Soluzione elettrostatica per componenti elettronici
Le scariche elettrostatiche (ESD) sono un noto problema di compatibilità elettromagnetica che può causare il malfunzionamento dei dispositivi elettronici o danneggiarli. Quando un dispositivo a semiconduttore viene posizionato da solo o caricato in un modulo circuitale, possono verificarsi danni permanenti a questi dispositivi anche se l'alimentazione non viene applicata. Un elemento sensibile alle scariche elettrostatiche è chiamato elemento sensibile alle scariche elettrostatiche (ESDS).
Se la tensione tra due o più pin di un componente supera la resistenza alla rottura del supporto del componente, può causare danni al componente. Questo è il motivo principale per cui i dispositivi MOS hanno fallito. Più sottile è lo strato di ossido, maggiore è la sensibilità del componente alle scariche elettrostatiche. L'errore di solito si manifesta come un corto circuito in cui il componente stesso ha una certa resistenza all'alimentazione. Per i componenti bipolari, il danno si verifica in genere nelle regioni a semiconduttore attive della metallizzazione che sono separate da uno strato di ossido sottile, creando così un percorso di gravi perdite.
Un altro tipo di guasto è causato dalla temperatura del nodo che supera il punto di fusione del silicio semiconduttore (1415 ° C). L'energia dell'impulso ESD può generare un riscaldamento localizzato, quindi si verifica un guasto di questo meccanismo. Questo errore si verifica anche se la tensione è inferiore alla tensione di rottura del mezzo. Un esempio tipico è che la rottura tra l'emettitore e la base del transistor NPN provoca un forte calo del guadagno di corrente.
Il danno funzionale potrebbe non verificarsi immediatamente dopo che il dispositivo è stato colpito da scariche elettrostatiche. Questi componenti potenzialmente danneggiati vengono spesso definiti "squat" e, una volta utilizzati, mostreranno una maggiore sensibilità alle successive scariche elettrostatiche o transitori conduttivi.
È importante prestare molta attenzione al danno che il componente può subire sotto tensioni di scarica non rilevabili. Il corpo umano ha la sensazione che la tensione di scarica elettrostatica sia compresa tra 3000 e 5000 V. Tuttavia, la tensione alla quale il componente è danneggiato è solo di poche centinaia di volt.
Gli effetti dannosi delle scariche elettrostatiche furono riconosciuti negli anni '70 a causa dello sviluppo di nuove tecnologie che rendevano i componenti più sensibili ai danni da scariche elettrostatiche. Il danno causato dalle scariche elettrostatiche può raggiungere diversi milioni di dollari all'anno. Di conseguenza, molti produttori di componenti e apparecchiature di grandi dimensioni hanno introdotto competenze per ridurre l'accumulo di elettricità statica nell'ambiente di produzione, con conseguente resa e affidabilità del prodotto molto più elevate. Gli utenti comprendono l'importanza di prevenire danni da scariche elettrostatiche in base alla propria esperienza.