ESD-generering og farer
Elektrostatisk afladning (ESD) opstår, når to objekter støder sammen eller adskilles. ESD er bevægelsen af statisk ladning fra et objekt til et andet mellem to objekter med forskellige potentialer, svarende til et lille lynnedslag. Størrelsen og varigheden af udledningen afhænger af forskellige faktorer, herunder typen af objekt og det omgivende miljø. Når ESD har tilstrækkelig høj energi, kan det beskadige halvlederenheder. ESD kan opstå når som helst, såsom når du tilslutter eller frakobler kabler, når en person rører I/O-porten på en enhed, når en ladet genstand rører en halvlederenhed, når halvlederenheden rører jord, eller når der genereres elektrostatiske felter og elektromagnetisk interferens, hvilket resulterer i tilstrækkelig høje spændinger, der udløser ESD.
ESD kan groft kategoriseres i tre typer: ESD forårsaget af forskellige maskiner, ESD forårsaget af bevægelige møbler eller udstyr og ESD forårsaget af menneskelig kontakt eller udstyrsbevægelse. Alle tre typer ESD er kritiske for produktionen af halvlederenheder og elektroniske produkter. Elektroniske produkter er mest modtagelige for skader fra den tredje type ESD under brug, med bærbare elektroniske produkter særligt sårbare over for ESD forårsaget af menneskelig kontakt. ESD beskadiger typisk tilsluttede interfaceenheder. Alternativt kan enheder, der er udsat for ESD, ikke svigte med det samme, men opleve forringelse af ydeevnen, hvilket fører til for tidlig produktfejl. Når et integreret kredsløb (IC) udsættes for ESD, er modstanden i udladningskredsløbet normalt meget lav, ude af stand til at begrænse udladningsstrømmen. For eksempel, når et statisk-opladet kabel sættes i et kredsløbsinterface, er modstanden i udladningskredsløbet næsten nul, hvilket resulterer i en kortvarig udladningsspidsstrøm på op til titusinder af ampere. Denne øjeblikkelige store strøm, der strømmer ind i de tilsvarende IC-ben, kan beskadige IC'en alvorligt; den lokale varme kan endda smelte siliciummatricen.
ESD-skader på IC'er omfatter generelt også udbrænding af interne metalforbindelser, beskadigelse af passiveringslaget og udbrænding af transistorceller. ESD kan også forårsage IC-låsning-. Denne effekt ligner den inde i CMOS-enheder, hvor tyristorens strukturelle enheder aktiveres. Højspænding kan aktivere disse strukturer og danner en stor strømvej, typisk fra VCC til jord. Låsestrømmen- af serielle interface-enheder kan være så høj som 1 ampere. Lach--up-strømmen forbliver, indtil enheden er af-strøm. Men på det tidspunkt er IC'en normalt allerede brændt ud på grund af overophedning. Der kan opstå to problemer efter en ESD-påvirkning, som ikke let kan opdages. Disse problemer opdages normalt ikke af almindelige brugere og IEC-testorganisationer, der bruger traditionelle loop-feedback og indsættelsesmetoder.