Hogyan lehet kiküszöbölni a statikus elektromosság veszélyeit
A statikus elektromosság veszélyt jelent minden elektronikai termékre; hatékony megelőzése kiemelt prioritás az elektronikai iparban.
I. Az ESD veszélye a chipekre: A számítógépek áramköri lapokból és kártyákból állnak, amelyek többsége MOS technológiával készült; a bennük lévő áramkörök nagyon érzékenyek a nagy-feszültségű statikus elektromosságra. Amikor egy statikus töltést hordozó személy vagy tárgy megérinti ezeket az alkatrészeket, elektrosztatikus kisülés (ESD) lép fel. Amikor a nagyfeszültségű statikus elektromosság egy MOS-áramkörbe ütközik, a belső oxidréteg kilyukadhat vagy megsemmisülhet, ami az alkatrész azonnali meghibásodását vagy hibás működését okozhatja. Természetesen az ESD-nek kitett alkatrészek nem mindig hibáznak meg azonnal,{6}}ezért sokan alábecsülik a problémát. Valójában, tekintettel arra, hogy a statikus elektromosság mindenütt jelen van a mindennapi életben, a tapasztalat azt mutatja, hogy a statikus elektromosságnak legalább 3,5 kV-ot kell elérnie ahhoz, hogy érezhető legyen, legalább 4,5 kV-ot, hogy hallható legyen, és több mint 5 kV-ot ahhoz, hogy látható szikrák keletkezzenek (például egy pulóveren).
A közvetlen fizikai károsodáson túl az ESD „reteszelő-fel” effektust (más néven parazita tirisztoreffektust) válthat ki a MOS áramkörökben. Ez a belső áram hatalmas túlfeszültségét és a belső logikai funkciók meghibásodását eredményezi. Ha egy MOS áramkör ebbe a reteszelt állapotba kerül, addig zárva marad, amíg a tápegység csatlakoztatva van; a hosszan tartó reteszelés kiégetheti az áramkört vagy ronthatja a teljesítményét. Például, ha egy nyomtatókábel „forró -bedugózása” a számítógép meghibásodását okozza (például nem reagál az egérre vagy a nyomtató hibájára), akkor az azonnali megoldás a számítógép leállítása.
Ennek megoldására a nemzetközi szervezetek speciális szabványokat hoztak létre, amelyek az ESD-vel kapcsolatos elektromos hibákat{0}}az alábbiak szerint kategorizálják:
1. Működési ESD-hibák: Ezek akkor fordulnak elő, amikor egy statikus töltést hordozó felhasználó megérinti a számítógép külsejét,{1}}például a billentyűzetet, az egeret vagy a reset gombot. Ez olyan problémákhoz vezethet, mint a váratlan újraindítások, szünetek vagy a rendszer összeomlása. Kisebb esetekben a rendszer alaphelyzetbe állítása vagy a szoftver újratelepítése, míg súlyos esetekben hardvercserére lehet szükség.
2. Karbantartási ESD-hibák: Ezek akkor fordulnak elő, amikor a statikus töltést hordozó felhasználó megérinti a számítógép házában lévő vezető fémrészeket. Például a belső áramköri lapok vagy kártyák kézzel történő megérintése kiválthatja a fent említett hibákat. 3. ESD hibák karbantartás vagy javítás közben: Ha a számítógépet kezelő személy statikus töltést hordoz, és megérinti az alkatrészeket, például a CPU-t vagy az áramköri kártyákat, a keletkező ESD károsíthatja az alkatrészeket.
II. Intézkedések az ESD megszüntetésére
1. Megfelelő földelés: A modern számítógépek jellemzően földelő vezetéket tartalmaznak a váltakozó áramú tápbemenethez; ez a földvezeték két kis kondenzátoron keresztül kapcsolódik az éles és a semleges vezetékhez. A rossz földelés enyhe áramütést okozhat az érzékeny felhasználóknak, amikor megérinti a fémházat (110 V-os, de nagyon alacsony áramerősséggel). Mivel a chipek feszültségtűrése sokkal kisebb, mint 110 V, az összes számítógépes berendezés (például a rendszeregység, a nyomtató és a monitor) megfelelő földelésének elmulasztása olyan alkatrészek károsodásához vezethet, mint a nyomtatóportok és a grafikus kártyák. Úgy tűnik, hogy sok gyenge minőségű-elosztó három-tűs kialakítású, de nincs tényleges belső földelése; a felhasználóknak különösen óvatosnak kell lenniük a vásárlás során.
2. Csomagolás chipek és áramköri lapok szállításához: A gyártók általában előnyben részesítik az ESD-védelmet, és szállítás előtt antisztatikus tasakokat használnak a számítógép-alkatrészekhez. A jó szigetelő tulajdonságokkal rendelkező csomagolóanyagok -mint például a buborékfólia vagy a hungarocell- hajlamosak ESD-képződésre, és nem alkalmasak számítógép-alkatrészek csomagolására.
3. A személyzet statikus elektromosságának kezelése: A kezelőknek és a technikusoknak folyamatosan tisztában kell lenniük az ESD kockázataival, és lehetőség szerint kerülniük kell a belső áramköri lapok érintését. Ha a belső áramkörrel való érintkezés szükséges, földelő csuklópántot kell viselni.
4. A statikus elektromosság kezelése a munkahelyen: Ahol lehetséges, antisztatikus padlót kell felszerelni (megjegyzés: a szőnyegen sétálva könnyen nagy feszültségű statikus elektromosság keletkezhet, csakúgy, mint az alacsony beltéri páratartalom). Az ideális páratartalom 40-60%.
5. Chipek szerelése áramköri lapokra az ESD-ellenállás javítása érdekében: Az egyes chipek ESD-ellenállása alacsony, míg az áramköri lapokra való felszerelésük jelentősen növeli a rugalmasságukat. Ez az elv megmagyarázza, hogy a sérülékeny CMOS-chipeket miért szállítják gyakran úgy, hogy azok érintkezői rövidre vannak-zárva.