ईएसडी मॉडल, सुरक्षा और परीक्षण के बारे में आपको क्या जानने की जरूरत है

ESD सिम्युलेटर
An ESD सिम्युलेटर, अक्सर an . के रूप में जाना जाता है ईएसडी बंदूक, एक पोर्टेबल डिवाइस है जिसका उपयोग उपकरणों के प्रतिरोध का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी). इन सिमुलेटरों का उपयोग प्रयोगशालाओं में किया जाता है जो विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) के विशेषज्ञ हैं। ESD पल्स हाई-वोल्टेज पल्स होते हैं जो तब उत्पन्न होते हैं जब विद्युत आवेश वाले दो आइटम संपर्क में आते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि परीक्षण के तहत गैजेट स्थैतिक बिजली के निर्वहन के लिए प्रतिरोधी है, उन्हें एक परीक्षण वातावरण में फिर से बनाया जा सकता है।

ईएसडी परीक्षण
ईएसडी परीक्षण अनिवार्य विद्युत चुम्बकीय संगतता परीक्षण के भाग के रूप में ऑटोमोटिव घटकों के अधिकांश विक्रेताओं के लिए आवश्यक है। मानव कारक को खत्म करने के लिए इन परीक्षणों को स्वचालित करना अक्सर फायदेमंद होता है। ईएसडी परीक्षण अनिवार्य विद्युत चुम्बकीय संगतता परीक्षण के भाग के रूप में ऑटोमोटिव घटकों के अधिकांश विक्रेताओं के लिए आवश्यक है। मानव कारक को खत्म करने के लिए इन परीक्षणों को स्वचालित करना अक्सर फायदेमंद होता है।

ESD IC परीक्षक के प्रकार
लॉजिक टेस्टर, मेमोरी टेस्टर और एनालॉग टेस्टर तीन प्रकार के टेस्टर हैं। आम तौर पर, आईसी परीक्षण दो चरणों में किया जाता है: पैकिंग के बाद वेफर परीक्षण (जिसे डाई सॉर्टिंग या जांच परीक्षण के रूप में भी जाना जाता है) और पैकेज परीक्षण (जिसे अंतिम परीक्षण भी कहा जाता है)। वेफर परीक्षण एक जांचकर्ता और एक जांच कार्ड को नियोजित करता है, जबकि पैकेज परीक्षण एक हैंडलर, एक परीक्षण सॉकेट और एक परीक्षक को नियोजित करता है।

एकीकृत परिपथों
लीनियर इंटीग्रेटेड सर्किट (ICs) जैसे op amps, in-amps और डेटा कन्वर्टर्स को प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर रखने से पहले सुरक्षित किया जाता है। यह एक आउट-ऑफ-सर्किट स्थिति है। ऐसी स्थिति में, किसी भी तनावपूर्ण वोल्टेज वृद्धि के संदर्भ में आईसी पूरी तरह से अपने परिवेश की दया पर हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज, या ईएसडी जैसा कि अधिक बार जाना जाता है, अधिकांश खतरनाक वोल्टेज वृद्धि का कारण बनता है। यह दो परिदृश्यों में से एक के कारण एकल, त्वरित, उच्च वर्तमान इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज ट्रांसफर है।

ये स्थितियां हैं
1. अलग-अलग क्षमता वाली दो वस्तुओं के बीच सीधे संपर्क का स्थानांतरण (कभी-कभी संपर्क निर्वहन कहा जाता है)
2. जब दो आइटम निकटता में होते हैं, तो वे एक मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र उत्पन्न करते हैं (कभी-कभी वायु निर्वहन कहा जाता है) स्थैतिक बिजली के प्राथमिक स्रोत बड़े पैमाने पर इन्सुलेटर होते हैं और अक्सर सिंथेटिक सामग्री होते हैं, जैसे विनाइल या प्लास्टिक की काम की सतह, इन्सुलेटेड जूते, लकड़ी की कुर्सियां , स्कॉच टेप, बबल पैक, भूमिगत युक्तियों के साथ टांका लगाने वाला लोहा, और इसी तरह।

