Turli xil

Elektrostatik tushirish nima: ESD asoslari

Elektrostatik tushirish nima: ESD asoslari

Elektrostatik chiqindi yoki ESD kundalik hayotning haqiqatidir va bu hozirgi kunda elektron sanoatida alohida ahamiyatga ega.

Bir necha yillar oldin termion klapanlar / vakuum naychalari ishlatilganda bu muammo emas edi, hatto tranzistorlar kiritilganda ham ozchilik buni muammo deb hisoblar edi. Ammo MOSFET-lar joriy etilganda ularning ishlamay qolish darajasi ko'tarildi, muammo o'rganildi va statik birikma qurilmadagi oksid qatlamining ishdan chiqishiga sabab bo'lishi uchun etarli ekanligi aniqlandi.

O'shandan beri ESD haqida xabardorlik sezilarli darajada oshdi, chunki u ko'plab qurilmalarga ta'sir ko'rsatdi. Darhaqiqat, bugungi kunda ko'plab ishlab chiqaruvchilar zarar etkazishga moyil bo'lgan MOS qurilmalarini emas, balki barcha tarkibiy qismlarni statik sezgir deb hisoblashadi.

ESD elektron uskunalari ishlab chiqaruvchilariga berilgan ahamiyat tufayli ish joylari statik ta'siridan himoyalanganligini ta'minlash uchun minglab funt sterling sarflaydilar. Ular ishlab chiqarayotgan mahsulotlarni ishlab chiqarish sinovi paytida yuqori nosozlik ko'rsatkichlariga ega bo'lmasligini va uzoq vaqt davomida yuqori ishonchliligini namoyish etishlarini ta'minlaydi.

ESD nima?

Statik - bu shunchaki ikki sirt orasidagi zaryadning ko'payishi. Bu yuzalar bir-biriga ishqalanganda paydo bo'ladi va buning natijasida bir yuzada elektronlar ko'p bo'lib, ikkinchisida nuqson paydo bo'ladi.

Zaryad paydo bo'ladigan sirtlarni kondansatör deb hisoblash mumkin. Agar u o'tishi mumkin bo'lgan yo'l bo'lmasa, zaryad o'z joyida qoladi. Tez-tez zaryad oqishi mumkin bo'lgan haqiqiy yo'l mavjud emasligi sababli, kuchlanish bir muncha vaqt o'z o'rnida qolishi mumkin va bu "statik elektr" atamasini keltirib chiqaradi.

Ammo o'tkazuvchanlik yo'li mavjud bo'lganda oqim oqadi va zaryad kamayadi. Chiqib ketish bilan bog'liq bo'lgan doimiy doimiylik mavjud. Yuqori qarshilik, kichikroq oqim uzoq vaqt oqishini anglatadi. Kam qarshilik juda tez zaryadga olib keladi.

Shubhasiz, ishlab chiqariladigan kuchlanish va oqim darajalari turli xil omillarga bog'liq. Odamning kattaligi, faoliyat darajasi, zaryadsizlanishi amalga oshiriladigan ob'ekt va, albatta, havoning namligi. Bularning barchasi aniq ta'sirga ega, shuning uchun paydo bo'ladigan chiqindilarning aniq hajmini taxmin qilish deyarli mumkin emas.

Biroq, ishlab chiqariladigan kuchlanishlarga ta'sir qiluvchi asosiy omillardan biri bu birlashtiriladigan materiallar turlari. Turli xil materiallar turli xil kuchlanishlarni keltirib chiqarishi aniqlandi. Ishlab chiqarilgan kuchlanish tribo-elektr seriyasi deb nomlanuvchi ketma-ket ikkita materialning holatiga bog'liq.

Tribo-elektr seriyali

Ular ketma-ket bir-biridan qanchalik uzoq bo'lsa, kuchlanish shunchalik katta bo'ladi. Seriyadan yuqoriroq bo'lgan musbat zaryad oladi, ikkinchisi esa salbiy zaryadni tushiradi. Quyidagi triboelektrik seriyalar ro'yxatiga qarab sochlarni plastik taroq bilan tarash sochlarda ijobiy zaryad paydo bo'lishiga olib keladi va taroq manfiy zaryadga aylanadi.

