Mess-Phänomene deuten auf hochfrequente Effekte
Neue Aspekte zur ESD-Störfestigkeit
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die feldgebundene Einkopplung in ICs erhält steigende Bedeutung
Mikroelektronik-Bauelemente werden heute zusätzlich zur leitungsgebundenen Einkopplung in die Pins auch durch elektrische oder magnetische Felder beeinflusst. Bild 5 zeigt praktische Simulationen derartiger Einwirkungen, die mit einer ESD-Pistole erzeugt werden können.
Bild 6 zeigt als weitere interessante Beobachtung die elektrische Feldstärke, die ESD-Generatoren über ihr Gehäuse selbst erzeugen können. Die Messung der Feldstärke erfolgt an der Oberfläche einer GND-Platte unterhalb des ESD-Generators. Höhe und Verlauf sind neben dem Messort vom Typ des ESD-Generators abhängig. Bei Speisung mit 4 kV werden Werte um 1 bis 2 kV/cm erreicht. Die Werte sind in Verlauf und Spitzenwerten stark vom Messort unter dem Generator und von seiner Drehung und Neigung abhängig. Wesentlich höhere Feldstärkewerte (über 10 kV/cm) werden bei Einkopplung in benachbarte Metallteile erreicht. Das können Steckergehäuse oder Kühlkörper sein.
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Die Feld-Störfestigkeit von ICs kann mit speziellen Generatoren vermessen werden. Der Prüfimpuls 0,2 / 5 ns ist dabei aus dem hochfrequenten Einschwingvorgang der ESD-Generatoren (nach EN 61000-4) abgeleitet [2].
Die Pulsstörfestigkeit von ICs lässt sich mit der Anordnung nach Bild 7 relativ einfach messen. Die Schwierigkeit der Realisierung der leitungsgeführten Einkopplung in IC-Pins vor allem bei ICs mit sehr vielen Pins besteht nicht. In Bild 8 sind die Messergebnisse von verschiedenen Messungen an Mikrocontrollern dargestellt.
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