चूंकि उनका चार्ज आसानी से उनकी सतहों पर नहीं फैलता है या अन्य वस्तुओं में स्थानांतरित नहीं होता है, इन स्रोतों द्वारा बनाए गए वोल्टेज स्तर बहुत अधिक हो सकते हैं। ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव दो पदार्थों को एक साथ रगड़ कर प्रेरित स्थैतिक बिजली का निर्माण है।
• कालीन पर चलना 1000V - 1500V
• विनाइल फ्लोर पर चलना 150V - 250V
• साफ प्लास्टिक कवर द्वारा संरक्षित सामग्री का प्रबंधन 400V - 600V
• पॉलीथीन बैग को संभालना 1000V - 2000V
• Polyurethane फोम एक कंटेनर में डाला गया 1200V - 1500V

नोट: उपरोक्त 60% की सापेक्ष आर्द्रता मानता है। कम आरएच (30%) के साथ वोल्टेज दस गुना अधिक हो सकता है।

ESD के उच्च वोल्टेज और उच्च शिखर धाराएं एकीकृत परिपथों को नष्ट कर सकती हैं। सटीक एनालॉग सर्किट, जिनमें अक्सर बहुत कम पूर्वाग्रह धाराएं होती हैं, पारंपरिक डिजिटल सर्किट की तुलना में क्षति के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं क्योंकि पारंपरिक ईएसडी-संरक्षण आर्किटेक्चर इनपुट रिसाव को बढ़ाते हैं और इसलिए इसे नियोजित नहीं किया जा सकता है।

डिजाइन इंजीनियर या तकनीशियन के लिए ईएसडी क्षति की सबसे आम अभिव्यक्ति आईसी की भयावह विफलता है। दूसरी ओर, ईएसडी एक्सपोजर, रिसाव में वृद्धि या अन्य सुविधाओं के बिगड़ने का कारण हो सकता है। यदि परीक्षा के दौरान कोई उपकरण डेटा शीट मानक को पूरा नहीं करता है, तो ESD क्षति का मूल्यांकन किया जाना चाहिए। ईएसडी-प्रेरित विफलताओं के बारे में कुछ महत्वपूर्ण तत्वों की रूपरेखा।

ईएसडी विफलता तंत्र
• ढांकता हुआ या जंक्शन क्षति
• भूतल आवेश संचय
• कंडक्टर फ्यूज़िंग ESD

नुकसान पहुंचा सकता है
• बढ़ा हुआ रिसाव
• प्रदर्शन में गिरावट
• आईसी की कार्यात्मक विफलता

ईएसडी क्षति अक्सर संचयी होती है; उदाहरण के लिए, प्रत्येक ईएसडी "ज़ैप" अधिक जंक्शन क्षति का कारण बन सकता है, जिससे अंततः डिवाइस विफल हो सकता है।

ESD सुरक्षा
ESD हानि को समझना सभी ESD-संवेदनशील उपकरणों के लिए सुरक्षात्मक पैकेजिंग का उपयोग किया जाता है। आईसी को आमतौर पर प्रवाहकीय फोम या एंटीस्टेटिक शिपिंग ट्यूबों में पैक किया जाता है, जिसे बाद में एक स्थिर अपव्यय प्लास्टिक बैग में सील कर दिया जाता है। सीलबंद बैग को एक अद्वितीय कोड के साथ लेबल किया गया है जो उचित हैंडलिंग निर्देशों का वर्णन करता है।

बाहरी पैकेजिंग नोटिसों की उपस्थिति उपयोगकर्ता को सचेत करती है कि ईएसडी सुरक्षा के लिए उपयुक्त डिवाइस हैंडलिंग प्रथाओं की आवश्यकता है। इसके अलावा, ESD-संवेदनशील IC के लिए डेटा शीट में आमतौर पर इस आशय की एक प्रमुख घोषणा शामिल होती है। सभी स्थिर संवेदनशील गैजेट व्यक्तिगत रूप से सुरक्षात्मक पैकेजिंग में पैक किए जाते हैं और हैंडलिंग निर्देशों के साथ लेबल किए जाते हैं।

