Generasi dan Bahaya ESD
Pelepasan Listrik Statis (ESD) terjadi ketika dua benda bertabrakan atau terpisah. ESD adalah perpindahan muatan statis dari satu benda ke benda lain antara dua benda yang mempunyai potensial berbeda, mirip dengan sambaran petir kecil. Besaran dan lamanya debit bergantung pada berbagai faktor, antara lain jenis benda dan lingkungan sekitar. Jika ESD memiliki energi yang cukup tinggi, maka dapat merusak perangkat semikonduktor. ESD dapat terjadi kapan saja, seperti saat mencolokkan atau mencabut kabel, saat seseorang menyentuh port I/O suatu perangkat, saat benda bermuatan menyentuh perangkat semikonduktor, saat perangkat semikonduktor menyentuh tanah, atau saat medan elektrostatis dan interferensi elektromagnetik dihasilkan, yang mengakibatkan tegangan cukup tinggi yang memicu ESD.
ESD secara garis besar dapat dikategorikan menjadi tiga jenis: ESD yang disebabkan oleh berbagai mesin, ESD yang disebabkan oleh perpindahan furnitur atau peralatan, dan ESD yang disebabkan oleh kontak manusia atau pergerakan peralatan. Ketiga jenis ESD ini sangat penting untuk produksi perangkat semikonduktor dan produk elektronik. Produk elektronik paling rentan terhadap kerusakan akibat ESD jenis ketiga saat digunakan, dan produk elektronik portabel sangat rentan terhadap ESD yang disebabkan oleh kontak manusia. ESD biasanya merusak perangkat antarmuka yang terhubung. Alternatifnya, perangkat yang terkena ESD mungkin tidak langsung rusak namun mengalami penurunan kinerja, yang menyebabkan kegagalan produk prematur. Ketika sirkuit terpadu (IC) dikenai ESD, resistansi rangkaian pelepasan biasanya sangat rendah, sehingga tidak mampu membatasi arus pelepasan. Misalnya, ketika kabel bermuatan statis-dicolokkan ke antarmuka rangkaian, resistansi rangkaian pelepasan hampir nol, sehingga menghasilkan lonjakan arus pelepasan sesaat hingga puluhan ampere. Arus besar seketika yang mengalir ke pin IC yang sesuai dapat merusak IC secara parah; panas lokal bahkan dapat melelehkan cetakan silikon.
Kerusakan ESD pada IC umumnya juga mencakup terbakarnya sambungan logam internal, kerusakan pada lapisan pasivasi, dan terbakarnya sel transistor. ESD juga dapat menyebabkan IC macet-. Efek ini mirip dengan yang ada di dalam perangkat CMOS, di mana unit struktural thyristor diaktifkan. Tegangan tinggi dapat mengaktifkan struktur ini, membentuk jalur arus yang besar, biasanya dari VCC ke ground. Arus kait perangkat antarmuka serial bisa mencapai 1 ampere. Arus pengait akan tetap ada sampai perangkat tidak diberi energi. Namun pada saat itu, IC biasanya sudah terbakar karena terlalu panas. Ada dua masalah yang mungkin muncul setelah dampak ESD yang tidak mudah dideteksi. Masalah ini biasanya tidak terdeteksi oleh pengguna umum dan organisasi pengujian IEC yang menggunakan metode umpan balik dan penyisipan loop tradisional.