هل ساكنة الكهرباء الأضرار لا تزال مشكلة ضخمة مع الالكترونيات؟

لقد سمعنا جميعا التحذيرات للتأكد من أننا على أرض الواقع بشكل صحيح عند العمل على أجهزتنا الإلكترونية، ولكن التقدم في التكنولوجيا يقلل من مشكلة تلف الكهرباء الساكنة أو أنها لا تزال سائدة كما كان من قبل؟لدى سوبيروسر Q & أمب؛ A اليوم إجابة شاملة على سؤال القارئ الغريب.

سؤال اليوم & أمب؛تأتي جلسة الجواب إلينا من باب المجاملة، وهو قسم فرعي من "ستاك إكسهانج"، وهو عبارة عن مجموعة من المواقع على شبكة الإنترنت.

صورة مجاملة من جاريد تاربيل( فليكر).

السؤال

قارئ المستخدم الفائق ريكو يريد أن يعرف ما إذا كان الضرر الكهرباء الساكنة لا تزال مشكلة كبيرة مع الالكترونيات الآن:

لقد سمعت أن الكهرباء الساكنة كانت مشكلة كبيرة قبل بضعة عقود.هل لا تزال مشكلة كبيرة الآن؟وأعتقد أنه من النادر أن "يقلى" شخص مكون الكمبيوتر الآن.

هل تلف الكهرباء الساكنة لا يزال مشكلة كبيرة مع الالكترونيات الآن؟

الجواب

سوبيروسر المساهم أرغونوتس لديه الجواب بالنسبة لنا:

في هذه الصناعة، ويشار إلى التفريغ الكهربائي الساكنة( إسد) وأكثر بكثير من مشكلة الآن مما كان عليه من أي وقت مضى.على الرغم من التخفيف من حدتها إلى حد ما من خلال اعتماد واسع نسبيا على نطاق واسع للسياسات والإجراءات التي تساعد على تقليل احتمالية وقوع الضرر بالتنمية المستدامة المستدامة للمنتجات.بغض النظر، تأثيره على صناعة الإلكترونيات أكبر من العديد من الصناعات الأخرى بأكملها.

بل هو أيضا موضوع ضخم من الدراسة ومعقدة جدا، لذلك أنا سوف مجرد لمس على بضع نقاط.إذا كنت مهتما، وهناك العديد من المصادر الحرة والمواد والمواقع الإلكترونية المخصصة لهذا الموضوع.كثير من الناس تكرس حياتهم المهنية لهذا المجال.المنتجات التي تضررت من قبل إسد لها تأثير حقيقي جدا وكبير جدا على جميع الشركات العاملة في مجال الالكترونيات، سواء كان ذلك كشركة مصنعة، مصمم، أو "المستهلك"، ومثل أشياء كثيرة التعامل معها في صناعة، يتم تمرير تكاليفها إلىلنا.

من جمعية البيئة والتنمية المستدامة:

نظرا لأن الأجهزة وحجم ملامحها تصبح أصغر حجما، فإنها تصبح أكثر عرضة للتلف من قبل إسد، الأمر الذي يجعل من المنطقي بعد قليل من التفكير.إن القوة الميكانيكية للمواد المستخدمة في صناعة الإلكترونيات تنخفض بشكل عام مع تقلص حجمها، وكذلك قدرة المادة على مقاومة التغيرات السريعة في درجة الحرارة، والتي يشار إليها عادة بالكتلة الحرارية( كما هو الحال في الأجسام الكلية).حوالي عام 2003، كانت أصغر أحجام ميزة في نطاق 180 نانومتر والآن نحن تقترب بسرعة 10 نانومتر.

حدث إسد قبل 20 عاما كان يمكن أن يكون غير ضار يمكن أن يدمر الالكترونيات الحديثة.على الترانزستورات، المواد البوابة غالبا ما تكون الضحية، ولكن غيرها من العناصر الحالية الحالية يمكن تبخيرها أو ذاب كذلك.لحام على دبابيس إيك( سطح جبل يعادل مثل صفيف شبكة الكرة هي أكثر شيوعا بكثير في هذه الأيام) على ثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكن ذاب، والسيليكون نفسه لديه بعض الخصائص الحرجة( وخاصة قيمة عازلته) التي يمكن تغييرها عن طريق الحرارة العالية.تؤخذ تماما، فإنه يمكن تغيير الدائرة من شبه موصل إلى موصل دائما، الذي ينتهي عادة مع شرارة ورائحة سيئة عندما يتم تشغيل رقاقة على.

تعتبر أحجام الميزات الأصغر إيجابية تماما تقريبا من معظم مقاييس المقاييس؛مثل سرعات التشغيل / الساعة التي يمكن دعمها، واستهلاك الطاقة، وإقران توليد الحرارة بإحكام، وما إلى ذلك، ولكن الحساسية للضرر من ما يمكن اعتباره على خلاف ذلك كميات تافهة من الطاقة أيضا يزيد بشكل كبير مع تناقص حجم الميزة.

