ESD'ye duyarlı cihaz nedir?

ESD'ye duyarlı cihaz, aşağıdakilerden kaynaklanan hasara karşı savunmasız elektronik bileşenleri ifade eder elektrostatik deşarj (ESD). Bu cihazlar statik elektriğin neden olduğu ani voltaj yükselmeleri nedeniyle bozulabilir. Düşük enerjili deşarjlar (örneğin birkaç yüz volt) bile performansı düşürebilir veya anında arızaya neden olabilir.

Hangi cihazlar ESD'ye duyarlıdır?

Yaygın ESD'ye duyarlı cihazlar şunları içerir:

1. Entegre Devreler (IC'ler): Mikroişlemciler, bellek yongaları (örn. RAM, Flash) ve mantık kapıları (örn. CMOS, TTL).
2. Transistörler: MOSFET'ler (Metal-Oksit-Yarı İletken Alan Etkili Transistörler) ve BJT'ler (Bipolar Junction Transistörler).
3. Diyotlar: LED'ler (Işık Yayan Diyotlar) ve lazer diyotlar.
4. Hassas Sensörler: Görüntü sensörleri (örn. CCD, CMOS) ve MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) sensörleri.
5. Analog Bileşenler: İşlemsel yükselteçler (Op-Amp) ve voltaj regülatörleri.
6. Ayrık Yarı İletkenler: Tristörler ve IGBT'ler (Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistörler).
7. Gelişmiş Özelliklere Sahip Pasif Bileşenler: İnce film dirençler ve yüksek frekanslı kapasitörler.

Bu cihazlar, küçük ve hassas iç yapıları nedeniyle elektrostatik deşarjdan (ESD) kaynaklanan hasara karşı oldukça hassastır.

ESD'ye duyarlı cihaz ESD'den nasıl zarar görebilir?

ESD, elektrostatik deşarj sırasında oluşan yüksek voltaj/akım darbeleri yoluyla hassas cihazlara zarar verir. Anahtar mekanizmalar şunları içerir:

1. Termal Aşırı Gerilim: Hızlı enerji transferi, küçük iletken yolları (örneğin transistör bağlantıları) eritir veya buharlaştırır ve kalıcı arızaya neden olur.
2. İzolasyon Dökümü: Yüksek voltaj ince dielektrik katmanları (örneğin MOSFET kapı oksitleri) delerek kısa devre veya sızıntı oluşturur.
3. Şarj Enjeksiyonu: Statik yük yarı iletken özelliklerini değiştirerek performansı düşürür (örneğin, CMOS mantığında eşiklerin kayması).
4. Gizli Kusurlar: Kısmi hasar bileşenleri zayıflatarak çalışma sırasında erken arızaya yol açabilir.

Düşük enerjili deşarjlar (örn. <100V) bile modern nano ölçekli elektronik cihazlara zarar verebilir.

ESD'ye duyarlı cihazları bir tesisten başka bir tesise taşırken ne kullanın?

ESD'ye duyarlı cihazları güvenli bir şekilde taşımak ve saklamak için statik koruyucu torbalar, iletken köpük veya topraklanmış ESD güvenli kaplar kullanın. Nem kontrolünü sağlayın, fiziksel baskıdan kaçının ve aşağıdaki gibi ESD standartlarına uygunluğu sağlamak için paketleri etiketleyin ANSI/ESD S541 & IEC-61340-5-3-2022 .

ESD'ye duyarlı cihazlara zarar verebilecek minimum elektrostatik boşalma (ESD) voltajı nedir?

ESD'ye duyarlı cihazlar, insanlar tarafından algılanamayan 20 volt kadar düşük gerilimlerden zarar görebilir. Entegre devreler veya MOSFET'ler gibi gelişmiş bileşenler daha düşük seviyelerde bile savunmasızdır.

ESD'ye duyarlı cihazlar nasıl kullanılmalı?

ESD'ye duyarlı cihazların kullanımı, çalıştığınız malzemelerin, özellikle de elektrostatik boşalmaya (ESD) karşı hassasiyetlerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını gerektirir. Başarılı bir ESD kontrol programı hangi cihazların ESD'ye karşı en hassas olduğunu belirlemek ve duyarlılık seviyelerini değerlendirmek üzerine kuruludur. Bu, kendinizi aşağıdakilerle tanıştırmayı içerir İnsan Vücudu Modeli (HBM) ve Şarjlı Cihaz Modeli (CDM) Tesisinizdeki tüm ekipmanların hassasiyet dereceleri.

