ESD generavimas ir pavojai
Elektrostatinė iškrova (ESD) atsiranda, kai susiduria arba atsiskiria du objektai. ESD – tai statinio krūvio judėjimas iš vieno objekto į kitą tarp dviejų skirtingų potencialų objektų, panašus į mažą žaibo smūgį. Išmetimo dydis ir trukmė priklauso nuo įvairių veiksnių, įskaitant objekto tipą ir supančios aplinkos. Kai ESD turi pakankamai didelę energiją, jis gali pažeisti puslaidininkinius įtaisus. ESD gali atsirasti bet kuriuo metu, pvz., prijungiant ar atjungiant laidus, kai asmuo paliečia įrenginio įvesties / išvesties prievadą, kai įkrautas objektas paliečia puslaidininkinį įrenginį, kai puslaidininkinis įtaisas liečiasi su žeme arba kai susidaro elektrostatiniai laukai ir elektromagnetiniai trukdžiai, dėl kurių atsiranda pakankamai aukšta įtampa, kuri sukelia ESD.
ESD iš esmės galima suskirstyti į tris tipus: ESD, kurią sukelia įvairios mašinos, ESD, kurią sukelia judantys baldai ar įranga, ir ESD, kurią sukelia žmogaus kontaktas ar įrangos judėjimas. Visi trys ESD tipai yra labai svarbūs puslaidininkinių įtaisų ir elektroninių gaminių gamybai. Elektroniniai gaminiai yra labiausiai pažeidžiami dėl trečiojo tipo ESD naudojimo metu, o nešiojamieji elektroniniai gaminiai yra ypač pažeidžiami ESD, kurį sukelia kontaktas su žmonėmis. ESD paprastai sugadina prijungtus sąsajos įrenginius. Arba prietaisai, kuriems taikomas ESD, gali ne iš karto sugesti, bet pablogėti jų veikimas, todėl gaminys gali sugesti anksčiau laiko. Kai integrinis grandynas (IC) yra veikiamas ESD, iškrovos grandinės varža paprastai yra labai maža ir negali apriboti iškrovos srovės. Pavyzdžiui, kai statinis{6}}įkrautas kabelis yra prijungtas prie grandinės sąsajos, iškrovos grandinės varža yra beveik lygi nuliui, todėl momentinis iškrovos smaigalys gali siekti dešimčių amperų. Ši momentinė didelė srovė, tekanti į atitinkamus IC kaiščius, gali smarkiai pažeisti IC; vietinis karštis gali net ištirpdyti silicio štampus.
ESD žala IC paprastai taip pat apima vidinių metalinių jungčių perdegimą, pasyvavimo sluoksnio pažeidimą ir tranzistorių elementų išdegimą. ESD taip pat gali sukelti IC užraktą{1}}. Šis efektas panašus į esantį CMOS įrenginiuose, kur aktyvuojami tiristoriaus struktūriniai mazgai. Aukšta įtampa gali suaktyvinti šias struktūras, sudarydama didelį srovės kelią, paprastai nuo VCC iki žemės. Nuosekliosios sąsajos įrenginių fiksavimo{5}}srovė gali siekti 1 amperą. Užrakinimo-srovė išliks tol, kol įrenginys bus atjungtas{9}}. Tačiau iki to laiko IC paprastai jau perdegė dėl perkaitimo. Po ESD poveikio gali kilti dvi problemos, kurios nėra lengvai nustatomos. Šių problemų paprastai neaptinka paprasti vartotojai ir IEC testavimo organizacijos, naudodamos tradicinius grįžtamojo ryšio ir įterpimo metodus.