يتم تضمين حماية البيئة والتنمية المستدامة في العديد من الالكترونيات اليوم، ولكن إذا كان لديك 500 مليار الترانزستورات في الدوائر المتكاملة، فإنه ليس مشكلة قابلة لتحديد المسار الذي سوف تفريغ ثابت مع 100 في المئة اليقين.

جسم الإنسان في بعض الأحيان على غرار( جسم الإنسان نموذج؛ ه) وجود 100 إلى 250 بيكوفارادس من السعة.في هذا النموذج، يمكن للجهد الحصول على ارتفاع( اعتمادا على المصدر) كما 25 كيلو فولت( على الرغم من أن بعض المطالبة فقط تصل إلى 3 كيلو فولت).وباستخدام الأعداد الأكبر، سيكون لدى الشخص "تهمة" طاقة تبلغ حوالي 150 مليجول.والشخص "المشحون" بالكامل لن يكون عادة على دراية به، وأنه يحصل تصريفها في جزء من الثانية من خلال أول مسار الأرض المتاحة، في كثير من الأحيان جهاز إلكتروني.

لاحظ أن هذه الأرقام تفترض أن الشخص لا يرتدي الملابس القادرة على تحمل رسوم إضافية، وهذا هو الحال عادة.هناك نماذج مختلفة لحساب المخاطر إسد ومستويات الطاقة، ويحصل على مربكة إلى حد ما بسرعة جدا لأنها تبدو متناقضة مع بعضها البعض في بعض الحالات.هنا رابط إلى مناقشة ممتازة للعديد من المعايير والنماذج.

بغض النظر عن الطريقة المحددة المستخدمة لحساب ذلك، فإنه ليس، وبالتأكيد لا يبدو مثل الكثير من الطاقة، ولكنها أكثر من كافية لتدمير الترانزستور الحديثة.بالنسبة للسياق، فإن جول واحد من الطاقة يعادل( وفقا لويكيبيديا) للطاقة اللازمة لرفع الطماطم متوسطة الحجم( 100 غرام) متر واحد عموديا من سطح الأرض.

هذا يقع على الجانب "أسوأ سيناريو" من حدث البيئة والتنمية المستدامة البشري فقط، حيث يحمل الإنسان تهمة وتصريفه في جهاز عرضة.يحدث الجهد العالي من كمية منخفضة نسبيا من التهمة عندما يكون الشخص ضعيفا جدا.عامل رئيسي في ما وكم يحصل تلف هو في الواقع التهمة أو الجهد، ولكن التيار، والتي في هذا السياق يمكن أن ينظر إليه على النحو الذي انخفاض مقاومة مسار الجهاز الإلكتروني إلى الأرض هو.

عادة ما يكون األشخاص الذين يعملون في مجال اإللكترونيات مرتكزين على أحزمة المعصم و / أو أشرطة التأريض على أقدامهم.فهي ليست "شورت" للتأريض.المقاومة هي الحجم لمنع العمال من العمل كما قضبان البرق( بسهولة الحصول الكهربائي).عصابات المعصم هي عادة في نطاق 1M أوم، ولكن هذا لا يزال يسمح للتفريغ السريع من أي الطاقة المتراكمة.يتم عزل العناصر الساكنة والمعزولة مع أي مواد أخرى لتوليد أو تخزين الشحنة من مناطق العمل، مثل أشياء البوليسترين، والتفاف الفقاعة، والأكواب البلاستيكية.

هناك عدد لا يحصى من المواد والحالات الأخرى التي يمكن أن تؤدي إلى الضرر إسد( من كل من الاختلافات النسبية الإيجابية والسلبية الشحنة) إلى جهاز حيث الجسم البشري نفسه لا يحمل تهمة "داخليا"، ولكن يسهل فقط حركتها.مثال على مستوى الكرتون سوف يرتدي سترة من الصوف والجوارب بينما يمشي عبر السجاد، ثم التقاط أو لمس كائن معدني.هذا يخلق كمية أعلى بكثير من الطاقة من الجسم نفسه يمكن تخزين.

نقطة أخيرة على مدى الطاقة القليلة التي تحتاجها لتلف الالكترونيات الحديثة.A الترانزستور 10 نانومتر( ليس شائعا بعد، ولكن سيكون في العامين المقبلين) لديه سمك البوابة أقل من 6 نانومتر، الذي يقترب من ما يسمونه أحادي الطبقة( طبقة واحدة من الذرات).

هو موضوع معقد جدا، ومقدار الضرر حدث إسد يمكن أن يسبب إلى جهاز من الصعب التنبؤ بسبب العدد الكبير من المتغيرات، بما في ذلك سرعة التفريغ( كم المقاومة هناك بين التهمة والأرض)، وعدد من المسارات إلى الأرض من خلال الجهاز والرطوبة ودرجات الحرارة المحيطة، وغيرها الكثير.كل هذه المتغيرات يمكن توصيلها بمختلف المعادلات التي يمكن أن تكون نموذجا للتأثير، لكنها ليست دقيقة بشكل رهيب في التنبؤ الضرر الفعلي بعد، ولكن أفضل في تأطير الضرر المحتمل من الحدث.

