Mi az ESD?

Mi az ESD?

Az „ESD” az angol „ElektroStatic Discharge” kifejezés rövidítése – magyarul elektrosztatikus kisülés – és két különböző mértékben feltöltött test közötti potenciálkiegyenlítődés pillanatára vonatkozik.

Fogalom

Az „ESD” az angol „ElectroStatic Discharge” kifejezés rövidítése, magyarul elektrosztatikus kisülés. Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor két különböző mértékben feltöltött test között kiegyenlítődik a potenciál. A töltéskülönbségek és a testek állapota meghatározza, hogy az ember számára észlelhető-e a kisülés. Míg egy zivatar során keletkező kisülést érzékelünk, addig a chip-szintű kisülés érzékeink számára rejtve marad.

Probléma

Az elektronika jelentős mértékben megkönnyíti életünket, lehetővé teszi a mobilitást, a kommunikációt, és életeket ment. Manapság természetesnek vesszük jelenlétét, hiszen mindenhol ott van. A navigációs rendszerek és légzsákok fokozzák az autózás kényelmét és biztonságát. A legmodernebb elektronikai eszközök biztosítják a zökkenőmentes légi közlekedést, a repülőgépek bonyolult rendszereit pedig több tucat a fedélzeten található számítógép irányítja.

Napjainkban az elektromos alkatrészek az energiatakarékosság, miniatürizálás és sebesség növelése miatt alacsony, néhány voltos feszültségen működnek. Például a modern USB-eszközök 5V-os működési feszültséggel üzemelnek. Az indium-gallium-nitridből (InGaN) készült kék LED-ek már 50V-os elektrosztatikus kisüléstől is sérülhetnek.

Minél jobban integrált egy eszköz, annál kevésbé érzékeny az ESD-re. Az elektronikai alkatrészek önmagukban nagyon érzékenyek, míg egy összeállított áramköri lap már nagyobb terhelést is kibír. Ha az eszköz megfelelően zárt és a végfelhasználók számára készült, biztonságosan kezelhető. Azonban, ha az alkatrészek nem rendeltetésszerű feszültségnek vannak kitéve, könnyen károsodhatnak vagy teljesen tönkremehetnek. A károsodás lehet ESD vagy EOS (elektronikus túlterhelés) következménye. Az ESD-eseményeket gyakran EOS okozta károk követik. Ironikus módon, a pusztulás ilyenkor mérhető, ami pozitívum. A látens károk azonban gyakoribbak és veszélyesebbek, mivel ezek csak részlegesen rongálják meg az alkatrészt.

Egy meghibásodott alkatrész mindig költségekkel jár, és minél később derül fény a hibára, annál drágább a javítás. Ha a probléma a vásárlónál jelentkezik, a költségek jelentősen megnőhetnek, és akár emberéleteket is veszélyeztethetnek.

Kialakulás

Az elektrosztatikus töltések főként dörzsölés, érintkezés és szétválás során keletkeznek, így az emberi jelenlét jelentős kockázatot jelent az érzékeny elektronika számára.

Az emberek mozgása során keletkező töltések akár több ezer voltos feszültséget is elérhetnek. A munkakörnyezetben különböző anyagok érintkezésével jelentős töltések alakulhatnak ki, például egy műanyag tartóval érintkező sztreccsfólia dörzsölése nyáron is 10.000 voltos vagy nagyobb töltéseket generálhat. A „normál” ragasztószalagok lehúzása is nagy töltéseket hagyhat hátra a megnövekedett tapadóerő miatt.

A feltöltött műanyag alkatrészek hosszú ideig tárolják a töltéseket, és más anyagokban potenciáleltolódásokat okozhatnak. Ezt a feltöltődést indukciónak nevezzük, és amíg a hatásos mező jelen van, bármikor bekövetkezhet egy ESD-esemény.

Minimalizálás

A fizika törvényei miatt az elektrosztatikus feltöltődéseket teljesen elkerülni nem tudjuk, de hatásaikat minimalizálhatjuk.

Az elektronikai iparban kötelező egy ESD-ellenőrzési terv kialakítása az MSZ EN 61340-5-1 szabvány szerint. Ez egységes elektrosztatikus potenciált biztosít, és segít elkerülni az ESD veszélyeit.