Qu'est-ce qu'un dispositif sensible aux décharges électrostatiques ?

Les dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) sont des composants électroniques vulnérables aux dommages causés par les décharges électrostatiques. décharge électrostatique (ESD). Ces dispositifs peuvent être altérés par des pointes de tension soudaines causées par l'électricité statique. Même les décharges de faible énergie (par exemple, quelques centaines de volts) peuvent dégrader les performances ou provoquer une panne immédiate.

Quels sont les dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques ?

Les dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques les plus courants sont les suivants

1. Circuits intégrés (CI): Microprocesseurs, puces de mémoire (par exemple, RAM, Flash) et portes logiques (par exemple, CMOS, TTL).
2. Transistors: MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) et BJTs (Bipolar Junction Transistors).
3. Diodes: DEL (diodes électroluminescentes) et diodes laser.
4. Capteurs de précision: Capteurs d'images (par exemple, CCD, CMOS) et capteurs MEMS (systèmes micro-électro-mécaniques).
5. Composants analogiques: Amplificateurs opérationnels (Op-Amps) et régulateurs de tension.
6. Semi-conducteurs discrets:
7. Composants passifs dotés de fonctions avancées: Résistances à couche mince et condensateurs haute fréquence.

Ces dispositifs sont très sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) en raison de leurs structures internes petites et délicates.

Comment les appareils sensibles aux décharges électrostatiques peuvent-ils être endommagés par les décharges électrostatiques ?

Les décharges électrostatiques endommagent les appareils sensibles par des impulsions de haute tension/courant générées pendant la décharge électrostatique. Les principaux mécanismes sont les suivants :

1. Surcharge thermique: Le transfert rapide d'énergie fait fondre ou vaporise les minuscules chemins conducteurs (par exemple, les jonctions de transistors), ce qui entraîne une défaillance permanente.
2. Ventilation de l'isolation: La haute tension perfore les couches diélectriques minces (par exemple, les oxydes de grille des MOSFET), créant des courts-circuits ou des fuites.
3. Injection de charge: La charge statique modifie les propriétés des semi-conducteurs, dégradant ainsi les performances (par exemple, décalage des seuils dans la logique CMOS).
4. Défauts latents: Des dommages partiels peuvent affaiblir les composants et entraîner une défaillance prématurée en cours de fonctionnement.

Même les décharges de faible énergie (par exemple, <100V) peuvent endommager les composants électroniques modernes à l'échelle nanométrique.

Lors du transport d'appareils sensibles aux décharges électrostatiques d'une installation à une autre, utiliser ?

Pour transporter et stocker en toute sécurité les appareils sensibles aux décharges électrostatiques, utilisez des sacs de protection contre l'électricité statique, de la mousse conductrice ou des conteneurs sécurisés contre les décharges électrostatiques mis à la terre. Maintenez un contrôle de l'humidité, évitez les contraintes physiques et étiquetez les emballages pour garantir la conformité avec les normes ESD telles que ANSI/ESD S541 & IEC-61340-5-3-2022 .

Quelle est la tension minimale de décharge électrostatique (ESD) susceptible d'endommager les dispositifs sensibles à l'ESD ?

Les dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques peuvent être endommagés par des tensions aussi faibles que 20 volts, imperceptibles pour l'homme. Les composants avancés, tels que les circuits intégrés ou les MOSFET, sont vulnérables même à des niveaux inférieurs.

Comment manipuler les dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques ?

La manipulation de dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) nécessite une connaissance approfondie des matériaux avec lesquels vous travaillez, en particulier de leur vulnérabilité aux décharges électrostatiques (ESD). Pour réussir, il est nécessaire d'avoir une bonne connaissance des matériaux. Programme de contrôle ESD repose sur l'identification des appareils les plus sensibles aux décharges électrostatiques, ainsi que sur l'évaluation de leur niveau de susceptibilité. Pour ce faire, il faut se familiariser avec les Modèle du corps humain (HBM) et le Modèle d'appareil chargé (MOC) les indices de sensibilité de tous les équipements de votre établissement.

Modèle du corps humain (HBM)

L'une des causes les plus courantes d'un événement ESD est le transfert direct d'une charge électrostatique du corps humain vers le dispositif ESDS. Les Modèle du corps humain (HBM) imite ce scénario en simulant la manière dont la décharge électrostatique s'écoule du bout du doigt d'une personne debout vers un appareil. Voici comment cela fonctionne :

1. Un condensateur de 100 pF est chargé par l'intermédiaire d'une résistance à haute résistance (typiquement de l'ordre du mégohm) à l'aide d'un interrupteur.
2. La charge stockée se décharge à travers une résistance de 1 500 ohms connectée en série à l'appareil de test.
3. L'appareil est alors mis à la terre ou passe à un état de faible potentiel.

