ما تحتاج لمعرفته حول نماذج ESD والحماية والاختبار

محاكاة ESD
An محاكاة ESD، والمعروف باسم بندقية ESD، هو جهاز محمول يستخدم لتقييم مقاومة الأجهزة ل تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD). تُستخدم أجهزة المحاكاة هذه في المعامل المتخصصة في التوافق الكهرومغناطيسي (EMC). نبضات التفريغ الكهروستاتيكي هي نبضات عالية الجهد تنتج عندما يتلامس عنصرين بشحنات كهربائية متعارضة. يمكن إعادة إنشائها في بيئة اختبار للتأكد من أن الأداة قيد الاختبار مقاومة لتفريغ الكهرباء الساكنة.

اختبار ESD
اختبار ESD مطلوب لمعظم بائعي مكونات السيارات كجزء من اختبار التوافق الكهرومغناطيسي الإلزامي. من المفيد في كثير من الأحيان أتمتة هذه الاختبارات للتخلص من العامل البشري. اختبار ESD مطلوب لمعظم بائعي مكونات السيارات كجزء من اختبار التوافق الكهرومغناطيسي الإلزامي. من المفيد في كثير من الأحيان أتمتة هذه الاختبارات للتخلص من العامل البشري.

أنواع جهاز اختبار ESD IC
إن مختبري المنطق ، ومختبري الذاكرة ، والمختبرين التناظريين هم الأنواع الثلاثة للمختبرين. عادة ، يتم إجراء اختبار IC على مرحلتين: اختبار الرقاقة (المعروف أيضًا باسم فرز القالب أو اختبار المسبار) واختبار العبوة (المعروف أيضًا باسم الاختبار النهائي) بعد التعبئة. يستخدم اختبار الرقاقات بطاقة prober و probe ، بينما يستخدم اختبار الحزمة معالجًا ومقبس اختبار ومختبر.

المرحلية
الدوائر المتكاملة الخطية (ICs) مثل أمبير op و in-amps ومحولات البيانات محمية قبل وضعها على لوحة الدوائر المطبوعة. هذه حالة خارج الدائرة. في مثل هذه الحالة ، تكون الدوائر المتكاملة تحت رحمة محيطها بالكامل من حيث أي زيادات في الجهد قد تواجهها. يتسبب التفريغ الكهروستاتيكي ، أو ESD كما هو معروف في كثير من الأحيان ، في معظم حالات الارتفاع المفاجئ في الجهد. هذا هو نقل شحن إلكتروستاتيكي واحد وسريع وعالي التيار ناتج عن أحد السيناريوهين.

هذه الشروط هي
1. نقل الاتصال المباشر بين جسمين لهما إمكانات مختلفة (تسمى أحيانًا التفريغ التلامسي)
2. عندما يكون هناك عنصران على مقربة ، فإنهما يولدان مجالًا إلكتروستاتيكيًا قويًا (يُسمى أحيانًا تفريغ الهواء) المصادر الرئيسية للكهرباء الساكنة هي إلى حد كبير عوازل وغالبًا ما تكون مواد تركيبية ، مثل أسطح العمل المصنوعة من الفينيل أو البلاستيك ، والأحذية المعزولة ، والكراسي الخشبية الجاهزة ، وشريط سكوتش ، وحزمة فقاعات ، ومكواة لحام بنصائح غير مقيدة ، وما إلى ذلك.

نظرًا لأن شحنتها لا تنتشر بسهولة على أسطحها أو تنتقل إلى أشياء أخرى ، يمكن أن تكون مستويات الجهد التي تولدها هذه المصادر عالية جدًا. تأثير كهرباء الاحتكاك هو توليد الكهرباء الساكنة الناتجة عن فرك مادتين معًا.
• المشي على بساط 1000 فولت - 1500 فولت
• المشي على أرضية من الفينيل 150 - 250 فولت
• إدارة المواد المحمية بأغطية بلاستيكية شفافة 400V - 600V
• التعامل مع أكياس البولي إيثيلين 1000V - 2000V
• رغوة البولي يوريثان المصبوبة في وعاء 1200V - 1500V

ملاحظة: ما ورد أعلاه يفترض وجود رطوبة نسبية تبلغ 60٪. يمكن أن تكون الفولتية أعلى بعشر مرات مع انخفاض نسبة الرطوبة النسبية (30٪).

