ESD-Simulationsmodelle

Elektrostatische Entladungen (electrostatic discharge) erfolgen durch galvanischen Kontakt oder Funkenüberschlag; sie werden üblich durch ESD-Entladungsmodelle beschrieben:

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HBM - Human Body Model Ältestes Modell, Entladungen über menschlichen Körper, < 40k Volt dieser hat typische Kapazität von ca. 100pF...300pF und R ~ 1500 Ohm, bei Aufladung auf z.B. 10 k Volt werden 10 mJ als Energie gespeichert und Ladung beträgt 2 µC Anstiegszeit der Entladungs-Flanke im ns-Bereich , Stromspitzen bis 20 Ampere bei Fingerspitzenentladung, bis über 30 Ampere bei Metallspitze in der Hand!) Dabei treten sehr hohe Streubreiten auf. In der EMV-Prüftechnik wird deshalb ein „Normimpuls“ nach IEC-801-2 definiert und mit „ESD Prüfpistolen“ erzeugt.

MM - Machine Model Entladungen einer Maschine oder eines Transportwagens gegen ein Bauelement. Da der Entladewiderstand mit nur einigen Ohm erheblich kleiner ist als beim HBM , ergibt sich eine sehr steile Entladeflanke (< 1 ns) sowie ggf. eine bedämpfte Schwingung mit sehr hoher Frequenz. Das Bauelement wird allerdings wegen der Oszillation mehrere Male belastet.

CDM - Charge Device Model Entladungen eines aufgeladenen Bauelementes - z.B. bei Bestückungsvorgängen - gegen leitende Teile. Die extrem schnellen Entladungen nach dem CDM-Modell werden zunehmend kritischer. Die in vielen IC eingebauten Schutzschaltungen können bei Entladungen nach dem CDM-Modell aus Trägheitsgründen meist nicht mehr reagieren!

FIM - Field Induced Model Ladungstrennung im Bauteil durch äußeres elektrisches Feld, bei Kontakt mit geerdetem Teil (Maschine) erfolgt sehr schneller partieller Ladungsausgleich.

Weblinks

• http://www.esda.org/basics/part5.cfm