Cette méthode, normalisée en ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2024 (Electrostatic Discharge Sensitivity Testing - Human Body Model), garantit une évaluation cohérente de la résistance d'un composant aux décharges électrostatiques déclenchées par l'homme.

Modèle d'appareil chargé (MOC)

Une autre cause majeure de dommages dus aux décharges électrostatiques est le fait que l'appareil lui-même se charge au cours des processus de fabrication ou de manipulation, ce qui peut entraîner une décharge rapide lorsqu'il entre en contact avec une surface conductrice à un potentiel inférieur. L'appareil peut alors se décharger rapidement au contact d'une surface conductrice de potentiel inférieur. Modèle d'appareil chargé (MOC) reproduit ce phénomène en simulant la décharge rapide de la charge statique accumulée d'un composant chargé vers une surface mise à la terre.
Voici comment cela fonctionne :

1. Phase de chargement: Le dispositif acquiert une charge électrostatique par frottement ou contact avec des matériaux isolants (par exemple, emballages, convoyeurs), agissant comme une plaque d'un condensateur. La charge stockée dépend de la capacité inhérente de l'appareil (généralement 10-200 pF) et des conditions environnementales.
2. Phase de décharge: Lorsque la broche d'un dispositif chargé entre en contact avec un conducteur mis à la terre, l'énergie stockée se décharge brusquement à travers la broche. Cette décharge génère des courants de pointe extrêmement élevés (jusqu'à 20 kA) en l'espace de quelques nanosecondes en raison de la résistance et de l'inductance minimales sur le trajet.
3. Configuration du test: Le test CDM évalue la résistance d'un appareil en le chargeant à une tension définie (par exemple, 250-1000 V par ANSI/ESDA/JEDEC JS-002) et de déclencher une décharge par un chemin à faible résistance. La configuration du test tient compte de l'orientation du dispositif, du type de boîtier et de la capacité parasite.

10 conseils essentiels pour la manipulation des dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESD)

La manipulation de dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (D.E.S.) nécessite une attention particulière afin d'éviter tout dommage. Voici dix conseils essentiels pour garantir une manipulation sûre :

1. Utiliser des espaces de travail sécurisés contre les décharges électrostatiques (ESD)
   Travailler toujours dans un Zone protégée contre les décharges électrostatiques (ESD) (EPA) équipés de tapis anti-statiques & Revêtement de sol ESDdes surfaces de travail reliées à la terre et des Symboles ESD.
2. Porter des vêtements sécurisés contre les décharges électrostatiques (ESD)
   Utilisez des sangles de poignet, talonnetteset des blouses ESD pour éviter l'accumulation d'électricité statique sur le corps.
3. S'ancrer correctement dans le sol
   Connectez votre bracelet antistatique à un point de mise à la terre avant de manipuler tout appareil sensible aux décharges électrostatiques.
4. Manipuler les dispositifs par les bords
   Évitez de toucher directement les broches, les connecteurs ou les circuits. Tenez les composants par leurs bords pour minimiser les risques de décharges électrostatiques.
5. Utiliser des emballages sécurisés contre les décharges électrostatiques (ESD)
   Stockez et transportez les appareils sensibles aux décharges électrostatiques dans des sacs antistatiques, de la mousse conductrice ou des conteneurs blindés.
6. Contrôler les niveaux d'humidité
   Maintenir une humidité relative de 30-70% dans l'espace de travail pour réduire l'accumulation d'électricité statique.
7. Utiliser des ionisateurs pour la neutralisation
   Utiliser des ionisateurs pour neutraliser les charges statiques sur les surfaces et matériaux non conducteurs dans l'EPA.
8. Vérification quotidienne des dispositifs de mise à la terre des décharges électrostatiques
   Utilisation Testeur combiné ESD de vérifier quotidiennement le bon fonctionnement des systèmes de mise à la terre personnels.
9. Éviter les matériaux hautement statiques
   Tenir les plastiques, le vinyle et les autres matériaux hautement statiques à l'écart des appareils sensibles aux ESD et des zones de travail.
10. Limiter les mouvements dans l'APE
    Réduire au minimum les mouvements inutiles dans l'APE afin de réduire la production d'électricité statique causée par les frottements ou les courants d'air.