يمكن أن تؤدي الفولتية العالية وتيارات الذروة العالية في ESD إلى تدمير الدوائر المتكاملة. الدوائر التناظرية الدقيقة ، التي غالبًا ما تحتوي على تيارات تحيز منخفضة جدًا ، تكون أكثر عرضة للتلف من الدوائر الرقمية التقليدية لأن أبنية حماية البيئة والتنمية المستدامة التقليدية تزيد من تسرب المدخلات وبالتالي لا يمكن استخدامها.

المظهر الأكثر شيوعًا للضرر الناتج عن التفريغ الإلكتروستاتيكي (ESD) لمهندس التصميم أو الفني هو الفشل الذريع في IC. من ناحية أخرى ، قد يتسبب التعرض لفيروسات التفريغ الكهروستاتيكي في زيادة التسرب أو تدهور الميزات الأخرى. إذا كان الجهاز لا يبدو أنه يفي بمعيار ورقة البيانات أثناء الفحص ، فيجب تقييم الضرر الناتج عن التفريغ الإلكتروستاتيكي. يحدد بعض العناصر المهمة حول حالات الفشل التي يسببها ESD.

آليات فشل ESD
• تلف العازل الكهربائي أو الموصل
• تراكم الشحنات السطحية
• موصل الصمامات ESD

يمكن أن يسبب الضرر
• زيادة التسرب
• تدهور الأداء
• فشل وظيفي من المرحلية

غالبًا ما يكون الضرر الناتج عن التفريغ الإلكتروستاتيكي تراكميًا ؛ على سبيل المثال ، قد يتسبب كل "تفريغ" ESD "في حدوث المزيد من التلف في الوصلات ، مما يؤدي في النهاية إلى فشل الجهاز.

حماية البيئة والتنمية المستدامة
فهم الضرر الناتج عن التفريغ الإلكتروستاتيكي (ESD) يتم استخدام العبوة الواقية لجميع المعدات الحساسة للتخلص من التفريغ الكهروستاتيكي. يتم تغليف الدوائر المتكاملة عادةً في رغوة موصلة أو أنابيب شحن مضادة للكهرباء الساكنة ، والتي يتم غلقها لاحقًا في كيس بلاستيكي مشتت للكهرباء الساكنة. الكيس المُحكم مُلصق برمز فريد يصف تعليمات المناولة الصحيحة.

ينبه وجود إشعارات التغليف الخارجية المستخدم إلى ضرورة ممارسات التعامل مع الجهاز المناسبة لحماية التفريغ الكهروستاتيكي. علاوة على ذلك ، عادةً ما تتضمن أوراق البيانات الخاصة بالدوائر المتكاملة الحساسة من أجل التنمية المستدامة تصريحًا بارزًا بهذا المعنى. يتم تغليف جميع الأدوات الحساسة الساكنة بشكل فردي في عبوات واقية ويتم تمييزها بتعليمات المناولة.

يمكن أن تتطور الشحنات الكهروستاتيكية التي تصل إلى 4000 فولت بسهولة على جسم الإنسان ومعدات الاختبار والتفريغ دون أن يتم اكتشافها. على الرغم من أن ADXXX يشتمل على دوائر أمان ESD حاصلة على براءة اختراع ، إلا أن الأجهزة الإلكترونية التي تتعرض لتفريغ شحنات إلكتروستاتيكية عالية الطاقة قد تتعرض لأضرار لا يمكن إصلاحها. لتجنب تدهور الأداء أو فقدان الوظائف ، يوصى بضمانات كافية من التفريغ الكهروستاتيكي. الحماية بسيطة نسبيًا بمجرد التعرف على الأجهزة الحساسة من ESD.

