Generarea ESD și pericole
Descărcarea electrostatică (ESD) apare atunci când două obiecte se ciocnesc sau se separă. ESD este mișcarea sarcinii statice de la un obiect la altul între două obiecte cu potențiale diferite, similar cu un fulger mic. Amploarea și durata descărcării depind de diverși factori, inclusiv tipul de obiect și mediul înconjurător. Când ESD are energie suficient de mare, poate deteriora dispozitivele semiconductoare. ESD poate apărea în orice moment, cum ar fi atunci când conectați sau deconectați cablurile, când o persoană atinge portul I/O al unui dispozitiv, când un obiect încărcat atinge un dispozitiv semiconductor, când dispozitivul semiconductor atinge pământ sau când sunt generate câmpuri electrostatice și interferențe electromagnetice, rezultând tensiuni suficient de mari care declanșează ESD.
ESD poate fi clasificată pe scară largă în trei tipuri: ESD cauzată de diverse mașini, ESD cauzată de mutarea mobilierului sau echipamentului și ESD cauzată de contactul uman sau de mișcarea echipamentului. Toate cele trei tipuri de ESD sunt critice pentru producția de dispozitive semiconductoare și produse electronice. Produsele electronice sunt cele mai susceptibile la deteriorarea de la al treilea tip de ESD în timpul utilizării, produsele electronice portabile deosebit de vulnerabile la ESD cauzate de contactul uman. ESD deteriorează de obicei dispozitivele de interfață conectate. Alternativ, este posibil ca dispozitivele supuse ESD să nu se defecteze imediat, dar să sufere o degradare a performanței, ceea ce duce la defectarea prematură a produsului. Când un circuit integrat (IC) este supus ESD, rezistența circuitului de descărcare este de obicei foarte scăzută, neputând limita curentul de descărcare. De exemplu, atunci când un cablu încărcat-static este conectat la o interfață de circuit, rezistența circuitului de descărcare este aproape zero, rezultând un curent de vârf de descărcare momentan de până la zeci de amperi. Acest curent mare instantaneu care curge în pinii IC corespunzători poate deteriora grav IC; căldura localizată poate topi chiar matrița de siliciu.
Daunele ESD la circuitele integrate includ, în general, și arderea conexiunilor metalice interne, deteriorarea stratului de pasivare și arderea celulelor tranzistorului. ESD poate provoca, de asemenea, blocarea IC-. Acest efect este similar cu cel din interiorul dispozitivelor CMOS, unde unitățile structurale ale tiristorului sunt activate. Tensiunea înaltă poate activa aceste structuri, formând o cale mare de curent, de obicei de la VCC la masă. Curentul de blocare-dispozitivelor cu interfață serială poate fi de până la 1 amper. Curentul-de blocare va rămâne până când dispozitivul este scos-de tensiune. Cu toate acestea, până atunci, IC-ul s-a ars deja din cauza supraîncălzirii. După un impact ESD pot apărea două probleme care nu sunt ușor de detectat. Aceste probleme nu sunt de obicei detectate de utilizatorii generali și de organizațiile de testare IEC care utilizează metode tradiționale de inserare și feedback în buclă.