Känslighet I detta prov urladdas en kondensator på 100 pF, som uppladdats till provspänningen, via en serieresistans av 1500 ohm in i varje ingång på den komponent som skall provas. Övriga ben är då jordade. Olika elektronikkomponenter klassificeras efter känsligheten för elektrostatiska urladdningar. I ovanstående standard anges en klassning dör komponenter som ej tål en urladdning av 2000 V utgör klass A, medan tåligare komponenter utgör klass B. För att höja tåligheten har man integrerat ESD-skydd i komponenterna, vilket har medfört att komponenter av samma typ kan förekomma både som klass A och klass B. Skyddade komponenter av samma typ, men från olika komponenttillverkare, kan vara mycket olika känsliga för ESD-påverkan. Detta beror på att ESD-skyddet kan variera på en och samma komponenttyp mellan olika komponenttillverkare. Vissa komponenter förekommer utan inbyggda skydd mot ESD-skador, och kan då vara mycket känsliga för ESD. Även snabba kretsar är ofta mycket ESD-känsliga, på grund av att skyddskretsar då inte kan användas i samma utsträckning. Typiska skador och symptom, såsom akuta respektive latenta fel, termiska och dielektriska effekter. Omfattningen och arten av en ESD-skada beror på pulsens energiinnehåll, stigtid, urladdningstid samt värmeledningsförmågan hos komponenten. Felen kan delas upp dels i effekt(ström)-beroende fel som resulterar i smältning av materialen, ”hot spots”, och dels i spänningsberoende fel som ger överslag eller dielektriskt genombrott. I många lägen förekommer kombinationer av båda feltyperna. I en del fall kan metalledare smälta av (strömberoende). Värmeutvecklingen vid ESD-skador är lokalt hög men begränsad på grund av dess korta tid och ger mycket små smältzoner. Övriga transienter ger betydligt större värmeutveckling och större smältzoner. Sådana transienter uppstår vid till- och frånslag av kraft och överslag eller kortslutning i andra kretsar. ESD-pulsen är mycket kort jämfört med övriga transienter. I andra fall sker ett överslag mellan två ledare och en ledande brygga (spänningsberoende) uppstår. Vid lägre energinivåer händer det att bryggan endast delvis uppstår varvid felets omedelbara verkan kan vara marginell (latent fel). Ovannämnda överslag förekommer från metalledare till metalledare, metall till polykiselledare, metall till underliggande funktionselement eller mellan funktionselement. De latenta felen har allvarligt försvagat komponenten och den kan få ett akut fel av endast en mindre ESD-puls eller av annan transient. Tyvärr händer det också att felet förvärras med tiden och att ett akut fel uppstår efter en tids lagring eller användning av den färdiga produkt där den skadade komponenten ingår. Beroende av den mycket korta stigtiden (ns) vid en urladdning förekommer ibland att flera parallella skador uppträder, eftersom spänningen stiger så snabbt att den orsakar ett flertal överslag innan den hunnit ledas bort. Liknande fel kan också observeras i samband med blixturladdningar vid åska. Vanligtvis döljs den egentliga ESD-skadan av större skador som uppstår till följd av att matningsspänningar följer de strömbanor som ESD-skadan tillverkat, och orsakar kraftiga överhettningar och kratrar. ©Copyright: Lars Sjunnevik |