞、資料遺失或安全功能喪失均屬於不合規行為。是否接受暫時變質取決於產品標準。

ESD測試報告

  • 適用標準及等級
  • 測試點和聯軸器佈局
  • 放電次數和極性
  • 觀察到的行為和績效標準
  • 環境條件

認證

EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證,根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。

是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準;由於認證是基於方法的,因此範圍在報價階段以書面形式確認。

範圍和授權

相關規定

  • EMC 2014/30/歐盟
  • UNECE R10(汽車)
  • MDR 2017/745(醫療)

航太測試 — 此測試領域涵蓋哪些內容?

以下段落說明 ESD 測試所屬的領域;此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。

航太測試證明設備在飛行環境中持續運作,並為適航文件提供證據。此領域可接受的故障機率比其他產業低數個數量級;這直接決定了測試範圍與驗證負擔。

此領域最顯著的特徵是可追溯性。飛機零件來自哪一爐熔煉、在哪座熱處理爐以何種循環加工、由哪位操作員焊接、由哪位檢驗人員核准,皆有紀錄。測試報告只是此鏈條中的一環;若鏈條斷裂,報告本身不具價值。

環境驗證依循 RTCA DO-160 進行,類別依設備在飛機上的安裝位置而定。安裝於座艙面板的裝置與安裝於機翼內的裝置,在同一章節下可能適用不同類別。因此閱讀 DO-160 報告時,必須清楚哪些章節適用哪些類別。

在軟體與複雜硬體方面,做法完全不同:證據不是測試而是流程保證。DO-178C 針對軟體、DO-254 針對複雜電子硬體,規定開發流程應如何進行以及應產出哪些證據。從需求到程式碼、從程式碼測試到覆蓋率分析,每一步都必須可追溯。測試軟體並不能使其可驗證;流程紀錄才可以。

在材料與特殊製程方面適用另一套規範。焊接採用 AWS D17.1,熱處理測溫採用 SAE AMS 2750,非破壞檢測人員採用 NAS 410。對於特殊製程(熱處理、鍍層、焊接、非破壞檢測、黏合),NADCAP 認證在供應鏈中實際上是強制性的;沒有 NADCAP,就無法向許多原始設備製造商銷售零件。

在品質系統方面採用 AS/EN 9100 系列:製造商適用 9100,維修機構適用 9110,經銷商適用 9120。沒有這些證書,實際上不可能進入航太供應鏈,且稽核比其他產業明顯更為詳盡。

偽冒零件風險是此領域特有的議題。電子元件供應鏈中使用獨立的標準與驗證方法(目視檢查、X光、開封與內部結構檢查、XRF)來偵測偽冒或翻新零件。

太空應用增加了額外層面:真空除氣、輻射耐受性、長時間熱真空循環,以及單一事件效應評估。

此領域的方法群組

  • 環境驗證

    RTCA DO-160章節:溫度與高度、振動、衝擊、濕度、沙塵、真菌、鹽霧、液體敏感性、結冰、雷擊。

  • 电磁类

    DO-160中的EMC章節;軍用平台上的MIL-STD-461及MIL-STD-704電源特性。

  • 软件与硬件保证

    DO-178C软件生命周期与DO-254硬件设计保证证据;需求可追溯性与覆盖率分析。

  • 材料与焊接

    AWS D17.1框架下的焊接资质认证、材料力学测试、金相分析与无损检测。

  • 特殊工艺控制

    SAE AMS 2750测温、涂层及热处理工艺验证、NADCAP审核准备。

  • 太空环境

    热真空循环、放气、辐射耐受性及声学/振动鉴定。

此領域常見混淆之處

  • 不存在所谓的"DO-160证书";DO-160是一项测试规范,其输出是鉴定报告。
  • 章节和类别的选择来自客户的设备规范;实验室不能自行做出该选择。
  • DO-178C与DO-254无法仅靠测试满足;证据在于开发过程的可追溯性。
  • AS9100证书并非产品批准;它是质量体系证书,零件批准另行进行。
  • 对于特殊工艺,未经NADCAP认证完成的工作即使技术上正确,在供应链中也不被接受。
  • MIL-STD-810与DO-160常被混淆:前者为军用规范,后者为民航规范,二者的测试剖面不同。

這些結果支持哪些決策

  • 适航性及TSO/ETSO文件
  • 进入航空航天供应链及供应商批准
  • 特殊工艺批准及NADCAP准备
  • 确定设计变更对鉴定的影响
  • 假冒零件风险管理及元件验证

相關測試

關於ESD的常見問題

接觸放電和空氣放電有什麼差別?

接觸放電直接施加於導電表面,具有高重複性。透過將探頭靠近並產生電弧,在絕緣表面上完成空氣放電;它對濕度和接近速度更敏感。

為什麼汽車 ESD 測試有所不同?

ISO 10605 適用於汽車領域。電容和放電電阻值的定義與 IEC 61000-4-2 不同,用於表示車內條件。

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