İnsan Vücudu Modeli (HBM)

ESD olayının en yaygın nedenlerinden biri, elektrostatik yükün insan vücudundan ESDS Cihazına doğrudan aktarılmasıdır. Bu İnsan Vücudu Modeli (HBM) Elektrostatik boşalmanın ayakta duran bir kişinin parmak ucundan bir cihaza nasıl aktığını simüle ederek bu senaryoyu taklit eder. İşte nasıl çalıştığı:

1. 100 pF kapasitör, bir anahtar kullanılarak yüksek dirençli bir direnç (tipik olarak megohm aralığında) üzerinden şarj edilir.
2. Depolanan yük, test cihazına seri olarak bağlanan 1.500 ohm'luk bir direnç aracılığıyla boşalır.
3. Cihaz daha sonra topraklanır veya düşük potansiyel durumuna düşer.

Standartlaştırılmış bu yöntem ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2024 (Elektrostatik Deşarj Hassasiyet Testi - İnsan Vücudu Modeli), bir bileşenin insan tarafından tetiklenen ESD olaylarına karşı direncinin tutarlı bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.

Şarjlı Cihaz Modeli (CDM)

ESD hasarının bir diğer önemli nedeni de cihazın üretim veya taşıma süreçleri sırasında yüklenmesi ve daha düşük potansiyelde iletken bir yüzeyle temas ettiğinde hızlı deşarja yol açabilmesidir. Bu Şarjlı Cihaz Modeli (CDM) birikmiş statik yükün yüklü bir bileşenden topraklanmış bir yüzeye hızlı bir şekilde boşalmasını simüle ederek bu fenomeni taklit eder.
Şöyle çalışıyor:

1. Şarj Etme Aşaması: Cihaz, sürtünme veya yalıtkan malzemelerle (örn. ambalaj, konveyörler) temas yoluyla elektrostatik yük kazanır ve bir kapasitörün bir plakası gibi hareket eder. Depolanan yük, cihazın doğal kapasitansına (tipik olarak 10-200 pF) ve çevresel koşullara bağlıdır.
2. Deşarj Aşaması: Yüklü bir cihazın pimi topraklanmış bir iletkene temas ettiğinde, depolanan enerji pim üzerinden aniden boşalır. Bu deşarj, yoldaki minimum direnç ve endüktans nedeniyle nanosaniyeler içinde son derece yüksek tepe akımları (20 kA'ya kadar) üretir.
3. Test Yapılandırması: CDM testi, bir cihazı tanımlanmış bir gerilime (örneğin, her bir cihaz için 250-1000 V) şarj ederek cihazın dayanıklılığını değerlendirir. ANSI/ESDA/JEDEC JS-002) ve düşük dirençli bir yol üzerinden deşarjın tetiklenmesi. Test kurulumu cihaz yönünü, paket tipini ve parazitik kapasitansı hesaba katar.

ESD'ye duyarlı cihazların kullanımı için 10 kritik ipucu

Elektrostatik Deşarja (ESD) duyarlı cihazların taşınması, hasarı önlemek için dikkatli olunmasını gerektirir. İşte güvenli kullanım sağlamak için on kritik ipucu:

1. ESD-Güvenli Çalışma Alanları Kullanın
   Her zaman bir ESD korumalı alan (EPA) anti-statik paspaslarla donatılmıştır & ESD zemin kaplaması, topraklanmış çalışma yüzeyleri ve uygun ESD sembolleri.
2. ESD-Güvenli Kıyafetler Giyin
   Anti-statik kullanın bilek kayışları, topuk kayışlarıve vücudunuzda statik birikimi önlemek için ESD önlükleri.
3. Kendinizi Doğru Şekilde Topraklayın
   ESD'ye duyarlı cihazları kullanmadan önce anti-statik bilek kayışınızı topraklanmış bir noktaya bağlayın.
4. Cihazları Kenarlarından Tutun
   Pinlere, konektörlere veya devrelere doğrudan dokunmaktan kaçının. ESD riskini en aza indirmek için bileşenleri kenarlarından tutun.
5. ESD-Güvenli Ambalaj Kullanın
   ESD'ye duyarlı cihazları antistatik torbalarda, iletken köpükte veya korumalı kaplarda saklayın ve taşıyın.
6. Nem Seviyelerini Kontrol Edin
   Statik elektrik birikimini azaltmak için çalışma alanında 30-70% bağıl nemi koruyun.
7. Nötralizasyon için İyonlaştırıcıları Kullanın
   EPA'daki iletken olmayan yüzeyler ve malzemeler üzerindeki statik yükleri nötralize etmek için iyonlaştırıcılar kullanın.
8. ESD Topraklama Cihazlarını Günlük Kontrol Edin
   Kullanım ESD kombo test cihazı kişisel topraklama sistemlerini günlük olarak kontrol etmek ve doğru çalıştıklarından emin olmak.
9. Yüksek Statik Malzemelerden Kaçının
   Plastik, vinil ve diğer yüksek statik malzemeleri ESD'ye duyarlı cihazlardan ve çalışma alanlarından uzak tutun.
10. EPA'da Sınır Hareketi
    Sürtünme veya hava akımlarının neden olduğu statik elektrik oluşumunu azaltmak için EPA'daki gereksiz hareketleri en aza indirin.