4000 वी तक के इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज मानव शरीर और परीक्षण उपकरणों पर आसानी से विकसित हो सकते हैं और अनिर्धारित डिस्चार्ज हो सकते हैं। हालांकि एडीएक्सएक्सएक्स में पेटेंट ईएसडी सुरक्षा सर्किटरी शामिल है, उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के अधीन इलेक्ट्रॉनिक्स अपूरणीय क्षति को बनाए रख सकते हैं। प्रदर्शन में गिरावट या कार्यक्षमता के नुकसान से बचने के लिए, पर्याप्त ईएसडी सुरक्षा उपायों की सिफारिश की जाती है। ईएसडी-संवेदनशील उपकरणों की पहचान हो जाने के बाद सुरक्षा अपेक्षाकृत सरल है।

एकीकृत सर्किट को उनकी मूल सुरक्षात्मक पैकेजिंग में रखना स्पष्ट रूप से पहला कदम है। आईसी क्षति होने से पहले संभावित खतरनाक ईएसडी स्रोतों का निर्वहन एक दूसरा चरण है। इस तरह के वोल्टेज को उच्च प्रतिबाधा का उपयोग करके तेजी से और सुरक्षित रूप से छुट्टी दी जा सकती है। एक स्थिर-विघटनशील सतह वाला कार्यक्षेत्र ईएसडी-सुरक्षित आईसी हैंडलिंग के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है। एक 1 एम रोकनेवाला सतह को जमीन से जोड़ता है, किसी भी स्थिर चार्ज को नष्ट कर देता है, जबकि उपयोगकर्ता को बिजली के ग्राउंड फॉल्ट शॉक खतरों से बचाता है। यदि बेंच टॉप गैर-प्रवाहकीय हैं, तो डिस्चार्ज रेसिस्टर के अलावा एक स्थिर-विघटनकारी चटाई स्थापित की जानी चाहिए।

याद रखें कि यदि एक आवेशित IC को कम प्रतिबाधा के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है, तो एक उच्च शिखर धारा प्रवाहित हो सकती है। ठीक ऐसा ही तब होता है जब एक चार्ज किया गया आईसी ग्राउंडेड कॉपर कवर बोर्ड के संपर्क में आता है। जब समान आवेशित एकीकृत परिपथ को उच्च प्रतिबाधा सतह पर रखा जाता है। हालांकि, पीक करंट उपकरण को नष्ट करने के लिए अपर्याप्त है।

ESD से संबंधित नुकसान को कम करने के लिए विभिन्न प्रकार की स्टाफ हैंडलिंग रणनीतियाँ आवश्यक हैं। वर्कस्टेशन पर ईएसडी-संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स को संभालते समय, एक प्रवाहकीय कलाई का पट्टा की सिफारिश की जाती है। कलाई का पट्टा विशिष्ट कार्यों को रोकता है जैसे पार्सल से टेप को अलग करना आईसी क्षति का कारण बनता है। फिर से, सुरक्षा के लिए कलाई के पट्टा से जमीन तक 1 M रोकनेवाला की आवश्यकता होती है। पीसी बोर्डों को ईएसडी-संवेदनशील आईसी के साथ जोड़ते समय, सभी निष्क्रिय घटकों को आईसी से पहले रखा जाना चाहिए और मिलाप किया जाना चाहिए। यह संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स के ESD जोखिम को कम करता है। बेशक, टांका लगाने वाले लोहे में एक जमीन की नोक होनी चाहिए।

एकीकृत परिपथों के लिए ESD सुरक्षा के लिए IC निर्माता और ग्राहक दोनों की भागीदारी आवश्यक है। आईसी निर्माताओं का अपने उपकरणों को ईएसडी सुरक्षा के सर्वोत्तम स्तर के साथ वितरित करने में निहित स्वार्थ है। IC सर्किट डिज़ाइनर, प्रोसेस इंजीनियर, पैकेजिंग विशेषज्ञ, और अन्य लगातार नए और बेहतर सर्किट डिज़ाइन, प्रोसेस और पैकेजिंग सॉल्यूशंस की तलाश में हैं जो ESD ऊर्जा का सामना या शंट कर सकते हैं।

दूसरी ओर, एक व्यापक ESD सुरक्षा रणनीति, केवल IC में ESD सुरक्षा को शामिल करने से कहीं अधिक आवश्यक है। एकीकृत सर्किट के उपयोगकर्ताओं को भी अपने कर्मचारियों को ईएसडी हैंडलिंग तकनीकों में उचित ज्ञान और प्रशिक्षण देना चाहिए, ताकि प्रक्रिया के साथ सभी महत्वपूर्ण चरणों में सुरक्षा का निर्माण किया जा सके। निम्नानुसार रेखांकित किया।

