reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
Przemysł elektroniczny | 15 stycznia 2010

Wszystko o ESD: w jaki sposób ESD niszczy komponenty?

Uszkodzenie, wywołane wyładowaniem elektrostatycznym, może nastąpić na rozmaitych etapach, od produkcji elementu po okres jego użytkowania.

Generalnie, uszkodzenia można sklasyfikować w dwóch grupach: uszkodzenia widoczne [catastrophic failure] oraz uszkodzenie ukryte [latent defect]. Uszkodzenia widoczne Kiedy urządzenie elektroniczne zostanie wystawione na oddziaływanie ESD, może ono przestać funkcjonować. Wyładowanie może spowodować przykładowo stopienie się metalu, przerwanie połączenia lub wywołać utlenienie się części komponentu; układ elektryczny komponentu zostaje wówczas permanentnie uszkodzony. Tego typu uszkodzenia mogą być zwykle wykryte podczas testów, zanim komponent zostanie wysłany. Uszkodzenie ukryte Uszkodzenia ukryte nie poddają się tak łatwo wykryciu na etapie testów. Urządzenie narażone na oddziaływanie EDS może zostać jedynie częściowo uszkodzone i w dalszym ciągu wypełniać funkcję, do jakiej zostało przewidziane. Jednakże, resurs takiego komponentu może ulec bardzo istotnemu skróceniu i w efekcie żywotność całego urządzenia, w którym zostałby on zamontowany, również ulegnie znacznemu skróceniu. Naprawa tego typu uszkodzeń jest zwykle kosztowna. Wykrycie uszkodzenia widocznego jest zwykle relatywnie łatwe przy zastosowaniu obecnych technik testowania. Jednak wykrycie defektu ukrytego, zwłaszcza po zamontowaniu komponentu na płytce, jest już niezwykle trudne. Wyładowanie ESD: Co powoduje, iż urządzenie elektroniczne przestaje działać? Uszkodzenia ESD można sklasyfikować w trzech kategoriach: bezpośrednie wyładowanie elektrostatyczne na komponent, wyładowanie elektrostatyczne z komponentu oraz uszkodzenie indukcyjne. Prawdopodobieństwo uszkodzenie komponentu przez EDS jest z kolei determinowane przez jego zdolność do rozproszenia energii, pochodzącej z wyładowania, lub przez wytrzymałość komponentu na napięcie. Obie te charakterystyki wyznaczają stopień odporności ESD komponentu [ESD sensitivity]. Wyładowanie na komponent ESD może nastąpić kiedy jakikolwiek naładowany przewodnik (na przykład ludzkie ciało) spowoduje wyładowanie, skierowane na komponent ESDS [electrostatic discharge sensitive device]. Najczęściej spotykaną przyczyną uszkodzenia jest bezpośredni transfer ładunku elektrostatycznego z ciała na komponent ESDS. Nawet chodzenie po podłodze powoduje akumulowanie się ładunku elektrostatycznego w ludzkim ciele – wówczas, kontakt z ESDS lub płytką PCB powoduje wyładowanie i potencjalne uszkodzenie. Ten model zjawiska ESD nazywany jest Human Body Model (HBM). Podobnie, wyładowanie może nastąpić z innego przewodnika, na przykład narzędzia, podstawki czy maszyny: wówczas model taki nazywany jest Machine Model. Wyładowanie z komponentu Rodzajem wyładowania ESD jest również wyładowanie z komponentu. Ładunek statyczny może powstać na komponencie w efekcie kontaktu z opakowaniem, powierzchnią roboczą czy maszyną. Tego typu zjawiska pojawiają się kiedy komponent przesuwa się powierzchni lub wibruje w opakowaniu. Taki model powstania i wyładowania ładunku elektrostatycznego to Charged Device Model (CDM). Postępująca automatyzacja produkcji z jednej strony stopniowo eliminuje model HBM, jednak zwiększa z drugiej strony możliwość wystąpienia modelu CDM. Przykładowo, komponent może zostać naładowany nawet ześlizgując się po feederze. Wówczas, w kontakcie z głowicą lub inną częścią mogącą stanowić przewodnik, może wystąpić gwałtowne wyładowanie z komponentu na obiekt metalowy. Uszkodzenie indukcyjne Innym przypadkiem, który może spowodować trwałe uszkodzenie elementu, jest indukcja. Kiedy obiekt ‘nabywa’ ładunek elektrostatyczny, wytwarzane jest również pewne pole elektrostatyczne, związane z ładunkiem. Jeśli komponent ESDS zostanie umieszczony w takim polu, ładunek może zostać wytworzony w drodze indukcji. Wówczas, jeśli komponent znajdujący się w polu zostanie chwilowo uziemiony, nastąpi transfer ładunku z komponentu (jak w modelu CDM). Co więcej, jeśli komponent zostanie usunięty z pola elektrostatycznego i ponownie uziemiony, nastąpi drugie wyładowanie CDM, tym razem o odwrotnej polaryzacji. Jak stopień ochrony ESD jest konieczny? Jak zaznaczono już wcześniej, stopień odporności komponentu na ESD uzależniony jest od jego zdolności do rozproszenia energii wyładowania oraz od zdolności do ‘przetrzymania’ odpowiedniego napięcia w voltach. Cechy te determinują stopień wrażliwości komponentu na ESD. Tabela. Stopień wrażliwości ESD wybranych komponentów. Kolejna część cyklu w piątek 22.01 Źródło: artykuł oparty na materiałach udostępnianych przez Electrostatic Discharge Association
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
April 24 2019 22:28 V13.2.0-1