Elektrostatisk løsning til elektroniske komponenter
Elektrostatisk afladning (ESD) er et velkendt elektromagnetisk kompatibilitetsproblem, der kan forårsage funktionsfejl i elektroniske enheder eller beskadige dem. Når en halvlederenhed placeres alene eller indlæses i et kredsløbsmodul, kan der opstå permanent skade på disse enheder, selvom der ikke er strøm tilført. Et element, der er følsomt over for elektrostatisk udladning kaldes et elektrostatisk udladningsfølsomt element (ESDS).
Hvis spændingen mellem to eller flere stifter på en komponent overstiger nedbrydningsstyrken for komponentmediet, kan det forårsage skade på komponenten. Dette er den vigtigste grund til, at MOS-enheder mislykkedes. Jo tyndere oxidlaget er, jo større er følsomheden for komponenten for elektrostatisk udladning. Fejlen manifesterer normalt sig som en kortslutning, hvor selve komponenten har en vis modstand mod strømforsyningen. For bipolære komponenter forekommer der typisk skader i de aktive halvlederområder i metalliseringen, som er adskilt af et tyndt oxidlag, hvilket skaber en bane med alvorlig lækage.
En anden type fiasko skyldes temperaturen på knuden, der overskrider smeltepunktet for halvleder-silicium (1415 ° C). ESD-pulsens energi kan generere lokal opvarmning, så der opstår svigt i denne mekanisme. Denne fejl opstår, selv hvis spændingen er lavere end mediets nedbrudspænding. Et typisk eksempel er, at nedbrydningen mellem emitteren og basen i NPN-transistoren medfører et kraftigt fald i strømforstærkning.
Funktionsskader forekommer muligvis ikke umiddelbart efter, at enheden er påvirket af elektrostatisk afladning. Disse potentielt beskadigede komponenter benævnes ofte "squats", og når de først er anvendt, vil de udvise større følsomhed over for senere elektrostatiske udladninger eller ledende transienter.
Det er vigtigt at være nøje opmærksom på de skader, som komponenten kan opleve under ikke-påviselige udladningsspændinger. Den menneskelige krop har en fornemmelse af, at den elektrostatiske udladningsspænding er mellem 3000 og 5000V. Den spænding, hvorved komponenten beskadiges, er dog kun et par hundrede volt.
De skadelige virkninger af elektrostatisk udladning blev anerkendt i 1970'erne på grund af udviklingen af nye teknologier, der gjorde komponenter mere følsomme over for elektrostatisk udladningsskade. Skaderne forårsaget af elektrostatisk udladning kan nå flere millioner dollars om året. Som et resultat har mange producenter af store komponenter og udstyr introduceret ekspertise til at reducere statisk opbygning i produktionsmiljøet, hvilket resulterer i et meget højere produktudbytte og pålidelighed. Brugere forstår vigtigheden af at forebygge skader på elektrostatisk afladning baseret på deres egen oplevelse.