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Qu'est-ce que ESD (décharge électrostatique) ?

Phénomène de décharge brutale de l'électricité statique d'une personne ou d'un objet chargé. Appliquée aux broches d'un CI, elle peut détruire notamment l'oxyde de grille ; les entrées-sorties sont donc munies de circuits de protection.

Nom japonais: ESD(静電気放電)

« ESD (décharge électrostatique) » apparaît dans 12 questions d'entraînement réparties sur 7 thèmes, dont Fiabilité, Salles blanches et équipements, Semi-conducteurs automobiles et sécurité fonctionnelle.

Domaine: Fiabilité

S'entraîner : questions sur ESD (décharge électrostatique)

Quel est le rôle principal des diodes de protection ESD connectées aux broches d'entrée-sortie d'un CI ?

  1. ADériver vers l'alimentation ou la masse les surtensions comme l'électricité statique, afin de protéger les circuits internes
  2. BAugmenter la capacité de la broche pour accélérer le signal
  3. CAmplifier le signal
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Réponse : A. Dériver vers l'alimentation ou la masse les surtensions comme l'électricité statique, afin de protéger les circuits internes

Les décharges électrostatiques (ESD) provenant du corps humain ou d'équipements atteignent plusieurs milliers de volts, alors qu'un isolant de grille de quelques nm d'épaisseur claque à quelques volts. Des diodes placées entre les broches d'entrée-sortie et l'alimentation ou la masse conduisent en cas de surtension et évacuent le courant, protégeant les circuits internes. Une tenue d'environ 2 kV en modèle du corps humain (HBM) est un objectif courant pour les CI. La capacité des éléments de protection dégradant les signaux rapides, elle est réduite à la conception pour les E/S rapides.

Quelle différence entre l'essai ESD d'un CI en tant que composant (HBM ou CDM) et l'essai ESD au niveau système réalisé sur l'équipement automobile fini est correcte ?

  1. ALes deux essais ont les mêmes conditions ; si le CI réussit l'essai au niveau composant, il n'est pas nécessaire d'ajouter des composants de protection sur la carte de l'équipement
  2. BL'essai au niveau composant suppose la manipulation en fabrication et en assemblage, tandis que l'essai au niveau système suppose notamment le contact d'une personne en cours d'utilisation, avec une énergie de décharge bien plus élevée
  3. CL'essai au niveau système ayant une énergie de décharge faible, il est toujours plus facile à réussir que l'essai au niveau composant
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Réponse : B. L'essai au niveau composant suppose la manipulation en fabrication et en assemblage, tandis que l'essai au niveau système suppose notamment le contact d'une personne en cours d'utilisation, avec une énergie de décharge bien plus élevée

Le HBM et le CDM sont des essais qui supposent l'électricité statique rencontrée lors de la manipulation des CI dans une usine maîtrisée ; pour le HBM, une tenue d'environ 2 kV, par exemple, est une référence courante. En revanche, l'essai au niveau système, qui suppose par exemple la décharge d'une personne touchant une portière ou un interrupteur, utilise des tensions élevées allant de quelques kV à plus de 10 kV (jusqu'à environ 25 kV en décharge dans l'air), avec une énergie de décharge bien plus grande. Les circuits de protection internes au CI ne suffisent souvent pas ; on ajoute donc sur la carte des composants de protection comme des diodes TVS sur les broches reliées à l'extérieur.

« ESD (décharge électrostatique) » dans les explications

Questions mentionnant « ESD (décharge électrostatique) » (12)

  1. Quel est le rôle principal des diodes de protection ESD connectées aux broches d'entrée-sortie d'un CI ?
  2. Quelle différence entre l'essai ESD d'un CI en tant que composant (HBM ou CDM) et l'essai ESD au niveau système réalisé sur l'équipement automobile fini est correcte ?
  3. Que place-t-on sur les broches d'entrée-sortie d'un LSI comme mesure contre les ESD (décharges électrostatiques) ?
  4. Parmi les modèles d'essai de tenue aux ESD (décharges électrostatiques), quelle combinaison de noms désigne correctement « la décharge lorsqu'une personne chargée touche une broche du CI » et « la décharge lorsque le CI lui-même est chargé et que sa broche touche un métal » ?
  5. Une fiche technique indique « Tenue ESD : HBM ±2 kV, CDM ±500 V ». Quelle interprétation de ces valeurs est correcte ?
  6. Quelle destruction peut survenir si l’on applique entre grille et source d’un MOSFET une tension dépassant largement la valeur nominale ?
  7. Pourquoi exige-t-on que l'essai de latch-up des CI automobiles soit réalisé non seulement à température ambiante, mais aussi à la température maximale de fonctionnement du produit ?
  8. Quelle norme est largement utilisée comme référence pour les essais de fiabilité des circuits intégrés automobiles ?
  9. Dans une salle blanche, quel terme désigne les contaminants gazeux (acides, bases, composés organiques, etc.), et non particulaires ?
  10. Quelle est l'une des raisons de ne pas laisser l'humidité d'une salle blanche descendre trop bas ?
  11. Quelle est la principale raison d'utiliser des matériaux conducteurs (dissipant l'électricité statique) pour les sols et plans de travail des salles blanches ?
  12. Dans la manipulation de l'alcool isopropylique (IPA) utilisé pour le séchage et le nettoyage des plaquettes, à quelle propriété faut-il particulièrement prendre garde ?

Termes associés

HBM TDDB (claquage diélectrique dépendant du temps) Contact Latch-up Stiction (adhérence) NBTI HAST (essai de stress hautement accéléré) MOSFET de puissance CMOS Gain en courant (hFE)

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