ESD rašanās un apdraudējumi
Elektrostatiskā izlāde (ESD) rodas, kad divi objekti saduras vai atdalās. ESD ir statiskā lādiņa kustība no viena objekta uz otru starp diviem objektiem ar dažādu potenciālu, līdzīgi kā neliels zibens spēriens. Izplūdes apjoms un ilgums ir atkarīgs no dažādiem faktoriem, tostarp objekta veida un apkārtējās vides. Ja ESD ir pietiekami liela enerģija, tas var sabojāt pusvadītāju ierīces. ESD var rasties jebkurā laikā, piemēram, pievienojot vai atvienojot kabeļus, kad cilvēks pieskaras ierīces I/O portam, kad uzlādēts objekts pieskaras pusvadītāja ierīcei, kad pusvadītāju ierīce pieskaras zemei vai kad tiek ģenerēti elektrostatiskie lauki un elektromagnētiskie traucējumi, kā rezultātā rodas pietiekami augsts spriegums, kas izraisa ESD.
ESD var plaši iedalīt trīs veidos: ESD, ko izraisa dažādas mašīnas, ESD, ko izraisa mēbeļu vai aprīkojuma pārvietošana, un ESD, ko izraisa cilvēka kontakts vai aprīkojuma kustība. Visi trīs ESD veidi ir būtiski pusvadītāju ierīču un elektronisko izstrādājumu ražošanā. Elektroniskie izstrādājumi lietošanas laikā ir visvairāk pakļauti bojājumiem, ko izraisa trešā veida ESD, un pārnēsājamie elektroniskie izstrādājumi ir īpaši neaizsargāti pret ESD, ko izraisa cilvēka saskare. ESD parasti bojā pievienotās saskarnes ierīces. Alternatīvi, ierīces, kas pakļautas ESD, var nekavējoties neizdoties, bet piedzīvot veiktspējas pasliktināšanos, izraisot priekšlaicīgu produkta atteici. Kad integrālā shēma (IC) tiek pakļauta ESD, izlādes ķēdes pretestība parasti ir ļoti zema, nespējot ierobežot izlādes strāvu. Piemēram, kad statiski{6}}lādēts kabelis ir pievienots ķēdes interfeisam, izlādes ķēdes pretestība ir gandrīz nulle, kā rezultātā rodas īslaicīga izlādes smaile līdz pat desmitiem ampēru. Šī momentānā lielā strāva, kas ieplūst attiecīgajās IC tapās, var nopietni sabojāt IC; lokālais karstums var pat izkausēt silīcija presformu.
ESD bojājumi IC parasti ietver arī iekšējo metāla savienojumu izdegšanu, pasivācijas slāņa bojājumus un tranzistora šūnu izdegšanu. ESD var izraisīt arī IC{1}}fiksāciju. Šis efekts ir līdzīgs CMOS ierīču iekšienē, kur tiek aktivizētas tiristora struktūrvienības. Augstspriegums var aktivizēt šīs struktūras, veidojot lielu strāvas ceļu, parasti no VCC uz zemi. Sērijas interfeisa ierīču bloķēšanas strāva{5}}var būt pat 1 ampērs. Aizslēgstrāva-saglabāsies, līdz ierīce tiks-atslēgta. Tomēr līdz tam laikam IC parasti jau ir izdegusi pārkaršanas dēļ. Pēc ESD ietekmes var rasties divas problēmas, kuras nav viegli atklāt. Šīs problēmas parasti neatklāj vispārējie lietotāji un IEC testēšanas organizācijas, izmantojot tradicionālās cilpas atgriezeniskās saites un ievietošanas metodes.