Tribo-elektr seriyali

Ijobiy to'lov
Teri
Soch
Jun
Ipak
Qog'oz
Paxta
Yog'och
Kauchuk
Rayon
Polyester
Polietilen
PVX
Teflon
Salbiy to'lov

Zaryadlarni ko'paytirishning ko'plab usullari mavjud. Hatto gilam bo'ylab yurish ham juda katta kuchlanishlarni keltirib chiqarishi mumkin. Odatda bu 10 kV quvvatga ega bo'lishi mumkin. Yomon holatlarda, bu hatto ushbu qiymatdan uch baravar yuqori potentsialga olib kelishi mumkin. Vinil qavat bo'ylab yurish harakati ham taxminan 5 kV kuchlanish hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin. Aslida yuzalar ishqalanadigan har qanday harakat shakli statik elektr energiyasini ishlab chiqarishga olib keladi. Elektron komponentlardan foydalangan holda skameykada ishlaydigan kishi 500 V yoki undan ortiq statik potentsialni osongina yaratishi mumkin.


ESDning amaliy misollari

Zaryad hosil qilishning eng ko'p ko'riladigan misollaridan biri bu xona bo'ylab yurishdir. Hatto ushbu kundalik hodisa ham hayratlanarli darajada yuqori kuchlanishlarni keltirib chiqarishi mumkin. Haqiqiy voltajlar turli xil omillarga bog'liq ravishda sezilarli darajada farq qiladi, ammo muammoning f darajasini ko'rsatish uchun taxminlar berilishi mumkin.

Muammoning ko'lamini ko'rsatish uchun har xil misollar quyidagi jadvalda keltirilgan:


Kundalik harakatlar tufayli yuzaga keladigan ESD kuchlanishlari
Zaryad hosil qilishining sababiEhtimol, hosil bo'lgan kuchlanish (kV) *
Gilam bo'ylab yurish30
Polietilen paketni olish20
Vinil plitka bilan qoplangan yuzada yurish15
Skameykada ishlash5

* Bu taxminiy ko'rsatkichlar va nisbiy namlikni 25% gacha oladi. Namlik ko'tarilgach, bu darajalar pasayadi: namlik 75% atrofida bo'lsa, statik darajalar bir martaga pasayishi mumkin juda taxminan 25 yoki undan ortiq. Bu ko'rsatkichlarning barchasi juda taxminiy, chunki ular ma'lum bir sharoitga juda bog'liq, ammo ular kutilgan ESD darajalariga ko'rsatma berishadi.

ESD natijasida juda yuqori ko'rinishga ega bo'lsa-da, ular odatda sezilmasdan o'tadi. Sezilishi mumkin bo'lgan eng kichik elektrostatik razryad 5kV atrofida bo'lib, hatto u holda bu bo'shatish kattaligi faqat ba'zi hollarda sezilishi mumkin. Sababi shundaki, natijada paydo bo'lgan tepalik oqimlari juda yuqori bo'lishi mumkin, ammo ular juda qisqa vaqtgacha davom etadi va tanasi ularni aniqlay olmaydi, chunki ularning ortidagi zaryad nisbatan kichikdir. Ko'proq oqim manbai bo'lishi mumkin bo'lgan va uzoqroq vaqt davomida elektron yoki elektr jihozlarining bunday kattalikdagi kuchlanishi juda katta ta'sir ko'rsatadi va juda xavfli bo'lishi mumkin.


Statik uzatish

Statik zaryadlarni yarimo'tkazgichli qurilmalarga o'tkazishning ESD tomonidan zararlanishiga olib keladigan bir necha usullar mavjud. Eng aniq narsa, ular zaryadlangan va o'tkazuvchan bo'lgan narsaga tegganda. Buning eng aniq namunasi, ehtimol yarimo'tkazgich ishchi skameykada bo'lganida va kimdir zaryad olish uchun polni bosib o'tib, keyin uni olib ketganda sodir bo'lishi mumkin.

Keyin zaryadlangan barmoq shikastlanish ehtimoli bilan yarim o'tkazgichga statik zaryadni juda tez beradi. Asboblar bundan ham zararli bo'lishi mumkin. Metall tornavidalar yanada o'tkazuvchan va zaryadni tezroq beradi va bu yuqori darajadagi oqimga olib keladi.