في كثير من الحالات، وهذا هو صناعة محددة جدا( التفكير الطبي أو الفضاء)، حدث فشل كارثي الناجم عن إسد هو نتيجة أفضل بكثير من الحدث إسد التي تمر من خلال التصنيع واختبار دون أن يلاحظها أحد.يمكن للأحداث إسد دون أن يلاحظها أحد أن تخلق عيبا طفيفة جدا، أو ربما تفاقم قليلا الخلل الكامنة الموجودة مسبقا وغير المكتشفة، والتي في كل من السيناريوهات يمكن أن تزداد سوءا مع مرور الوقت بسبب أحداث إسد طفيفة إضافية أو مجرد الاستخدام المنتظم.

في نهاية المطاف يؤدي إلى فشل كارثي وقبل الأوان من الجهاز في إطار زمني تقصير مصطنع لا يمكن التنبؤ بها من قبل نماذج الموثوقية( التي هي أساس جداول الصيانة والاستبدال).وبسبب هذا الخطر، ومن السهل أن نفكر في الحالات الرهيبة( المعالج الدقيق أو أجهزة التحكم في الطيران، على سبيل المثال)، والخروج بطرق لاختبار ونموذج العيوب الناجمة عن التنمية المستدامة إسنت الكامنة هو مجال رئيسي من البحوث في الوقت الراهن.

بالنسبة للمستهلك الذي لا يعمل أو يعرف الكثير عن تصنيع الإلكترونيات، قد لا يبدو أنه مشكلة.وبحلول الوقت الذي يتم فيه تجميع معظم الإلكترونيات للبيع، هناك العديد من الضمانات في مكان من شأنها أن تمنع معظم الضرر إسد.إن المكونات الحساسة لا يمكن الوصول إليها من الناحية المادية، كما أن المسارات الأكثر ملاءمة للأرض متوفرة( أي أن هيكل الحاسوب مرتبط بأرضية، ومن المؤكد أن تفريغ إسد يؤدي إلى تلف وحدة المعالجة المركزية داخل الحالة، ولكن بدلا من ذلك،الأرض عن طريق مصدر الطاقة ومصدر التيار الكهربائي الجدار).وبدلا من ذلك، لا يمكن وجود مسارات حمل حالية معقولة؛العديد من الهواتف النقالة لديها الخارجيات غير موصل ويكون لها فقط مسار أرضي عندما اتهم.

للسجل، يجب أن أذهب من خلال التدريب إسد كل ثلاثة أشهر، لذلك أنا يمكن أن تستمر فقط.ولكن أعتقد أن هذا ينبغي أن يكون كافيا للرد على سؤالك.وأعتقد أن كل شيء في هذه الإجابة أن تكون دقيقة، ولكن أود أن ننصح بقوة القراءة على ذلك مباشرة للحصول على أفضل التعرف على هذه الظاهرة إذا لم أكن قد دمرت فضولك للخير.

هناك شيء واحد يجده الناس بديهية وهو أن الأكياس التي تشاهدها في كثير من الأحيان للإلكترونيات المخزنة وشحنها في( الأكياس المضادة للساكنة) موصلة أيضا.مكافحة ساكنة يعني أن المواد لن تجمع أي تهمة ذات مغزى من التفاعل مع المواد الأخرى.ولكن في عالم التعليم من أجل التنمية املستدامة، من املهم أيضا) إلى أقصى حد ممكن( أن كل شيء له نفس مرجع الجهد األرضي.

يتم حفظ أسطح العمل( حصير إسد) وأكياس إسد والمواد الأخرى عادة إلى أرضية مشتركة إما عن طريق عدم وجود مواد معزولة بينها أو بشكل أكثر صراحة من خلال أسلاك مقاومة منخفضة للأسفل بين جميع مقاعد العمل.الموصلات للعصابات المعصم العمال، والأرض، وبعض المعدات.هناك قضايا السلامة هنا.إذا كنت تعمل حول المتفجرات العالية والإلكترونيات، قد تكون مرتبطة معصمك الفرقة مباشرة إلى الأرض بدلا من 1M أوم المقاوم.إذا كنت تعمل حول الجهد العالي جدا، وكنت لا الأرض نفسك على الإطلاق.

هنا اقتباس عن تكاليف التعليم من أجل التنمية المستدامة من سيسكو، والتي قد تكون متحفظة بعض الشيء، حيث أن الأضرار الجانبية الناجمة عن الإخفاقات الميدانية في سيسكو عادة لا تؤدي إلى فقدان الأرواح، مما يمكن أن يزيد من 100x المشار إليه بأوامرالحجم:

هل لديك شيء لإضافة إلى التفسير؟الصوت قبالة في التعليقات.هل ترغب في قراءة المزيد من الإجابات من مستخدمي إكساك إكسهانج؟تحقق من موضوع المناقشة الكامل هنا.