חדשות

מבוא לפריקה אלקטרוסטטית (ESD)

ESD

 

ייתכן שחוויתם לפעמים תחושת הלם חשמלי כאשר נגעתם בחפץ מסוים. לדוגמה, בזמן הליכה במסדרון במלון, ייתכן שתחושו הלם קל כשתלחצו על כפתור המעלית. הלם זה, שאינו מזיק עבורנו, נגרם מהצטברות של מטען חשמלי סטטי בגופנו שיכול להגיע לעשרות אלפי וולטים. ההלם שאנו מרגישים נגרם עקב פריקה מהירה של המטען הסטטי לאובייקט אחר – לעיתים קרובות לכדור הארץ.

פריקה אלקטרוסטטית (ESD) בדרך כלל אינה מזיקה לנו מכיוון שהיא מתרחשת במהירות גבוהה מאוד – פחות ממיליונית השנייה – ולכן כמות האנרגיה הכוללת שלה נמוכה יחסית לגודל גופנו. לעומת זאת, רכיבי מוליכים למחצה מודרניים, אשר מבוססים על גיאומטריות קטנות מאוד, רגישים אפילו לאירועי ESD הקטנים ביותר (כולל אירועים שאיננו מרגישים). מצב זה מעורר דאגה גדולה עבור מעצבי מוליכים למחצה, הנדרשים לשלב מבני הגנה בתוך המעגלים המשולבים שלהם.

חשיבות בדיקות ESD במוליכים למחצה

נושא אמינות המוליכים למחצה הוא רחב מאוד, אך ברור שכל עיצוב חייב לעבור מגוון בדיקות כדי להבטיח עמידה בדרישות האמינות ותוחלת החיים של היישומים המיועדים. תהליך זה, המכונה לרוב בדיקות הסמכה (Qualification Testing), כולל בדיקות של תפקוד מבני ההגנה נגד ESD כחלק בלתי נפרד.

קיימים מספר מודלים נפוצים המשמשים לבדיקת רגישות רכיבים לפריקות ESD:

  • מודל גוף האדם (HBM)
  • מודל המכונה (MM)
  • מודל רכיב טעון (CDM)

המודלים HBM ו-MM דומים למדי, בכך שקבל נטען למתח ידוע ולאחר מכן מתבצעת פריקה לתוך הרכיב הנבדק (DUT) דרך עכבה ידועה. מודל HBM עושה שימוש בקבל של 100pF עם פריקה דרך 1,500 אוהם, בעוד מודל MM משתמש בקבל של 200pF עם פריקה דרך אפס אוהם נומינלי (בפועל העכבה היא כ-10 אוהם בסדרה עם 0.75uH).

היסטוריה ומטרות מודלים לבדיקת ESD

מודל HBM נובע מתקן הבדיקה האמריקאי US Mil-Std 883, בעוד שמודל MM פותח ביפן בהתאם לתקני EIAJ. למרות הוויכוחים בנוגע לשמותיהם והיסטוריית פיתוחם, מטרת המודלים היא לספק דרך לבדוק ולהשוות את עמידות הרכיבים לפריקות ESD בצורה מובנת וחוזרת.

ההבדלים בין HBM, MM ו-CDM

בעוד ש-HBM ו-MM מתמקדים בפריקות חיצוניות לתוך הרכיב, מודל CDM עוסק ברכיב עצמו כשהוא נטען ולאחר מכן מתרוקן לכדור הארץ. בגלל גודלם הקטן של רכיבים ביחס לאובייקטים חיצוניים, אירועי CDM מהירים הרבה יותר, עם זמנים של פחות מננו-שנייה וזמני עליה בסדר גודל של 100ps. נזקי CDM שונים באופיים מנזקי HBM ו-MM, ולכן גם טכניקות ההגנה של מעצבי הרכיבים שונות.

