فیلتر های الکترونیکی کاربردی
SMD فیلتر ESD یا (SMD filter ESD) ساختار ، کاربرد و تِست (فیلتر اِلکترواستاتیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : پدیده تخلیه الکترواستاتیک یا به عبارتی دیگر ESD که از کوتاه شده عبارت Electrostatic Discharge تشکیل شده است به طور کلی به انتقال پیوسته و بسیار سریع بار های ایستای الکتریکی در بین دو جسم گفته می شود که اغلب در هنگام نزدیکی و یا تماس دو سطح میزبان پتانسیل های مختلف با یکدیگر رخ داده و برای مدت زمان محدودی و تنها یک مرتبه به وقوع می پیوندد.
تمامی ESD ها در مدار قبل ازic و مدارات مجتمع و برای محافظت از تخلیه بار الکترونیکی بر روی ic به کار میروند.رویداد فوق که در قالب اصلی ترین دلایل بروز خرابی های مکرر در تراشه های نیمه هادی طبقه بندی می گردد از عوامل گوناگونی نشأت می گیرد که تولید نوعی میدان الکترواستاتیک قوی در ما بین دو جسم در فاصله نزدیک به یکدیگر (بدون تماس فیزیکی) از جمله این موارد به شمار می رود.بدن انسان بر طبق ساختار خود و فعالیت سیستم عصبی و برخی از اندام های داخلی از خاصیت ذاتی ویژه‌ای در هدایت و انتقال جریان الکتریکی برخوردار می باشد. حتماً شما نیز آزمایش های بسیار ساده کتاب علوم دوران دبستان در خصوص باردار نمودن یک خط کش و یا شانه و سپس جذب تکه های کاغذ توسط آن در هنگام نزدیکی به یکدیگر را به خاطر دارید. طرح غیر پیچیده فوق که علم بسیار ساده ای را نیز در پس پرده خود نهفته دارد به صورت کلی شالوده اصلی تولید پدیده تخلیه الکترواستاتیک و اطلاعات جسته و گریخته موجود در پیرامون آن را تشکیل می دهد.
هنگامی که بدن انسان در نتیجه انجام فعالیت های حرکتی مختلفی نظیر حرکت بر روی فرش، مالش تقریباً سریع دو دست بر روی یکدیگر و … دست خوش تولید بار های الکتریکی قرار می گیرد، پدیده اثر برق مالشی در قالب آن پدیدار می گردد. بارهای الکتریکی فوق که اغلب از جنس الکترون می باشند بر روی بدن انسان باقی مانده و پتانسیل سطح پوست را نسبت به دیگر اجسام مجاور در اطراف منفی تر می نمایند (به دلیل بار منفی الکترون). اگر به خاطر داشته باشید پیشتر گفته شد که رویداد تخلیه الکترواستاتیک در نتیجه نزدیکی دو جسم دربردارنده پتانسیل های مختلف با یکدیگر رخ می دهد، بر همین اساس بدن انسان اکنون از بار منفی بیشتری نسبت به اجسام دیگر برخوردار بوده و هنگامی که بخشی از اندام (به عنوان مثال دست) در تماس با سطح دیگری قرار می گیرد (به‌عنوان مثال دستگیره در و دست شخص دیگری)، اختلاف پتانسیل موجود در بین دو جسم سبب حرکت بسیار سریع الکترون ها از بدن انسان به سمت سطح دیگر و بروز پدیده ESD می گردد. این مهم از استاندارد ثابتی برخوردار نبوده و حرکت بار های مثبت و منفی در بین سطوح مختلف کاملاً امکان پذیر می باشد، لذا دست شخص که در ابتدا حامل بار های منفی بوده است اکنون الکترون های خود را از دست داده و پتانسیلی مثبت به خود گرفته و دستگیره در عکس این مهم را میزبان می باشد، بر همین اساس حرکت یک باره الکترون ها از بدن انسان به سمت جسم دیگر سبب بروز پدیده ای لحظه ای و افزایش ناگهانی میزان ولتاژ و جریان می شود که شدت آن در سخت افزار های الکترونیکی ظریف و حساس آسیب های جدی و جبران ناپذیری را با خود به ارمغان می آورد.
مزایای ESD در جلوگیری از آسیب ها و خرابی ها(بورد الکترونیکی)
همان طور که مستحضر هستید بسیاری از سخت افزارهای رایانه ای نظیر کارت گرافیک، مادربرد، دیسک سخت و به‌صورت کلی وسایل و دستگاه های دربردارنده مدارات الکترونیکی از ترکیب انواع و اقسام اِلمان های مختلف مانند مقاومت، خازن و … تشکیل شده اند. بسیاری از تراشه های نیمه هادی نظیر میکروکنترلر ها، مدارات مجتمع و … بر پایه منطق های استاندارد و از پیش تعیین شده ای همانند ترانزیستور – ترانزیستور (TTL)، مقاومت – ترانزیستور (RTL)، ترانزیستور های مکمل اکسید فلزی نیمه رسانا (CMOS) و … طراحی و توسعه یافته اند. این دسته از قطعات اغلب در سطوح ولتاژی محدود و به‌خصوصی نظیر 3.5 تا 5 ولت (برای منطق CMOS) و … به فعالیت پرداخته و خروج اختلاف پتانسیل الکتریکی به خارج از این محدوده منجر به خاموش گشتن و یا آسیب به مدارات داخلی IC می شود.
نحوه تست SMD فیلتر ESD :
بهترین عملکرد بر روی ESD معیوب تعویض آن میباشد ، افزایش نویز و قطعی مسیر مدار از نشانه های ESD معیوب در مدار های الکترونیکی SMD میباشد. امکان ریبال و شابلون زنی این قطعه نیز وجود دارد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک