Was Sie über ESD-Modelle, Schutz und Prüfung wissen müssen

ESD-Simulator
An ESD-Simulator, oft bekannt als ESD-Pistole, ist ein tragbares Gerät, das verwendet wird, um den Widerstand von Geräten zu bewerten Elektrostatische Entladung (ESD). Diese Simulatoren werden in Laboren eingesetzt, die auf elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) spezialisiert sind. ESD-Impulse sind Hochspannungsimpulse, die entstehen, wenn zwei Gegenstände mit entgegengesetzter elektrischer Ladung in Kontakt kommen. Sie können in einer Testumgebung neu erstellt werden, um sicherzustellen, dass das zu testende Gerät widerstandsfähig gegen statische Elektrizitätsentladungen ist.

ESD-Tests
ESD-Tests ist für die meisten Anbieter von Automobilkomponenten im Rahmen der obligatorischen Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit erforderlich. Es ist häufig vorteilhaft, diese Tests zu automatisieren, um den menschlichen Faktor zu eliminieren. ESD-Tests ist für die meisten Anbieter von Automobilkomponenten im Rahmen der obligatorischen Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit erforderlich. Es ist häufig vorteilhaft, diese Tests zu automatisieren, um den menschlichen Faktor zu eliminieren.

Typen eines ESD-IC-Testers
Logiktester, Speichertester und analoge Tester sind die drei Arten von Testern. Normalerweise werden IC-Tests in zwei Phasen durchgeführt: Wafer-Test (auch als Chipsortierung oder Sondentest bekannt) und Gehäusetest (auch als Endtest bekannt) nach dem Verpacken. Das Testen von Wafern verwendet einen Prüfer und eine Prüfkarte, während das Testen von Gehäusen einen Handler, einen Testsocket und einen Tester verwendet.

ICs
Lineare integrierte Schaltungen (ICs) wie Operationsverstärker, Eingangsverstärker und Datenwandler werden geschützt, bevor sie auf eine Leiterplatte gesetzt werden. Das ist ein Out-of-Circuit-Zustand. In einem solchen Zustand sind ICs ihrer Umgebung in Bezug auf mögliche belastende Spannungsspitzen völlig ausgeliefert. Elektrostatische Entladungen oder ESD, wie sie häufiger genannt werden, verursachen den Großteil der gefährlichen Überspannungen. Dies ist eine einzelne, schnelle elektrostatische Ladungsübertragung mit hohem Strom, die durch eines von zwei Szenarien verursacht wird.

Diese Bedingungen sind
1. Übertragung des direkten Kontakts zwischen zwei Objekten mit unterschiedlichen Potentialen (manchmal als Kontaktentladung bezeichnet)
2. Wenn sich zwei Gegenstände in der Nähe befinden, erzeugen sie ein starkes elektrostatisches Feld (manchmal als Luftentladung bezeichnet). Die Hauptquellen statischer Elektrizität sind größtenteils Isolatoren und häufig synthetische Materialien wie Vinyl- oder Kunststoffarbeitsflächen, isolierte Schuhe, fertige Holzstühle , Klebeband, Luftpolsterfolie, Lötkolben mit nicht geerdeten Spitzen und so weiter.

Da ihre Ladung nicht leicht über ihre Oberflächen verteilt oder auf andere Objekte übertragen wird, können die von diesen Quellen erzeugten Spannungspegel außerordentlich hoch sein. Der triboelektrische Effekt ist die Erzeugung statischer Elektrizität, die durch das Aneinanderreiben zweier Substanzen induziert wird.
• Gehen auf einem Teppich 1000 V – 1500 V
• Gehen auf einem Vinylboden 150 V – 250 V
• Handhabung von Material geschützt durch durchsichtige Kunststoffabdeckungen 400 V – 600 V
• Handhabung von Polyethylenbeuteln 1000 V – 2000 V
• Polyurethanschaum in einen Behälter gegossen 1200 V – 1500 V

Hinweis: Obiges geht von einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 % aus. Die Spannungen können bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit (30 %) mehr als zehnmal höher sein.

Die hohen Spannungen und hohen Spitzenströme von ESD können integrierte Schaltkreise zerstören. Analoge Präzisionsschaltkreise, die häufig sehr niedrige Vorströme aufweisen, sind anfälliger für Beschädigungen als herkömmliche digitale Schaltkreise, da herkömmliche ESD-Schutzarchitekturen die Eingangsleckage erhöhen und daher nicht verwendet werden können.

