Aðferðir til að vernda PCB gegn ESD skemmdum

Hér munum við sanna að hliðrænir hlutar með stærri rúmfræði henta best til að vernda sviði forritanleg hliðarfylki (FPGA) með smærri rúmfræði þeirra.

Stór stálbygging, bílar, fjöll og jafnvel fólk getur lifað af alvöru eldingar í andrúmsloftinu. Menn geta líka búið til sínar eigin litlu eldingar (neista) og lifað af. Hins vegar, þegar þessir neistar ná IC, geta þeir valdið meiriháttar bilunum. Vernda þarf smára á nanóskala svo hægt sé að hlífa þeim jafnvel undir mannlegum neistaflugi.

Örgjörvar hafa verið að auka þéttleika stafrænna hálfleiðara í langan tíma. Framleiðslutækni hefur leitt til smærri og smærri smára. Árið 1971 var Intel® 4004 tölvuvinnslueiningin (CPU) kynnt með rúmfræðilegri stærð 10 µm. Á níunda og tíunda áratugnum gerði þetta ferli rúmmál hlutans minna en rúmmál bakteríanna. Árið 2012 var þéttleiki ICs 1,000 sinnum minni en tæknin árið 1971, og aðgerðir á flísinni voru minni en vírusar. Árið 2012 getur fólk keypt 28 nm-hæfan FPGA og 6,8 milljarða smárapakka og búist er við að þéttleikinn tvöfaldist á næstu árum. Litlir smári eru þétt pakkaðir saman og þurfa að starfa við lágspennu (venjulega 1 V og lægri) til að stjórna hitanum sem myndast.

Til að sjá í gegnum 28 nm skaltu fylgjast með núllinu: það er einn 2,8 milljarðasta úr metra (0.000000028). Láttu fjarlægðina milli San Francisco og New York borgar tákna einn metra (um 4000 km eða 2500 mílur). 28 sjómílur (einn af 36 milljón hlutum) er nú 0,11 metrar eða 4,4 tommur. Hversu mikið af eldingum þarf tæki af svo lítilli rúmfræðilegri stærð að skemma af eldingum? Hvernig á að vernda þessa nauðsynlegu og gagnlegu FPGA?

Einfalda svarið er að nota I/O tengitæki sem brúa stafræna og hliðræna heiminn. Rúmfræðilegar stærðir hliðrænna blönduðra merkja IC eru tiltölulega stórar (10 til 100 sinnum stærri en stafrænar samþættar rafrásir) og hafa hærri spennu (venjulega 20 V til 80 V eða hærri), sem gerir þá sterkari en stafrænir smára.