من الواضح أن الحفاظ على الدوائر المتكاملة في عبواتها الواقية الأصلية هو الخطوة الأولى. يعتبر تفريغ مصادر التفريغ الكهروستاتيكي الخطرة قبل حدوث تلف الدائرة المتكاملة مرحلة ثانية. يمكن تفريغ هذه الفولتية بسرعة وأمان باستخدام مقاومة عالية. تعتبر طاولة العمل ذات السطح المشتت للكهرباء الساكنة مكونًا مهمًا للتعامل الآمن مع البيئة والتنمية المستدامة. يقوم المقاوم 1 M بتوصيل السطح بالأرض ، مما يؤدي إلى تبديد أي شحنة ثابتة مع حماية المستخدم من مخاطر الصدمات الكهربائية الأرضية. إذا كانت أسطح المناضد غير موصلة ، فيجب تركيب حصيرة مشتتة للكهرباء الساكنة بالإضافة إلى مقاوم التفريغ.

تذكر أنه إذا تم تفريغ IC مشحون من خلال مقاومة منخفضة ، فقد يتدفق تيار ذروة مرتفع. هذا هو بالضبط ما يحدث عندما يتلامس IC مشحون بلوح نحاسي مغطى. عندما يتم وضع نفس الدائرة المتكاملة المشحونة على سطح مقاومة عالية. ومع ذلك ، فإن تيار الذروة غير كافٍ لتدمير المعدات.

تعد مجموعة متنوعة من استراتيجيات التعامل مع الموظفين ضرورية لتقليل الضرر المرتبط بالتعليم من أجل التنمية المستدامة. عند التعامل مع الأجهزة الإلكترونية الحساسة من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) في محطة العمل ، يوصى باستخدام رباط معصم موصل. يمنع رباط المعصم العمليات المعتادة مثل نزع الشريط من الطرود من التسبب في تلف الدائرة المتكاملة. مرة أخرى ، يلزم وجود المقاوم 1 M من رباط المعصم إلى الأرض للسلامة. عند تجميع لوحات الكمبيوتر باستخدام دوائر متكاملة حساسة لوحدات التفريغ الكهروستاتيكي ، يجب وضع جميع المكونات السلبية ولحامها قبل الدوائر المتكاملة. هذا يقلل من التعرض للإلكترونيات الحساسة ESD. بالطبع ، يجب أن يكون لمكواة اللحام طرف مؤرض.

تتطلب حماية ESD للدوائر المتكاملة مشاركة كل من منتج IC والعميل. لدى صانعي IC مصلحة في توصيل أجهزتهم بأفضل مستوى ممكن من الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي. يبحث مصممو الدوائر المتكاملة ومهندسو العمليات وأخصائيي التعبئة والتغليف وغيرهم باستمرار عن تصميمات وعمليات وحلول تغليف جديدة ومحسّنة يمكنها تحمل أو تحويل طاقة ESD.

من ناحية أخرى ، تتطلب استراتيجية حماية البيئة والتنمية المستدامة الشاملة أكثر من مجرد دمج حماية البيئة والتنمية المستدامة في الدوائر المتكاملة. يجب على مستخدمي الدوائر المتكاملة أيضًا تزويد موظفيهم بالمعرفة المناسبة والتدريب على تقنيات التعامل مع البيئة والتنمية المستدامة ، بحيث يمكن بناء الحماية في جميع المراحل الحرجة على طول العملية. أوجز على النحو التالي.

الأجهزة التناظرية
• تصميم وتصنيع الدوائر
• إنشاء منتجات بأعلى مستوى من الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي مع الحفاظ على الأداء التماثلي والرقمي الأساسي.
• حزم وشحن
• يجب تعبئة المواد المشتتة الإستاتيكية بداخلها. يجب أن يتم وضع بطاقة على العبوات مع تحذير من التفريغ الإلكتروستاتيكي.

العملاء
• التوقعات القادمة
• فحص محطة العمل المؤرضة. تقليل المناولة.
• مراقبة المخزون
• قم بتخزينه في عبوة أصلية آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي. تقليل المناولة.
• تصنيع
• تسليمها إلى منطقة العمل في عبوات أصلية آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي. فتح الحزم فقط في محطة العمل المؤرضة. تجميعات العبوات الفرعية في عبوات مشتتة ثابتة.
• حزم وشحن
• قم بتعبئة مواد مشتتة للكهرباء الساكنة إذا لزم الأمر. قد تتطلب اللوحات البديلة أو الاختيارية اهتمامًا خاصًا.

تتطلب حماية البيئة والتنمية المستدامة شراكة بين ADI والمستخدم النهائي ، بما في ذلك التحكم في النقاط الرئيسية. عند استخدام اللوح وتقييم الدوائر المتكاملة ، يجب توخي الحذر الشديد. نظرًا لأن عواقب الضرر الناتج عن التفريغ الإلكتروستاتيكي يمكن أن تكون تراكمية ، فإن سوء الاستخدام المستمر للجهاز يمكن أن يؤدي إلى الفشل. يجب أن يتم إدخال وإزالة الدوائر المتكاملة من مآخذ الاختبار ، وتخزين الأجهزة للتقييم ، وإضافة وإزالة المكونات الخارجية من اللوح مع مراعاة ضمانات ESD الصحيحة. إذا فشل الجهاز أثناء تطوير نظام النموذج الأولي ، فقد يكون السبب هو إجهاد ESD المتكرر.

الكلمة الأساسية التي يجب تذكرها فيما يتعلق بالتعليم من أجل التنمية المستدامة هي الوقاية. لا يمكن التراجع عن الضرر الناتج عن التفريغ الإلكتروستاتيكي ، ولا يمكن تعويض آثاره.

نماذج واختبار ESD IC
تكون بعض التطبيقات أكثر عرضة للإصابة بالتخلص من التفريغ الكهروستاتيكي من غيرها. الدوائر المتكاملة الموجودة على لوحة الكمبيوتر الشخصي والمحاطة بدوائر أخرى أقل حساسية بكثير لتلف ESD من الدوائر التي يجب أن تتفاعل مع لوحات الكمبيوتر الشخصي الأخرى أو العالم الخارجي. لا يتم تحديد أو ضمان تلبية هذه الدوائر المتكاملة عادةً لأي معايير محددة بشأن البيئة والتنمية المستدامة (باستثناء الأجهزة المصنفة). تعد الدوائر المتكاملة لمنفذ واجهة RS-232 على جهاز الكمبيوتر مثالًا جيدًا للواجهة الحساسة لوحدات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نظرًا لأنها تتعرض بسهولة لجهود عالية.

يجب وضع تقنيات الاختبار والقيود لضمان أداء ESD لهذه الأجهزة. لتقييم قابلية تعرض الأجهزة للتفريغ الإلكتروستاتيكي ، تم إنشاء عدد كبير من أشكال الموجات والمتطلبات الاختبارية. نموذج جسم الإنسان (HBM) ، ونموذج الآلة (MM) ، ونموذج الجهاز المشحون هي الأشكال الموجية الثلاثة الأكثر بروزًا المستخدمة حاليًا في أشباه الموصلات أو الأجهزة المنفصلة (CDM).

نظرًا لأن كل نموذج من هذه النماذج يصور حدثًا مختلفًا تمامًا عن ESD ، فهناك القليل من الاتساق بين نتائج الاختبار لهذه النماذج. منذ عام 1996 ، طُلب من جميع المعدات الإلكترونية التي يتم تسليمها إلى أو داخل الجماعة الأوروبية أن تفي بمعايير التوافق الكهروميكانيكي (EMC) المنصوص عليها في لائحة IEC1000-4-x.

وتجدر الإشارة إلى أن هذا لا ينطبق على المرحلية الفردية ، بل على المنتج بأكمله. يتم تحديد هذه المعايير ، بالإضافة إلى تقنيات الاختبار ، في مواصفات IEC1000 المختلفة. تتطلب المواصفة القياسية IEC1000-4-2 إجراء اختبار الامتثال باستخدام إحدى طريقتين للاقتران: تفريغ التلامس أو تفريغ فجوة الهواء. مطلوب اتصال مباشر بالوحدة التي يتم اختبارها لتفريغ التلامس.

يستخدم تفريغ Airgap جهد اختبار أكبر ولكنه يتجنب الاتصال المباشر بالوحدة التي يتم اختبارها. تم تطوير مسدس التفريغ نحو المعدات التي يتم اختبارها ، مما يؤدي إلى إنشاء قوس عبر فجوة الهواء ، ومن هنا جاءت عبارة تفريغ الهواء. تؤثر الرطوبة ودرجة الحرارة والضغط الجوي والمسافة ومعدل إغلاق مسدس التفريغ على هذا الإجراء. في حين أن طريقة تفريغ التلامس أقل واقعية ، إلا أنها أكثر قابلية للتكرار وتكتسب تفضيلًا على طريقة الفجوة الهوائية.

مولد ESD
يحاكي مولد الاختبار التفريغ الكهروستاتيكي وفقًا لـ IEC / EN 61000-4-2. للاختبارات المعملية ، اعتمد على المعدات قيد الاختبار (EUT) وإعداد الاختبار. يحدد معيار IEC طريقتين للاختبار:

1. تفريغ الهواء يجب نقل مولد الاختبار إلى EUT بهذه الطريقة. تفريغ الجهد العالي في الهواء. يمكن ضبط جهد الاختبار حتى 30 كيلو فولت. يولد وقت الصعود القصير جدًا لكل نبضة مفردة نطاقًا كبيرًا من الترددات الراديوية والتداخل.
2. التفريغ من خلال التلامس يتم توصيل EUT بقطب التفريغ بطرف حاد. يعمل مرحل الفراغ كمفتاح تفريغ.

الأسئلة الشائعة
ما هو اختبار ESD؟
يُعرف اختبار التوافق الكهرومغناطيسي باسم اختبار ESD (اختبار EMC). اختبار ESD يكرر العديد من التأثيرات الكهروستاتيكية التي قد تواجهها المعدات إما أثناء النقل أو أثناء التشغيل. يفحص اختبار التفريغ الكهروستاتيكي ما إذا كانت منطقة وإجراءات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي الخاصة بالمنتج متبعة أم لا.

ما هو التفريغ الكهروستاتيكي في IC؟
جسم مشحون يلامس IC ، أو IC مشحونًا يصطدم بسطح مؤرض ، أو آلة مشحونة تلامس IC ، أو مجال إلكتروستاتيكي يخلق جهدًا قويًا بما يكفي لتمزق عازل كهربائي يمكن أن يتسبب في حدوث ESD.

Lisun تم العثور على Instruments Limited بواسطة LISUN GROUP في 2003. LISUN تم اعتماد نظام الجودة بشكل صارم من قبل ISO9001: 2015. كعضو في CIE ، LISUN تم تصميم المنتجات بناءً على CIE و IEC ومعايير دولية أو وطنية أخرى. حصلت جميع المنتجات على شهادة CE ومصادق عليها من قبل مختبر الطرف الثالث.

نحن المنتجات الرئيسية هي مقياس المنظار, دمج المجال, الطيف, مولد عرام, ESD محاكي البنادق, استقبال EMI, معدات اختبار EMC, اختبار السلامة الكهربائية, غرفة البيئة, غرفة درجة الحرارة, غرفة المناخ, الغرفة الحرارية, تجربة بخاخ الملح, غرفة اختبار الغبار, اختبار للماء, اختبار RoHS (EDXRF), اختبار توهج الأسلاك و  اختبار لهب الإبرة.

لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم.
قسم التكنولوجيا:  Service@Lisungroup.com ، Cell / WhatsApp: +8615317907381
قسم المبيعات:  Sales@Lisungroup.com ، Cell / WhatsApp: +8618117273997

العلامات:ESD61000-2