ESD generálás és veszélyek
Elektrosztatikus kisülés (ESD) akkor lép fel, amikor két tárgy ütközik vagy szétválik. Az ESD a statikus töltés mozgása egyik objektumról a másikra két különböző potenciállal rendelkező objektum között, hasonlóan egy kis villámcsapáshoz. A kibocsátás nagysága és időtartama számos tényezőtől függ, beleértve a tárgy típusát és a környező környezetet. Ha az ESD kellően nagy energiával rendelkezik, károsíthatja a félvezető eszközöket. Az ESD bármikor előfordulhat, például kábelek bedugásakor vagy kihúzásakor, amikor egy személy megérinti egy eszköz I/O portját, amikor egy feltöltött tárgy megérinti a félvezető eszközt, amikor a félvezető eszköz hozzáér a földhöz, vagy amikor elektrosztatikus mezők és elektromágneses interferencia keletkezik, ami kellően magas feszültséget eredményez az ESD kiváltásához.
Az ESD nagyjából három típusba sorolható: a különféle gépek által okozott ESD, a mozgó bútorok vagy berendezések által okozott ESD, valamint az emberi érintkezés vagy a berendezés mozgása által okozott ESD. Az ESD mindhárom típusa kritikus fontosságú a félvezető eszközök és elektronikai termékek gyártásában. Az elektronikus termékek használat közben a leginkább ki vannak téve a harmadik típusú ESD által okozott károknak, a hordozható elektronikai termékek pedig különösen érzékenyek az emberi érintkezés által okozott ESD-re. Az ESD általában károsítja a csatlakoztatott interfész eszközöket. Alternatív megoldásként előfordulhat, hogy az ESD-nek kitett eszközök nem azonnal meghibásodnak, hanem teljesítményromlást tapasztalnak, ami a termék idő előtti meghibásodásához vezet. Amikor egy integrált áramkör (IC) ESD-nek van kitéve, a kisülési áramkör ellenállása általában nagyon alacsony, és nem tudja korlátozni a kisülési áramot. Például, ha egy statikusan{6}}töltött kábelt csatlakoztatunk egy áramköri interfészhez, a kisülési áramkör ellenállása majdnem nulla, ami akár több tíz amperes pillanatnyi kisülési tüskeáramot eredményez. Ez a pillanatnyi nagy áram, amely a megfelelő IC érintkezőkbe áramlik, súlyosan károsíthatja az IC-t; a helyi hő akár a szilíciumszerszámot is megolvaszthatja.
Az IC-k ESD-károsodása általában magában foglalja a belső fémcsatlakozások kiégését, a passzivációs réteg károsodását és a tranzisztorcellák kiégését. Az ESD az IC{1}}reteszelését is okozhatja. Ez a hatás hasonló a CMOS eszközökön belülihez, ahol a tirisztor szerkezeti egységei aktiválódnak. A nagy feszültség aktiválhatja ezeket a struktúrákat, és nagy áramutat képezhet, jellemzően a VCC-től a földig. A soros interfész eszközök reteszelőárama- akár 1 amper is lehet. A reteszelő-áram mindaddig megmarad, amíg az eszközt feszültségmentesít-. Addigra azonban az IC általában már kiégett a túlmelegedés miatt. Két olyan probléma merülhet fel az ESD hatás után, amelyeket nem lehet könnyen észlelni. Ezeket a problémákat általában nem észlelik az általános felhasználók és az IEC-tesztelő szervezetek a hagyományos hurok visszacsatolási és beillesztési módszerekkel.