Historial de protección ESD

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En estos días, no puede leer nada sobre electrónica sin haber escuchado las graves consecuencias de omitir la protección contra ESD de sus diseños.

Parece que este no fue siempre el caso. Si observa la mayoría de los diseños anteriores (finales de los años 90 y anteriores), casi nunca ve los componentes de protección ESD en los puertos de E / S, incluso cuando están involucrados los CMOS IC. ¿Por qué es esto?

Se podría suponer que los IC modernos son más vulnerables que los procesos anteriores. Aunque no creo que haya mucha verdad en eso. Mirando la hoja de datos para una compuerta típica de 74HC, especifican un HBM máximo de 2kV. Esto es lo mismo que un MCU moderno o FPGA.

Podía entender los diseños que utilizan puertas 74LS que omiten la protección, pero también veo falta de protección cuando se utilizan 74HC o CMOS LSI en diseños más antiguos. Y habiendo examinado las hojas de datos más recientes para las partes de 74LS, incluso aquellas están especificadas solo hasta 2kV HBM.

¿Es solo que ahora tenemos un mejor conocimiento de la EDS? ¿O podría ser que todavía puedas escapar sin la protección contra ESD como lo hicieron en los años 90? ¿Existe un nivel mínimo de solidez ESD exigido por la ley para los productos de consumo que no se aplicó en el pasado?

    
pregunta Foxie

3 respuestas

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Solo puedo hablar desde mi punto de vista personal ...

En la década de los 80, había una conciencia profunda de la necesidad de protección contra ESD y precauciones de manejo. Mi entonces empleador modernizó su fábrica en 1987, tomando precauciones de ESD desde las áreas de ensamblaje de componentes electrónicos hasta cada área de ensamblaje. El consenso fue que estábamos muy tarde para hacerlo. La comprensión de la EDS que veo no es más estricta o generalizada que entonces.

Lo que ha cambiado considerablemente desde entonces son los costos de los componentes electrónicos y del diseño, fabricación y montaje de PCB. He visto que estos se vuelven dramáticamente más baratos.

Por lo tanto, los costos de agregar partes adicionales, como transorbs, televisores o filtros de entrada son mucho más baratos. En aquel entonces, en la industria comercial en la que trabajé, estas piezas de protección serían un aumento inaceptable en el costo. No es solo el costo del componente, es el precio del inventario, el ensamblaje y las pruebas lo que conlleva tener esas partes allí.

    
respondido por el TonyM
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Siempre que algunas uniones estén unidas a los pines de entrada, y no solo a las puertas MOS, el CMOS más antiguo parece tolerante con cargas modestas, como el deslizamiento en sobres mylar a prueba de ESD.

Las salidas de CMOS son, por definición, "uniones", porque los drenajes FET están vinculados a los pines de salida, para tirar hacia arriba o hacia abajo agresivamente. Estos drenajes no están optimizados para el procesamiento de energía ESD.

Para la supervivencia de ESD, la carga debe llevarse DEEP al silicio a granel donde hay mucha masa disponible para absorber la energía de ESD. Fast CMOS PMOS y NMOS están diseñados para la velocidad y están construidos en la superficie.

Por lo tanto, las estructuras modernas de ESD pueden usar implantes especiales, implantes profundos, para incluir masa para la absorción de energía.

    
respondido por el analogsystemsrf
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Cualquier planta de fabricación con un valor de níquel presta mucha atención a la EDS, o bien sufre pérdidas mientras una junta todavía está en proceso.

  1. El 74cxx y el 74HCxx tienen alguna protección de diodo, pero las series CD4000 y 74Fxx tienen poca o ninguna. Camine sobre una alfombra y toque un cable mientras está sobre una mesa y considere que se ha ido. Fue fácil probar una pieza CMOS quemada, ya que obtendría una lectura de voltaje positiva de un pin de entrada.

  2. Junto con los circuitos integrados, tuvimos problemas con la generación más reciente de LED que salían de la sala de almacenamiento y no los manejaban con bolsas antiestáticas. Como parte de la ingeniería, les había advertido, pero se necesitaron muchas cosas y un ataque verbal del vicepresidente de la empresa para poner las cosas en orden.

Por lo tanto, hay mucho mejor conocimiento en términos generales de ESD, principalmente un problema de almacén y ensamblaje.

Ya no puede "alejarse" sin las muñequeras y tobillos con conexión a tierra, y un soldador conectado a tierra.

ISO presta atención a este problema, pero solo en términos de cómo una empresa maneja los problemas internos de ESD. ¿Tienen procedimientos establecidos y los siguen cuando ocurre un incidente de ESD y toman medidas correctivas?

No hay regulaciones de ESD emitidas por el gobierno a menos que le importe seguir los procedimientos militares o de la NASA, pero no obstante, ISO obligará a una planta de fabricación a trabajar e implementar procedimientos de ESD.

No, no puedes pagarle a la persona de ISO para que mire hacia otro lado. Ganan mucho dinero y, a menudo, son acompañados por un empleado principal o un aprendiz.

Una vez que la protección contra ESD impregna una planta de fabricación, una falla basada en ESD generalmente se puede remontar a alguien nuevo o que tiene un bajo nivel de inglés, por lo que se convierte en un problema de reentrenamiento o de documentación. ISO examina TODOS sus documentos para encontrar un documento raíz, en la base del árbol de documentos.

Este es un enlace a un documento de 3M en ESD y los detalles detallados: