На микросхемы

Электростатические заряды всегда присутствуют на изолированных предметах.

Источником электростатических разрядов для микросхем являются подключаемые кабели, роботы манипуляторы или люди, касающиеся микросхем в процессе их изготовления или монтажа на платы.

Исследование процессов, связанных с электростатическими разрядами, проводятся на основе электрических моделей источников. Электрическая модель человеческого тела характеризуется емкостью 100 пФ, которая разряжается через сопротивление 1,5 кОм. Из модели следует, что постоянная времени разряда не может быть менее 150 нс. Напряжение разряда может достигать нескольких киловольт. Энергия разряда распределяется между ограничивающим резистором и элементами микросхемы.

Электромеханическая модель характеризуется емкостью 200 пФ и ограничивающей индуктивностью 500 нГ. Разряды от манипуляторов более опасны для микросхем, так как вся энергия конденсатора поглощается элементами микросхемы. Напряжение разряда, как правило, определяется утечками изоляции в системе электропитания и составляет несколько сотен вольт.

Модель электрического кабеля имеет распределенную многосекундную структуру. Для расчетов и испытаний используется кабель длиной 10 метров, характеризующийся удельной емкостью 66 пФ на метр и удельной индуктивностью 80 нГ на метр. Напряжение разряда – до 1000 В. Кабель – это самый опасный источник разрядов, но воздействует разряд только на разъемы печатных плат, и для защиты можно использовать дополнительные элементы, размещаемые на платах.

Для того, чтобы охарактеризовать стойкость микросхем к электростатическим разрядам, используется модель человеческого тела. В соответствии с этой моделью проводятся испытания микросхем и составляются спецификации. Чем больше падение напряжения на ИМС, тем большая энергия выделяется. Отказы ИМС от воздействия разрядов происходят при электрическом пробое диэлектриков и при вплавлении металлизации в полупроводниковые структуры. Во всех случаях дефекты имеют локальный характер и проявляются как электрическое замыкание между выводами транзисторов или диодов. Разряды через цепи питания ИМС редко приводят к отказам. Наиболее опасны разряды через входы и выходы ИМС.

При электрическом пробое полупроводниковых приборов области пробоя столь малы, что их максимальный разогрев происходит за время, меньшее времени разряда. Фактором, определяющим возникновение отказа, является напряжение на затворе (для МДП-транзисторов) или тепловая мощность пробойного тока (для биполярных транзисторов и полевых транзисторов с затвором Шотки).

Дата добавления: 2015-10-13