ESD © Farkas György.

Az előadások a következő témára: "ESD © Farkas György."— Előadás másolata:

1 ESD © Farkas György

2 ESD = Electrostatic Dischage
© Farkas Gy. : ESD 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 mJ Feszültség: 0,5 … 20 kV Áram: … 30 A Áramváltozási sebesség: … 100A/ns Villamos térerő: 1 … 4 kV/m Mágneses térerő: … 15 A/m

3 ESD JELENSÉGEK Görögök: borostyán + szarvasbőr (600 Kr.e.)
© Farkas Gy. : ESD 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 ( ). 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.

4 ESD miatt problémák jelentkeznek:
© Farkas Gy. : ESD 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.

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

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

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

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

9 VÉDELEM CÉL: U<100V és kisülés 0,3 s (nem ns!)
© Farkas Gy. : ESD VÉDELEM CÉL: U<100V 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

10 EPA MUNKAHELY © Farkas Gy. : ESD ESD szerszám (precíz) Párás levegő
Antisztatikus munkaruha és cipő Antisztatikus munkalap Levezető karkötővel Antisztatikus padló  ne legyen kicsi dI/dt legyen kicsi

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

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

13 visszavezető kábel (2m)
© Farkas Gy. : ESD ESD GENERÁTOR K1 K2 C R1 R2 U elektróda Nagyfeszültségű DC a polaritása változtatható visszavezető kábel (2m) K1: töltő kapcsoló R1 = 50…100 M : töltő ellenállás K2: kisütő kapcsoló R2 = 330   10 % : kisütő ellenállás U = 15 kV C = 150 pF  10 % (IEC, de USA:500 )

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

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

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

17 A 3 és 4 szint szintetikus anyagok esetében
© Farkas Gy. : ESD ESD GENERÁTOR SZINTEK Szint Uérintkezési Uátütési Imax I30ns I60ns [kV] [kV] [A] [A] [A] , , Csúcs hegyes legömbö lyített A 3 és 4 szint szintetikus anyagok esetében

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

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

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