ความเสียหายจากไฟฟ้าสถิต (ESD) ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

1. อันตรายจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต

การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) เป็นสาเหตุหลักของการเกิดแรงดันไฟฟ้าเกิน (EOS) ในชิ้นส่วนหรือระบบอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่

อาจทำให้เกิดความเสียหายถาวรกับเซมิคอนดักเตอร์ ระบบคอมพิวเตอร์ และวงจรรวม (ICs) ส่งผลให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานผิดปกติหรือล้มเหลวทั้งหมด

ความล้มเหลวเหล่านี้มักเกิดขึ้นโดยไม่มีคำเตือนและมักจะมาจากประจุไฟฟ้าสถิตที่สะสมบนมนุษย์ อุปกรณ์ หรือวัสดุระหว่างการผลิต การทดสอบ หรือการจัดการ

2. แหล่งที่มาและการจำแนกประเภทของ ESD

ตามกลไกการปล่อยประจุ ESD จะแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก:

แบบ Human-Body Model, HBM: จำลองการปล่อยประจุจากร่างกายมนุษย์ไปยังชิ้นส่วนที่ไวต่อประจุไฟฟ้า; เป็นแบบจำลองที่พบบ่อยที่สุด

แบบจำลองเครื่องจักร, MM: แสดงถึงการปล่อยประจุจากเครื่องจักรหรือเครื่องมือ มักมีกระแสไฟฟ้าสูงกว่าและมีความเสี่ยงมากกว่า

แบบจำลองอุปกรณ์ที่มีประจุ, CDM: อธิบายการปล่อยประจุที่เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์ที่มีประจุสัมผัสกับพื้นผิวนำไฟฟ้า

แบบจำลองสนามไฟฟ้า, FIM: จำลองการปล่อยประจุที่เกิดจากสนามสถิตที่ถูกกระตุ้น มักเกิดขึ้นระหว่างการจัดการด้วยระบบอัตโนมัติ

3. กลยุทธ์การป้องกันและการพิจารณาการออกแบบ

การควบคุมสภาพแวดล้อมและบุคลากร: พื้นและสถานีทำงานป้องกันสถิตย์ ไอออนไนเซอร์และการควบคุมความชื้น บุคลากรสวมสายข้อมือ ชุดป้องกันสถิตย์ และรองเท้าป้องกัน

การป้องกันวงจรภายใน: การใช้เครื่องมือป้องกัน เช่น ไดโอด TVS, MOVs ฯลฯ เลือกอุปกรณ์ตามเวลาตอบสนอง อัตราการยึดเหนี่ยวแรงดันไฟฟ้า และความทนทานต่อพลังงาน เพิ่มความแข็งแกร่งของ ESD ในระดับการออกแบบ IC

การสมดุลระหว่างต้นทุนและความมีประสิทธิภาพ: การออกแบบแบบโมดูลาร์และการเลือกมาตรฐานช่วยเพิ่มความคุ้มค่า เหมาะสำหรับการนำไปใช้งานในสภาวะการผลิตจำนวนมาก

4. สรุป

แม้ว่าจะมองไม่เห็น แต่ ESD ก็เป็นภัยคุกคามสำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

เฉพาะการนำระบบควบคุม ESD อย่างครอบคลุมจากขั้นตอนการออกแบบจนถึงการผลิตเท่านั้นที่สามารถรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ได้