ESD-skydd

Många halvledare är känsliga för elektrostatiska urladdningar (ESD), vilket är det som vardagligt kallas statisk elektricitet. Uppladdning av statisk elektricitet kan uppstå när olika material rörs mot varandra. Urladdningen av spänningen sker sedan när man t.ex. tar i ett uppladdat material. Spänningen som uppstår och laddas ur kan vara flera tusen volt.

Även om det rör sig om lite energi så är de höga spänningarna skadliga för mycket elektronik. Komponenter som skadats av ESD går ofta inte sönder helt, utan bara delvis. De kanske fungerar, men med förändrade egenskaper och förkortad livslängd. Detta kan vara orsaken till ”oförklarliga fel” i elektronisk utrustning. Att hitta sådana otydliga fel i en färdigmonterad produkt tar mycket tid i anspråk – då är det bättre att man skyddar komponenterna från början. 

Vissa halvledare är känsligare än andra. Exempelvis ger Mosfet-tekniken väldigt känsliga grindar, och Mosfet-transistorer sitter i alla processorer och väldigt mycket annan elektronik. Den ökade miniatyriseringen gör också att elektroniken blir känsligare, helt enkelt eftersom halvledarmaterialen har mindre massa och blir sämre på att klara stötar. Även passiva komponenter som motstånd kan faktiskt skadas av ESD-urladdning, men det gäller framför allt de allra minsta ytmonterade motstånden.

Förutom komponenter kan även mätutrustning vara känslig för ESD. Detta gäller främst utrustning med högre bandbredd, t.ex. spektrumanalysatorer och signalgeneratorer med 50 Ohms in- eller utgångsimpedans. Att det är den dyraste utrustningen som är känsligast gör att ESD-skydd blir extra viktigt.

Det finns många olika produkter för att skydda elektronik från ESD. Skyddet krävs i alla led, från förvaring och transport till montering och reparation. Förvaring bör ske i lådor tillverkade av material som inte kan laddas upp, eller material som är avledande (laddar ur spänning). Mekaniskt skydd för transport ska ske i påsar som är skärmade så att urladdningar utanför påsen inte kan påverka innehållet inuti den, och t.ex. elektriskt ledande skum. 

På arbetsplatsen behövs ett avledande underlag, (vanligtvis en matta, men även material som stål används), samt ett ledande band om fot- eller handleden. Båda dessa måste anslutas till jord – det gör att arbetsytan och personen håller samma potential som jord, och det därför inte uppstår några urladdningar när personen tar på arbetsytan.