ESD的來源及其對集成電路的危害
發(fā)布時間：2021-05-26 15:57
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將兩種不同材料的物體摩擦后，一種帶正電，另一種帶負(fù)電，從而在兩者之間產(chǎn)生一定的電壓。 電壓的大小取決于材料的性質(zhì)，空氣的干燥度和其他因素。 如果帶有靜電的物體靠近接地導(dǎo)體，則會發(fā)生強烈的瞬時放電，這稱為ElectroStaTIcDischarge。 一般而言，帶靜電的對象可以簡單地模擬為一個很小的電容器，該電容器充電到很高的電壓。
當(dāng)集成電路（IC）經(jīng)受ESD時，放電電路的電阻通常很小，這不能限制放電電流。 例如，當(dāng)將靜電荷電纜插入電路接口時，放電電路的電阻幾乎為零，這將導(dǎo)致高達數(shù)十安培的瞬時放電尖峰電流流入相應(yīng)的IC引腳。 瞬時大電流會嚴(yán)重?fù)p壞IC，并且局部加熱產(chǎn)生的熱量甚至?xí)刍栊酒?nbsp; ESD對IC的損壞通常還包括內(nèi)部金屬連接被燒毀，鈍化層被破壞，晶體管單元被燒壞等。
ESD也可能導(dǎo)致IC死鎖（LATCHUP）。 該效果與CMOS器件內(nèi)部的晶閘管狀結(jié)構(gòu)單元的激活有關(guān)。 高壓可以激活這些結(jié)構(gòu)以形成大電流通道，通常從VCC到地。 串行接口設(shè)備的死電流通常為1安培。 死電流將一直保持到設(shè)備斷電為止。 但是到那時，IC通常會因過熱而燒壞。
對于串行接口設(shè)備，ESD會使IC異常工作，發(fā)生通信錯誤，并嚴(yán)重?fù)p壞它。 為了分析故障現(xiàn)象，MAXIM對不同制造商的RS-232接口設(shè)備進行了ESD測試。 事實證明，有兩種常見的故障現(xiàn)象：一種故障現(xiàn)象是串?dāng)_，信號接收器接收到的信號干擾了發(fā)送器，從而導(dǎo)致誤碼（見圖1）。 另一類故障是在IC內(nèi)部形成反向電流通道，因此接收器端口接收到的RS-232信號電平（±10V）被反饋到電源端子（+ 5V）。 如果電源不具有吸收電流的功能，則過多的反饋電壓會損壞由單個電源（+ 5V）供電的其他設(shè)備。
