ESD Farkas Gyrgy Farkas Gy ESD Electrostatic Dischage

ESD © Farkas György

© Farkas Gy. : ESD = Electrostatic Dischage Az elektrosztatikus villamos feltöltődés kisülése (Entladung) Töltés kiegyenlítődés különböző (330 V-ot meghaladó) potenciálon lévő tárgyak között. Formája szikra, ív, pamacs, villámláshoz hasonló. Energia: 10 … 30 m. J Feszültség: 0, 5 … 20 k. V Áram: … 30 A Áramváltozási sebesség: … 100 A/ns Villamos térerő: 1 … 4 k. V/m Mágneses térerő: … 15 A/m

© Farkas Gy. : ESD JELENSÉGEK • Görögök: borostyán + szarvasbőr (600 Kr. e. ) • Fizikai hatások vizsgálata, hasznosítása • Az elektronikus eszközök (elektroncső) teljesen érzéketlenek rá ( -1950) • Tranzisztort, ic-t tönkre teszi (1960 - ). Ha az ic. bemeneti ellenállása nagy, akkor nagy feszültségek keletkeznek rajta és ez átütéshez vezet. Ha az ic. bemeneti ellenállása kicsi, akkor nagy áramok folynak rá és ez megolvadást okozhat.

© Farkas Gy. : ESD miatt problémák jelentkeznek: - Gyúlékony gázok, gőzök esetében robbanás - Félvezető alkatrészekben kezelés, mérés, javítás, raktározás, csomagolás, szállítás szerelés közben: - az elem azonnali tönkremenetele (belső átütés, vagy megolvadás miatti zárlat, szakadás) - irreverzibilis belső változások miatt a villamos szilárdság csökkenése, a meghibásodási tényező ( ) növekedése.

© Farkas Gy. : ESD HATÁSOK Feltöltődés okozói: ember, jármű, csomagolás, szállítás stb. A feltöltődést befolyásoló tényezők: • anyagok (műanyagok!) (padlózat, ruházat, csomagoló anyag, ) • légnedvesség ( téli száraz levegő !)

© Farkas Gy. : ESD EMBER MODELL R U Például: L C C = 100 – 500 p. F (férfi-nő, ruházat) R = 0, 1 – 10 k (szerszám, tenyér, új) L = 1 H U = 5 – 10 k. V = 1 k 300 p. F = 300 ns IM= 10 k. V/ 1 k = 10 A

© Farkas Gy. : ESD Tapasztalati feszültség adatok U 14 k. V 11 k. V 5 k. V 4 k. V 3 k. V gyapjú 15% 35% műszálas anyag antisztatikus anyagok 100% relatív páratartalom

© Farkas Gy. : ESD EPA = Electrostatic Protected Area Veszélyeztetett elemekkel foglalkozó terület (Schutzzone) Electrostatic Sensitive Devices ESD-SP = ESD-sensitive parts

© Farkas Gy. : ESD VÉDELEM CÉL: U<100 V és kisülés 0, 3 s (nem ns!) A feltöltődés megakadályozása: • • légnedvesítés, pára, spray vezető anyagú ruhák, cipők, padló, csomagoló anyagok A feltöltődés levezetése: • csuklóföldelés, földelő gyűrű, ESD szerszámok

© Farkas Gy. : ESD EPA MUNKAHELY ESD szerszám (precíz) An tisz mu tati nk kus ala p Antisztatikus padló Párás levegő Antisztatikus munkaruha és cipő Levezető karkötővel ne legyen kicsi d. I/dt legyen kicsi

© Farkas Gy. : ESD EPA PADLÓZAT tűzálló, kopásálló nyomásálló vezető réteg: PVC, vagy epoxi + szénszál, vagy fémszál vagy Si-karbid rézháló vagy réz lemez (0, 1 - 0, 3 mm) teherbíró felületkiegyenlítés (2 mm) Ellenállás mérés M mérővel, 100 V-al, száraz levegőben R < 1 M legyen!

© Farkas Gy. : ESD VIZSGÁLATOK KÖZVETLEN EUT KÖZVETETT EUT csatoló sík ÉRINTKEZÉSES ÁTÜTÉSES EUT

© Farkas Gy. : ESD GENERÁTOR K 1 R 2 K 2 elektróda U C Nagyfeszültségű DC a polaritása változtatható K 1: töltő kapcsoló K 2: kisütő kapcsoló U = 15 k. V visszavezető kábel (2 m) R 1 = 50… 100 M : töltő ellenállás R 2 = 330 10 % : kisütő ellenállás C = 150 p. F 10 % (IEC, de USA: 500 )

© Farkas Gy. : ESD GENERÁTOR Asztal: fa, 0, 8 m magas, alatta földelt fémlemez Vízszintes csatolósík: 1, 6 m x 0, 8 m az EUT rátéve Függőleges csatolósík: 0, 5 m x 0, 5 m az EUT 0, 1 m-re mellette csatolósík 470 k Mérési feltételek: 15… 35 0 C 30… 60% rel. pára 68… 106 k. Pa Táp visszavezető kábel hálózat

© Farkas Gy. : ESD GENERÁTOR csatolósík sávszélesség: 1 GHz 470 k visszavezető kábel

© Farkas Gy. : ESD GENERÁTOR JELALAK I Imax 90% 10% 0, 7 -1 ns 30 ns 60 ns

© Farkas Gy. : ESD GENERÁTOR SZINTEK Szint Uérintkezési Uátütési [k. V] 1 2 2 4 3 6 8 4 8 15 Csúcs hegyes legömbö- Imax [A] 7, 5 15 22, 5 30 I 30 ns [A] 4 8 12 16 lyített A 3 és 4 szintetikus anyagok esetében I 60 ns [A] 2 4 6 8

© Farkas Gy. : ESD VIZSGÁLAT Indirekt, zárt dobozzal DUT I

© Farkas Gy. : ESD VIZSGÁLAT Direkt, asztalon szigetelő lap DUT fém asztal 10 k 2 W

© Farkas Gy. : ESD VIZSGÁLAT Indirekt, asztalon fém lap EM tér DUT fém asztallap szigetelő alátét