simulador ESD

Un simulador ESD es una unidad portátil o de sobremesa que se utiliza para probar la inmunidad de los dispositivos a las descargas electrostáticas (ESD). Estos simuladores se utilizan en laboratorios especializados en compatibilidad electromagnética (CEM) o descargas electrostáticas (ESD). ^{[ 1 ] [ 2 ]} Los pulsos ESD son pulsos rápidos de alto voltaje que se generan cuando dos objetos con cargas eléctricas diferentes se acercan o entran en contacto. Recrearlos en un entorno de prueba ayuda a verificar que el dispositivo bajo prueba sea inmune a las descargas electrostáticas .

Las pruebas ESD son necesarias para obtener la marca CE y, para la mayoría de los proveedores de componentes para vehículos de motor, forman parte de las pruebas de compatibilidad electromagnética requeridas . ^{[ 3 ]} A menudo resulta útil automatizar estas pruebas para eliminar el factor humano . ^{[ 4 ]}

Existen tres modelos de prueba distintos para la descarga electrostática: el modelo del cuerpo humano (HBM), el modelo de máquina (MM) y el modelo de dispositivos cargados (CDM). El modelo del cuerpo humano emula la descarga de electricidad estática del cuerpo humano, el modelo de máquina simula la descarga estática de una máquina y el modelo de dispositivos cargados simula los procesos de carga y descarga que ocurren en los equipos y procesos de producción.

Muchos simuladores de descarga electrostática (ESD) cuentan con módulos intercambiables que contienen diferentes redes de descarga o módulos RC (con valores específicos de resistencia y capacitancia ) para simular distintas descargas. Estos módulos suelen insertarse en la empuñadura de la pistola del simulador, de forma similar a como se cargan algunas armas de fuego. Modifican las características de la forma de onda de la descarga y se especifican en normas generales como IEC 61000-4-2 y SAE J113, así como en normas específicas del sector como ISO 10605. La resistencia se expresa en ohmios (Ω) y la capacitancia en picofaradios (pF). La red de descarga más utilizada, según IEC 61000-4-2 e ISO 10605, se expresa como 150 pF/330 Ω. Existen más de 50 combinaciones de resistencia y capacitancia, dependiendo de las normas y la electrónica aplicable.

En la práctica de la ingeniería profesional, la ejecución de los procedimientos de prueba definidos en IEC 61000-4-2, ISO 10605 y normas nacionales equivalentes se realiza cada vez más en plataformas de prueba ESD automatizadas. Estas plataformas integran brazos robóticos colaborativos multieje para ejecutar trayectorias de electrodos repetibles sobre las superficies del dispositivo bajo prueba. Las características de ingeniería típicas incluyen el intercambio automático de puntas de electrodos de descarga por contacto y descarga de aire, programación gráfica tridimensional de las coordenadas de los puntos de prueba, corrección en tiempo real de las desviaciones de posicionamiento del dispositivo e instrumentación integrada para la verificación funcional posterior a la descarga , incluida la detección de fallas permanentes en pantallas, interfaces táctiles y sensores.

La neutralización de carga en el dispositivo bajo prueba se gestiona mediante rutas de fuga controladas (generalmente de 470 kΩ) y secuencias de descarga automatizadas, incluyendo soporte para el control de carga USB. Las plataformas están diseñadas para ser compatibles con generadores ESD comerciales estándar y son adecuadas para probar productos electrónicos de consumo compactos como teléfonos móviles, tabletas, auriculares y dispositivos portátiles. Incorporan enclavamientos de seguridad, accionamiento a dos manos y dispositivos de detección de presencia para proteger a los operadores durante las pruebas de alto voltaje. Las implementaciones automatizadas proporcionan una mayor consistencia metrológica en comparación con los métodos manuales, particularmente para dispositivos con geometrías superficiales complejas o matrices densas de puntos de prueba, manteniendo al mismo tiempo el cumplimiento total de los parámetros de forma de onda y los requisitos de procedimiento de las normas aplicables.

Las normas que requieren pruebas ESD incluyen:

• ISO 10605 ^{[ 5 ]}
• Ford EMC ^{[ 6 ]}
• Se requiere la norma ISO/EN 61000-4-2 para la marca CE ^{[ 7 ].}
• IEC 61000-4-2
• ISO TR10605
• MIL-STD-883
• MIL-STD-1512
• GR-78-CORE ^{[ 8 ]}
• RTCA/DO 160