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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
COMPONENTS
ESD
ESD, il nemico più acerrimo
dei dispositivi consumer
S
e l’aria circostante è parti-
colarmente secca perché fa
molto caldo o molto freddo,
quando si scende dalla propria au-
tovettura si potrebbe prendere una
scossa toccando la porta metallica.
Questa esperienza potrebbe essere
solo un inconveniente, ma è chiara-
mente immaginabile cosa potrebbe
provocare una scossa di questo tipo
ad apparecchi elettronici sensibili. È
mai capitato di prendere in mano il
telefono smart o PC tablet e accor-
gersi che alcuni tasti o porte di dati
non funzionano? Questo inconve-
niente potrebbe essere il risultato
di quella scossa che è entrata nel dispositivo e ha “aggira-
to” il suo circuito di protezione. Gli eventi ESD potrebbero
risultare così gravi da far “bruciare” il telefonino ma se la
tastiera o i pulsanti improvvisamente smettono di funziona-
re, probabilmente sono già stati colpiti da un evento ESD. È
ugualmente probabile che se una porta di interfaccia (per
es. USB, Ethernet) non funziona più quando è connessa ad
altri dispositivi, la causa scatenante sia una scarica elettro-
statica.
Migliaia di volte al giorno
La sorgente di questi eventi ESD può essere imputata a un
fenomeno noto come carica triboelettrica. Questo tipo di ca-
rica si verifica quando due materiali che sono in contatto
vengono separati velocemente. Gli elettroni sono trasferiti
fra i due materiali, lasciandone uno con una carica positiva
e l’altro con una carica negativa. L’ampiezza di questa cari-
ca prima del verificarsi di un evento ESD dipende da diversi
fattori: l’area delle superfici a contatto, velocità di separa-
zione, umidità relativa, chimica dei due materiali e così via.
Gli eventi ESD si verificano migliaia di volte al giorno ma la
maggior parte di essi non viene nemmeno notata, a meno
che la scarica sia sufficientemente severa da causare una
lieve e breve irritazione (come per esempio nel caso si cam-
mini a lungo su un tappeto e successivamente si impugni la
maniglia di porta). Le cariche generate possono andare da
alcune centinaia di volt ad alcune decine di migliaia di volt.
Alcuni esempi di valori ESD sono descritti nella tabella 1.
L’esposizione ai fenomeni ESD è un problema reale nelle so-
fisticate apparecchiature odierne, a causa del costante rim-
picciolimento dei chipset presenti sulla scheda, conseguen-
za dell’uso di geometrie di processo via via più ridotte. In un
settore molto sensibile ai costi, le strutture ESD sono diven-
tate troppo grandi e costose per essere incluse nel package
dell’integrato. Questo ha spinto i fornitori di IC a rimuovere,
o se non altro a ridurre drasticamente, la protezione interna
contro le scariche ESD dai loro prodotti. Una volta che que-
sti IC sono installati in prodotti di consumo. Questi possono
Phillip Havens
Principal engineer
Littelfuse
Chad Marak
Director of technical marketing
and TVS Diode array products
Semiconductor business unit
Littelfuse
Alcune considerazioni che devono fare i progettisti
per proteggere correttamente i prodotti consumer
di uso quotidiano
Fig. 1 – Collaudo ESD