Die häufigste Manifestation eines ESD-Schadens für den Konstrukteur oder Techniker ist ein katastrophaler Ausfall des IC. ESD-Exposition hingegen kann zu erhöhten Undichtigkeiten oder einer Verschlechterung anderer Funktionen führen. Wenn ein Gerät während der Prüfung einen Datenblattstandard nicht zu erfüllen scheint, sollte ein ESD-Schaden bewertet werden. Beschreibt einige wichtige Elemente zu ESD-induzierten Ausfällen.

ESD-Ausfallmechanismen
• Beschädigung des Dielektrikums oder der Verbindungsstelle
• Akkumulation von Oberflächenladungen
• Leiterabsicherung ESD

Schäden können verursachen
• Erhöhte Leckage
• Leistungsabfall
• Funktionsausfälle von ICs

ESD-Schäden sind oft kumulativ; Beispielsweise kann jeder ESD-„Zap“ mehr Verbindungsschäden verursachen und schließlich zum Ausfall des Geräts führen.

ESD-Schutz
ESD-Schäden verstehen Schutzverpackungen werden für alle ESD-empfindlichen Geräte verwendet. ICs werden in der Regel in leitfähigem Schaumstoff oder antistatischen Versandröhrchen verpackt, die anschließend in einem antistatischen Plastikbeutel versiegelt werden. Der versiegelte Beutel ist mit einem eindeutigen Code gekennzeichnet, der die Anweisungen zur korrekten Handhabung beschreibt.

Das Vorhandensein von Hinweisen auf der Außenseite der Verpackung macht den Benutzer darauf aufmerksam, dass für den ESD-Schutz geeignete Handhabungspraktiken für das Gerät erforderlich sind. Darüber hinaus enthalten Datenblätter für ESD-empfindliche ICs in der Regel einen entsprechenden Hinweis an prominenter Stelle. Alle elektrostatisch empfindlichen Geräte sind einzeln in Schutzverpackungen verpackt und mit Handhabungshinweisen gekennzeichnet.

Elektrostatische Aufladungen von bis zu 4000 V können leicht am menschlichen Körper und am Prüfgerät entstehen und sich unbemerkt entladen. Obwohl das ADXXX patentierte ESD-Sicherheitsschaltkreise enthält, kann die Elektronik, die elektrostatischen Entladungen hoher Energie ausgesetzt ist, irreparable Schäden erleiden. Um Leistungseinbußen oder Funktionsverluste zu vermeiden, werden angemessene ESD-Schutzmaßnahmen empfohlen. Der Schutz ist relativ einfach, sobald ESD-empfindliche Geräte erkannt werden.

Die Aufbewahrung integrierter Schaltkreise in ihrer Originalschutzverpackung ist natürlich ein erster Schritt. Das Entladen potenziell gefährlicher ESD-Quellen, bevor IC-Schäden auftreten, ist eine zweite Stufe. Solche Spannungen lassen sich schnell und sicher hochohmig ableiten. Eine Werkbank mit einer elektrostatisch ableitenden Oberfläche ist eine entscheidende Komponente für die ESD-sichere IC-Handhabung. Ein 1-MΩ-Widerstand verbindet die Oberfläche mit Masse, leitet jegliche statische Aufladung ab und schützt den Benutzer vor Stromschlägen durch Erdschluss. Wenn die Tischplatten nicht leitend sind, sollte zusätzlich zum Entladewiderstand eine antistatische Matte installiert werden.

Denken Sie daran, dass ein hoher Spitzenstrom fließen kann, wenn ein geladener IC über eine niedrige Impedanz entladen wird. Genau das passiert, wenn ein geladener IC mit einer geerdeten kupferbeschichteten Platine in Kontakt kommt. Wenn die gleiche geladene integrierte Schaltung auf einer hochohmigen Oberfläche platziert wird. Der Spitzenstrom reicht jedoch nicht aus, um das Gerät zu zerstören.

Zur Minimierung von ESD-bedingten Schäden sind verschiedene Strategien für den Umgang mit dem Personal unerlässlich. Beim Umgang mit ESD-empfindlicher Elektronik am Arbeitsplatz wird ein leitfähiges Armband empfohlen. Das Armband verhindert, dass typische Vorgänge wie das Abziehen von Klebeband von Paketen IC-Schäden verursachen. Auch hier ist aus Sicherheitsgründen ein 1-MΩ-Widerstand vom Armband zum Boden erforderlich. Bei der Bestückung von Leiterplatten mit ESD-empfindlichen ICs sollten alle passiven Bauelemente vor den ICs platziert und gelötet werden. Dies reduziert die ESD-Belastung der empfindlichen Elektronik. Natürlich muss der Lötkolben eine geerdete Spitze haben.