חשיבות ההגנה מפני ESD

פריקה אלקטרוסטטית (ESD) מהווה איום בלתי נראה לאלקטרוניקה עדינה. מהנדסים משתמשים בטכניקות שונות להגן על רכיבים מפני ESD, כולל שילוב חומרים עמידים למטענים סטטיים, הוספת שכבות מגן ושימוש במעגלים סופגים זרמי ESD. בנוסף, ישנם אמצעים חיצוניים כמו אריזות בטוחות ל-ESD ופרוטוקולי טיפול קפדניים, המקטינים את הסיכון לנזק במהלך ייצור או אחסון.

בדיקות ESD: חיוניות לאמינות

כדי להבטיח עמידות מוצריהם, יצרנים מבצעים בדיקות מקיפות, כולל HBM, MM, ו-CDM, המחקות תרחישי ESD שונים כדי לזהות נקודות חולשה ולשפר את ההגנה.

ניהול מטענים סטטיים

פיזור אלקטרוסטטי (Electrostatic Dissipation) הוא שחרור מבוקר של מטענים סטטיים כדי למנוע הצטברות מטען. בתעשיית האלקטרוניקה, הדבר מתבצע על ידי שימוש במשטחי עבודה מוליכים, רצועות יד ומחצלות הארקה. צעדים אלו יוצרים סביבת עבודה בטוחה יותר עבור רכיבים עדינים.

מאמרים נוספים

מכונות עיבוד שבבי

מכונות עיבוד שבבי: סוגי ציוד ושיטות

עיבוד שבבי הוא תהליך מרכזי במערך הייצור. מכונות עיבוד שבבי מאפשרות לעצב ולייצר חומרים בהתאם למפרטים מדויקים, וזאת באמצעות הסרת שכבות וחלקים עודפים מחומרי הגלם. תהליך זה מצטיין ביכולתו להפיק רכיבים מדויקים במגוון תעשיות, ובהן תעשיות הרפואה, הביטחון, הרכב והתעופה. סוגי העיבוד השבבי כוללים חיתוך, השחזה, קידוח וכרסום של חומרים כמו מתכת, פלסטיק ועץ. בעבר, התהליך הסתמך על מכונות ידניות,…

עיבוד שבבי CNC

מהם השיקולים העיקריים בבחירת כלים לחיתוך והסרה בעיבוד שבבי CNC?

עיבוד שבבי CNC הוא אחד מהתהליכים המרכזיים בעולם התעשייה המודרנית, המאפשר ייצור מדויק, מהיר ויעיל של חלקים ומוצרים במגוון תחומים. תהליך זה כולל חיתוך, קידוח, השחזה והסרת חומר מחומרי גלם שונים, באמצעות כלים מדויקים המונחים על ידי מכונות ממוחשבות. אחד מהגורמים המשפיעים ביותר על איכות התוצאה הסופית בעיבוד שבבי CNC הוא בחירת הכלים המתאימים לתהליך. הכלים שנבחרים צריכים להתאים הן…

התפתחות תעשיית המתכת

התפתחות תעשיית המתכת

תעשיית המתכת עברה התפתחות משמעותית לאורך השנים. בימי קדם התעשייה התבססה על עבודת אמן, כאשר היה צורך בדיוק רב לאור העובדה שכל עבודות המתכת נעשו ביד עם כלים פשוטים. ההתפתחות התעשייתית במאות השנים האחרונות הובילה לכך שתעשיית המתכת עברה מיכון וכיום ניתן לראות בתעשייה מכשירים וטכנולוגיות שלקחו אותה הרבה מעבר למקום בו היא הייתה לפני מספר שנים. ההתקדמות הטכנולוגית לא…

​​​​​CORWIL Technology Producing Volume Plastic Parts Including MicroSD and QFN

CORWIL Technology announced today that it has more than doubled its QFN production in 2015 and recently shipped its first volume MicroSD parts. “We have seen an increase in demand in BGA and other plastic parts since the investments and improvements we have made; including our FICO molding system and MAT 6400 die attach systems,” said Matt Bergeron, President of…

פתיחת צ'אט
היי 👋
כיצד אפשר לעזור?