Biroq, ularga zarar etkazish uchun tarkibiy qismlarga tegmaslik kerak. Plastmassa stakan kabi buyumlar juda katta zaryadga ega va ulardan birini IC yoniga qo'yish qarama-qarshi zaryadni "qo'zg'atishi" mumkin. Bu ham yarimo'tkazgich qurilmasiga zarar etkazishi mumkin. Sun'iy tolalardan yasalgan bog'ichlar ESD uchun ham xavflidir, chunki ular zaryad olishlari va sezgir elektron uskunalar yonida osib qo'yishlari mumkin.

ESD buzilish mexanizmlari

ESD yarimo'tkazgich qismlariga zarar etkazishi mumkin bo'lgan bir qator usullar mavjud. Juda yuqori statik kuchlanish natijasida eng aniq natijalar yuqori darajadagi tepalik oqimini keltirib chiqaradi va bu mahalliy kuyishga olib keladi. Garchi oqim juda qisqa vaqt ichida oqadigan bo'lsa ham, integral mikrosxemadagi minut xususiyatlarining kattaligi shikastlanishni juda oson etkazishini anglatadi. O'zaro bog'langan simli ulanishlar yoki chipning o'zida joylashgan joylar yuqori tepalik oqimi bilan birlashtirilishi mumkin.

ESD natijasida shikastlanishning yana bir usuli bu yuqori kuchlanish darajasi qurilmaning o'zida tarkibiy qismda buzilish sodir bo'lishiga olib keladi. Qurilmadagi oksid qatlami ishlamay qolishi mumkin. Ba'zi IClarning o'lchamlari mikrondan kam bo'lganligi sababli, nisbatan past kuchlanishlar ham buzilishiga olib kelishi ajablanarli emas.

ESD tomonidan etkazilgan zarar bir zumda qurilmalarni yo'q qilishi mumkin bo'lsa-da, ular yashirin nosozliklar deb nomlanadigan narsalarni yaratishi mumkin. Buning sababi shundaki, ESD qurilmani to'liq yo'q qilmaydi, ammo etkazilgan zarar uni faqat kuchsizlantiradi va keyinchalik uning ishdan chiqish xavfi paydo bo'ladi. Ushbu yashirin nuqsonlarni odatda aniqlash mumkin emas. Natijada, ishonchlilikning umumiy darajasi sezilarli darajada pasayadi yoki (analog qurilmalarda ko'proq) ishlash pasayishi mumkin. ESD tomonidan yuzaga keladigan yashirin nosozliklar juda qimmatga tushishi mumkin, chunki buyumlar ishlatilayotganda ta'mirlash zavodda muvaffaqiyatsiz bo'lgan narsalarni tuzatishga qaraganda ancha qimmatga tushadi. Buning sababi shundaki, odatda ta'mirlash ustasi buyumni joyida ta'mirlashi kerak yoki uni ta'mirlash muassasasiga jo'natish kerak.

O'zaro bog'liqlik ESD tomonidan qisman birlashtirilganda yashirin ishlamay qolishi mumkin. Ko'pincha o'tkazgichning bir qismi statik razryad natijasida vayron bo'ladi, keyinchalik uni zaif holga keltiradi. Chipslarning shikastlanishining yana bir usuli - bu shikastlanish natijasida hosil bo'lgan materiallar yarimo'tkazgich yuzasiga tarqalishi va bu muqobil o'tkazuvchanlik yo'llariga olib kelishi mumkin.

Komponentlar ESD tomonidan osonlikcha buzilishi mumkinligi sababli, ko'pgina ishlab chiqaruvchilar barcha yarimo'tkazgichlarni statik sezgir qurilmalar sifatida ko'rib chiqadilar va shu bilan birga ko'plab qurilmalar, shu jumladan passiv komponentlar, shu jumladan kondansatörler va rezistorlar kabi statik sezgir. Buni ko'rib chiqayotganda esda tutish kerakki, bugungi kunda ommaviy ishlab chiqariladigan uskunalarning aksariyati o'lchamlari an'anaviy tarkibiy qismlarga qaraganda ancha kichikroq bo'lgan sirtga o'rnatiladigan komponentlardan foydalanadi va bu ularni ESD zarariga juda moyil qiladi.


Videoni tomosha qiling: ADABIYOT. ADABIYOTGA KIRISH (Yanvar 2022).