Der ESD-Schutz für integrierte Schaltungen erfordert die Einbeziehung sowohl des IC-Herstellers als auch des Kunden. IC-Hersteller haben ein begründetes Interesse daran, ihre Geräte mit dem bestmöglichen ESD-Schutz auszuliefern. Designer von IC-Schaltungen, Verfahrenstechniker, Verpackungsspezialisten und andere sind ständig auf der Suche nach neuen und verbesserten Schaltungsdesigns, Prozessen und Verpackungslösungen, die ESD-Energie widerstehen oder sie leiten können.

Eine umfassende ESD-Schutzstrategie hingegen erfordert mehr als nur die Integration von ESD-Schutz in ICs. Benutzer von integrierten Schaltungen müssen ihren Mitarbeitern auch die entsprechenden Kenntnisse und Schulungen in ESD-Handhabungstechniken vermitteln, damit der Schutz in allen kritischen Phasen des Prozesses eingebaut werden kann. Wie folgt skizziert.

Analoge Geräte
• Schaltungsdesign und -herstellung
• Erstellen Sie Produkte mit dem höchsten Maß an ESD-Schutz, während Sie die wesentliche analoge und digitale Leistung beibehalten.
• Verpacken und versenden
• Statisch ableitendes Material sollte eingepackt werden. Pakete sollten mit einer ESD-Warnung gekennzeichnet werden.

Kunden
• Kommende Inspektion
• Am geerdeten Arbeitsplatz prüfen. Handhabung minimieren.
• Bestandskontrolle
• In ESD-sicherer Originalverpackung lagern. Handhabung minimieren.
• Herstellung
• In der ESD-sicheren Originalverpackung an den Arbeitsplatz liefern. Pakete nur am geerdeten Arbeitsplatz öffnen. Verpacken Sie Unterbaugruppen in einer statisch ableitenden Verpackung.
• Verpacken und versenden
• Falls erforderlich, in statisch ableitendes Material packen. Ersatz- oder optionale Platinen erfordern möglicherweise besondere Aufmerksamkeit.

Der ESD-Schutz erfordert eine Partnerschaft zwischen ADI und dem Endbenutzer, einschließlich der Kontrolle an Schlüsselpunkten. Beim Stecken und Bewerten von ICs ist äußerste Vorsicht geboten. Da die Folgen von ESD-Schäden kumulativ sein können, kann ein anhaltender Missbrauch eines Geräts zum Ausfall führen. Das Einsetzen und Entfernen von ICs aus Testsockeln, das Aufbewahren von Geräten zur Evaluierung und das Hinzufügen und Entfernen externer Komponenten von der Steckplatine sollte alles unter Berücksichtigung der richtigen ESD-Schutzmaßnahmen erfolgen. Wenn ein Gerät während der Entwicklung eines Prototypsystems ausfällt, kann wiederholte ESD-Belastung die Ursache sein.

Das Schlüsselwort in Bezug auf ESD ist Prävention. ESD-Schäden können weder rückgängig gemacht noch ihre Auswirkungen kompensiert werden.

ESD-IC-Modelle und -Tests
Einige Anwendungen sind anfälliger für ESD als andere. ICs, die sich auf einer von anderen Schaltkreisen umgebenen Leiterplatte befinden, sind weit weniger empfindlich gegenüber ESD-Schäden als Schaltkreise, die mit anderen Leiterplatten oder der Außenwelt verbunden werden müssen. Diese ICs sind normalerweise nicht spezifiziert oder erfüllen garantiert keine spezifischen ESD-Kriterien (mit Ausnahme von klassifizierten Geräten). Die RS-232-Schnittstellenanschluss-ICs an einem Computer sind ein gutes Beispiel für eine ESD-empfindliche Schnittstelle, da sie leicht hohen Spannungen ausgesetzt sind.

Die Testtechniken und Einschränkungen müssen festgelegt werden, um die ESD-Leistung für solche Geräte sicherzustellen. Um die Anfälligkeit von Geräten gegenüber ESD zu bewerten, wurde eine Fülle von Testwellenformen und Anforderungen erstellt. Das Human Body Model (HBM), das Machine Model (MM) und das Charged Device Model sind die drei bekanntesten Wellenformen, die derzeit für Halbleiter oder diskrete Bauelemente (CDM) verwendet werden.