एनालॉग डिवाइस
• सर्किट डिजाइन और निर्माण
• आवश्यक एनालॉग और डिजिटल प्रदर्शन को बनाए रखते हुए उच्चतम स्तर की ESD सुरक्षा वाले उत्पाद बनाएं।
• पैक करें और शिप करें
• स्थिर अपव्यय सामग्री को पैक किया जाना चाहिए। पैकेजों को ESD चेतावनी के साथ लेबल किया जाना चाहिए।

ग्राहक
• आने वाली जान्च
• ग्राउंडेड वर्कस्टेशन का निरीक्षण करें। हैंडलिंग कम से कम करें।
• सूची नियंत्रण
• मूल ईएसडी-सुरक्षित पैकेजिंग में स्टोर करें। हैंडलिंग कम से कम करें।
• उत्पादन
• मूल ईएसडी-सुरक्षित पैकेजिंग में कार्य क्षेत्र में वितरित करें। केवल ग्राउंडेड वर्कस्टेशन पर पैकेज खोलें। स्थिर अपव्यय पैकेजिंग में पैकेज उपसमुच्चय।
• पैक करें और शिप करें
• यदि आवश्यक हो तो स्थिर अपव्यय सामग्री में पैक करें। प्रतिस्थापन या वैकल्पिक बोर्डों पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता हो सकती है।

ESD सुरक्षा प्रमुख बिंदुओं पर नियंत्रण सहित, ADI और अंतिम उपयोगकर्ता के बीच एक साझेदारी की आवश्यकता है। ब्रेडबोर्डिंग और आईसी का आकलन करते समय अत्यधिक सावधानी बरती जानी चाहिए। क्योंकि ईएसडी क्षति के परिणाम संचयी हो सकते हैं, डिवाइस के लगातार दुरुपयोग से विफलता हो सकती है। परीक्षण सॉकेट से आईसी को सम्मिलित करना और हटाना, मूल्यांकन के लिए उपकरणों को संग्रहित करना, और ब्रेडबोर्ड से बाहरी घटकों को जोड़ना और निकालना सभी सही ईएसडी सुरक्षा उपायों को ध्यान में रखते हुए किया जाना चाहिए। यदि प्रोटोटाइप सिस्टम के विकास के दौरान कोई उपकरण विफल हो जाता है, तो इसका कारण दोहराए जाने वाले ESD तनाव हो सकते हैं।

ईएसडी के संबंध में याद रखने वाला मुख्य शब्द रोकथाम है। ईएसडी क्षति को पूर्ववत नहीं किया जा सकता है, न ही इसके प्रभावों की भरपाई की जा सकती है।

ईएसडी आईसी मॉडल और परीक्षण
कुछ एप्लिकेशन दूसरों की तुलना में ESD के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। अन्य सर्किटों से घिरे एक पीसी बोर्ड पर स्थित आईसी सर्किट की तुलना में ईएसडी क्षति के प्रति बहुत कम संवेदनशील होते हैं जिन्हें अन्य पीसी बोर्ड या बाहरी दुनिया के साथ इंटरफेस करना चाहिए। ये आईसी आमतौर पर निर्दिष्ट नहीं हैं या किसी विशिष्ट ईएसडी मानदंड (वर्गीकृत उपकरणों को छोड़कर) को पूरा करने की गारंटी नहीं है। कंप्यूटर पर RS-232 इंटरफ़ेस पोर्ट IC, ESD-संवेदनशील इंटरफ़ेस का एक अच्छा उदाहरण है क्योंकि वे आसानी से उच्च वोल्टेज के संपर्क में आते हैं।

ऐसे उपकरणों के लिए ईएसडी प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण तकनीकों और प्रतिबंधों को स्थापित किया जाना चाहिए। ईएसडी के लिए उपकरणों की भेद्यता का आकलन करने के लिए, परीक्षण तरंगों और आवश्यकताओं की अधिकता स्थापित की गई है। ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM), मशीन मॉडल (MM), और चार्ज्ड डिवाइस मॉडल तीन सबसे प्रमुख तरंग हैं जो अब सेमीकंडक्टर या असतत उपकरणों (CDM) के लिए उपयोग की जाती हैं।

