ESD-generering och faror
Elektrostatisk urladdning (ESD) uppstår när två objekt kolliderar eller separeras. ESD är rörelsen av statisk laddning från ett objekt till ett annat mellan två objekt med olika potential, liknande ett litet blixtnedslag. Storleken och varaktigheten av utsläppet beror på olika faktorer, inklusive typen av föremål och den omgivande miljön. När ESD har tillräckligt hög energi kan det skada halvledarenheter. ESD kan uppstå när som helst, till exempel när kablar kopplas in eller ur, när en person vidrör I/O-porten på en enhet, när ett laddat föremål vidrör en halvledarenhet, när halvledarenheten vidrör jord eller när elektrostatiska fält och elektromagnetiska störningar genereras, vilket resulterar i tillräckligt höga spänningar som utlöser ESD.
ESD kan brett kategoriseras i tre typer: ESD orsakad av olika maskiner, ESD orsakad av rörliga möbler eller utrustning, och ESD orsakad av mänsklig kontakt eller utrustningsrörelse. Alla tre typerna av ESD är kritiska för produktion av halvledarenheter och elektroniska produkter. Elektroniska produkter är mest mottagliga för skador från den tredje typen av ESD under användning, med bärbara elektroniska produkter särskilt känsliga för ESD orsakad av mänsklig kontakt. ESD skadar vanligtvis anslutna gränssnittsenheter. Alternativt kan enheter som utsätts för ESD inte omedelbart misslyckas utan uppleva prestandaförsämring, vilket leder till för tidigt produktfel. När en integrerad krets (IC) utsätts för ESD, är resistansen i urladdningskretsen vanligtvis mycket låg och kan inte begränsa urladdningsströmmen. Till exempel, när en statisk-laddad kabel ansluts till ett kretsgränssnitt är urladdningskretsens motstånd nästan noll, vilket resulterar i en momentan urladdningsspikström på upp till tiotals ampere. Denna momentana stora ström som flyter in i motsvarande IC-stift kan allvarligt skada IC; den lokala värmen kan till och med smälta kiselformen.
ESD-skador på IC inkluderar i allmänhet även utbränning av interna metallanslutningar, skador på passiveringsskiktet och utbränning av transistorceller. ESD kan också orsaka IC-låsning-. Denna effekt liknar den inuti CMOS-enheter, där tyristorns strukturella enheter är aktiverade. Högspänning kan aktivera dessa strukturer och bilda en stor strömbana, vanligtvis från VCC till jord. Spärrströmmen- för seriella gränssnittsenheter kan vara så hög som 1 ampere. Spärrströmmen-förblir kvar tills enheten är av-ström. Men då har IC vanligtvis redan brunnit ut på grund av överhettning. Två problem kan uppstå efter en ESD-påverkan som inte lätt kan upptäckas. Dessa problem upptäcks vanligtvis inte av allmänna användare och IEC-testorganisationer som använder traditionella loopfeedback och infogningsmetoder.