Da jedes dieser Modelle ein grundlegend anderes ESD-Ereignis darstellt, gibt es wenig Übereinstimmung zwischen den Testergebnissen für diese Modelle. Seit 1996 müssen alle elektronischen Geräte, die in die oder innerhalb der Europäischen Gemeinschaft geliefert werden, die in der IEC1000-4-x-Verordnung festgelegten Normen zur elektromechanischen Verträglichkeit (EMV) erfüllen.

Zu beachten ist, dass dies nicht für einzelne ICs gilt, sondern für das gesamte Produkt. Diese Standards sowie Testtechniken sind in den verschiedenen IEC1000-Spezifikationen definiert. IEC1000-4-2 erfordert, dass Konformitätstests mit einer von zwei Kopplungsmethoden durchgeführt werden: Kontaktentladung oder Luftspaltentladung. Für die Kontaktentladung ist eine direkte Verbindung zum Prüfling erforderlich.

Die Luftspaltentladung verwendet eine größere Prüfspannung, vermeidet jedoch den direkten Kontakt mit der zu prüfenden Einheit. Die Entladungspistole wird in Richtung der zu testenden Ausrüstung vorgeschoben, wodurch ein Lichtbogen über dem Luftspalt erzeugt wird, daher der Ausdruck Luftentladung. Feuchtigkeit, Temperatur, barometrischer Druck, Entfernung und Schließgeschwindigkeit der Entladungspistole haben alle einen Einfluss auf dieses Verfahren. Das Kontaktentladungsverfahren ist zwar weniger realistisch, aber wiederholbarer und wird gegenüber dem Luftspaltverfahren immer beliebter.

ESD-Generator
Der Testgenerator ahmt die elektrostatische Entladung nach IEC / EN 61000-4-2 nach. Verlassen Sie sich bei Labortests auf das Equipment Under Test (EUT) und den Testaufbau. Die IEC-Norm legt zwei Prüfverfahren fest:

1. Luftablass Der Prüfgenerator muss auf diese Weise zum Prüfling versetzt werden. Die Hochspannungsentladung liegt in der Luft. Die Prüfspannung kann bis 30kV eingestellt werden. Die sehr kurze Anstiegszeit jedes einzelnen Impulses erzeugt ein großes HF-Spektrum und Interferenzen.
2. Entladung durch Kontakt Der Prüfling wird mit einer scharfen Spitze an der Entladungselektrode befestigt. Als Entladeschalter dient ein Vakuumrelais.

FAQs
Was ist ein ESD-Tester?
Die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit ist bekannt als ESD-Tests (EMV-Test). ESD-Tests ahmt zahlreiche elektrostatische Effekte nach, denen Geräte beim Transport oder im Betrieb ausgesetzt sein können. Ein elektrostatischer Entladungstest untersucht, ob der ESD-Schutzbereich und die Verfahren eines Produkts eingehalten werden.

Was ist elektrostatische Entladung in IC?
Ein geladener Gegenstand, der einen IC berührt, ein geladener IC, der auf eine geerdete Oberfläche trifft, eine geladene Maschine, die einen IC berührt, oder ein elektrostatisches Feld, das eine Spannung erzeugt, die stark genug ist, um ein Dielektrikum zu durchbrechen, kann ESD verursachen.

Lisun Instruments Limited wurde gefunden von LISUN GROUP . LISUN Das Qualitätssystem wurde streng nach ISO9001:2015 zertifiziert. Als CIE-Mitgliedschaft LISUN Die Produkte werden auf der Grundlage von CIE, IEC und anderen internationalen oder nationalen Standards entwickelt. Alle Produkte haben das CE-Zertifikat bestanden und wurden vom Drittlabor authentifiziert.

Unsere Hauptprodukte sind Goniophotometer, Sphere integrieren, Spektralradiometer, Überspannungsgenerator, ESD-Simulatorpistolen, EMI-Empfänger, EMV-Testgeräte, Elektrischer Sicherheitstester, Klimakammer, Temperaturkammer, Klimakammer, Wärmekammer, Salzsprühtest, Staubprüfkammer, Wasserdichter Test, RoHS-Test (EDXRF), Glühdrahttest und Nadelflammtest.

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