चूंकि इनमें से प्रत्येक मॉडल एक मौलिक रूप से भिन्न ईएसडी घटना को दर्शाता है, इसलिए इन मॉडलों के परीक्षण निष्कर्षों के बीच बहुत कम स्थिरता है। 1996 के बाद से, यूरोपीय समुदाय को या उसके अंदर वितरित किए गए सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को IEC1000-4-x विनियमन में बताए गए इलेक्ट्रोमैकेनिकल कम्पेटिबिलिटी (EMC) मानदंडों को पूरा करना आवश्यक है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह व्यक्तिगत आईसी पर लागू नहीं होता है, बल्कि पूरे उत्पाद पर लागू होता है। इन मानकों के साथ-साथ परीक्षण तकनीकों को विभिन्न IEC1000 विनिर्देशों में परिभाषित किया गया है। IEC1000-4-2 को दो युग्मन विधियों में से एक का उपयोग करके अनुपालन परीक्षण की आवश्यकता होती है: संपर्क निर्वहन या वायु-अंतराल निर्वहन। संपर्क निर्वहन के लिए परीक्षण की जा रही इकाई से सीधा संबंध आवश्यक है।

एयरगैप डिस्चार्ज एक बड़े परीक्षण वोल्टेज को नियोजित करता है लेकिन परीक्षण की जा रही इकाई के साथ सीधे संपर्क से बचता है। डिस्चार्ज पिस्टल को परीक्षण किए जा रहे उपकरण की ओर उन्नत किया जाता है, जिससे हवा के अंतराल में एक चाप बनता है, इसलिए वाक्यांश वायु निर्वहन होता है। नमी, तापमान, बैरोमीटर का दबाव, दूरी और डिस्चार्ज गन के बंद होने की दर सभी का इस प्रक्रिया पर प्रभाव पड़ता है। जबकि कम यथार्थवादी, संपर्क निर्वहन विधि अधिक दोहराने योग्य है और एयर-गैप विधि पर पक्ष ले रही है।

ईएसडी जनरेटर
परीक्षण जनरेटर IEC / EN 61000-4-2 के अनुसार इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज की नकल करता है। प्रयोगशाला परीक्षणों के लिए, परीक्षण के तहत उपकरण (ईयूटी) और परीक्षण सेटअप पर भरोसा करें। आईईसी मानक दो परीक्षण विधियों को निर्दिष्ट करता है:

1. हवा का निर्वहन परीक्षण जनरेटर को इस तरीके का उपयोग करके ईयूटी में स्थानांतरित किया जाना चाहिए। हाई वोल्टेज डिस्चार्ज हवा में है। परीक्षण वोल्टेज को 30kV तक समायोजित किया जा सकता है। प्रत्येक एकल पल्स का बहुत कम बढ़ता समय एक बड़ा आरएफ स्पेक्ट्रम और हस्तक्षेप उत्पन्न करता है।
2. संपर्क के माध्यम से निर्वहन ईयूटी एक तेज टिप के साथ निर्वहन इलेक्ट्रोड से जुड़ा हुआ है। एक वैक्यूम रिले डिस्चार्ज स्विच के रूप में कार्य करता है।

अक्सर पूछे गए प्रश्न
ईएसडी परीक्षक क्या है?
विद्युतचुंबकीय संगतता परीक्षण के रूप में जाना जाता है ईएसडी परीक्षण (ईएमसी परीक्षण)। ईएसडी परीक्षण कई इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभावों को दोहराता है जो उपकरण या तो पारगमन या संचालन में सामना कर सकते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज टेस्ट यह जांचता है कि उत्पाद के ईएसडी सुरक्षा क्षेत्र और प्रक्रियाओं का पालन किया गया है या नहीं।

आईसी में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज क्या है?
एक IC को स्पर्श करने वाली एक आवेशित वस्तु, एक आवेशित IC एक जमी हुई सतह से टकराती है, एक आवेशित मशीन एक IC को छूती है, या एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र एक वोल्टेज को इतना मजबूत बनाता है कि एक ढांकता हुआ फटने के लिए सभी ESD का कारण बन सकते हैं।

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