28Aug
Сви смо чули упозорења како бисмо били сигурни да смо правилно уземљени када радимо на нашим електронским уређајима, али да ли напредак у технологији смањује проблем оштећења статичког електрицитета или је и даље превладао као раније?Данашњи СуперУсер К & амп; Пост има свеобухватан одговор на радозналост читаоца.
Питање дана & амп;Сесија одговора долази нам захваљујући СуперУсер-у подскупу Стацк Екцханге-а, групације К & ама;
Фотографије од Јаред Тарбелл( Флицкр).
Питање
СуперУсер читач Рицку жели да зна да ли је оштећење од статичког електрицитета и даље велики проблем са електроником сада:
Чуо сам да је статички електрицитет био велики проблем пре пар деценија.Да ли је и даље велики проблем сада?Верујем да је ретко да особа сада "прља" компјутерску компоненту.
Да ли је оштећење статичког електрицитета и даље велики проблем са електроником?
Одзив
СуперУсер допринос Аргонаути има одговор за нас:
У индустрији се назива електро статичко пражњење( ЕСД) и сада је много више проблем него што је икада било;иако је на неки начин ублажено прилично недавно широко распрострањено усвајање политика и процедура које помажу у смањењу вероватноће оштећења ЕСД производа.Без обзира на то, његов утицај на електроничку индустрију је већи од многих других целокупних индустрија.
То је такође огромна тема студирања и веома сложена, тако да ћу само додиривати неколико тачака.Ако сте заинтересовани, постоји бројни бесплатни извори, материјали и веб странице посвећене предмету.Многи људи посвећују своју каријеру овој области.Производи оштећени од стране ЕСД-а имају врло стваран и веома велики утицај на све компаније које се баве електроником, било да је то произвођач, дизајнер или "потрошач", а као и многе ствари које се баве у индустрији, трошкови се преносе нанас.
Од Асоцијације ЕСД-а:
Како су уређаји и величина њихових карактеристика континуирано постајали мањи, постају све подложнији оштећењима од стране ЕСД-а, што има смисла након мало размишљања.Механичка чврстоћа материјала који се користе за изградњу електронике углавном се смањује с обзиром на њихову величину, као и способност материјала да се одупре брзим температурним променама, обично се називају термичка маса( баш као у објектима у макро скали).Око 2003. године најмања величина значајка била је у распону од 180 нм и сада се брзо приближавамо 10 нм.
ЕСД догађај који је пре 20 година био безопасан може потенцијално уништити модерну електронику.На транзисторима, материјал за врата је често жртва, али други тренутни носачи могу бити испарени или растопљени.Заливање на игле ИЦ-а( еквивалентно површинском носачу попут Балл Грид Арраи-а је много више уобичајено ових дана) на ПЦБ-у се може растопити, а сам силициј има неке критичне карактеристике( посебно његову диелектричну вриједност) који се може промијенити високом топлотом.Узето у потпуности, може да промени круг од полуводника до увек проводника, који обично завршава искром и лошим мирисом када се чип укључи.
Мања величина функција је скоро потпуно позитивна од већине метричких перспектива;ствари као што су оперативне / тактне брзине које могу бити подржане, потрошња енергије, чврсто спојена генерација топлоте, итд., али осетљивост на оштећења од онога што би иначе сматрана тривијалним количинама енергије такође значајно повећава с обзиром на величину уређаја.
ЕСД заштита је уграђена у многа електроника данас, али ако имате 500 милијарди транзистора у интегрисаном колу, то није трактабилан проблем да бисте утврдили која путања ће статичко пражњење узети са сигурношћу од 100 процената.
Човешко тело је понекад моделирано( Хуман Боди Модел, ХБМ) са 100 до 250 пицофарадима капацитивности.У том моделу, напон може постати висок( у зависности од извора) као 25 кВ( мада неки тврде само до 3 кВ).Користећи веће бројеве, особа би имала енергетску "пуњење" од око 150 милијола.Потпуно "пуњена" особа обично не би била свесна тога и она се испразни за пар секунди кроз прву доступну путању земље, често електронским уређајем.
Обратите пажњу на то да ови бројеви претпостављају да особа не носи одећу која може носити додатну накнаду, што је обично случај.Постоје различити модели за израчунавање ризика за ОИЕ и нивоа енергије, и постаје прилично збуњујуће врло брзо јер се у неким случајевима појављују у супротности.Ево везе са одличном дискусијом о многим стандардима и моделима.
Без обзира на специфичну методу која се користи за израчунавање, она није, и сигурно не звучи као пуно енергије, али је више него довољна за уништавање модерног транзистора.За контекст, један џул енергије је еквивалентан( према Википедиа) енергији потребној за подизање средњег парадајза( 100 грама) једног метра вертикално са површине Земље.
Ово пада на "најгори сценарио" страни људског само ЕСД догађаја, где човек носи пуњење и испушта га у осетљив уређај.Напон који је висок од релативно ниске количине пуњења долази када је особа веома слабо заснована.Кључни фактор у томе шта и колико оштећује није у ствари пуњење или напон, већ струја, која се у овом контексту може сматрати као ниска отпорност пута електронског уређаја на земљу.
Људи који раде око електронике обично су уземљени зупчастим тракама и / или уземљивачима на ногама.Они нису "кратке" за уземљење;отпор је велик за спречавање радника да служе као громобран( лако се добија електрични удар).Траке за зглоб су типично у опсегу 1М Охм, али то и даље омогућава брзо пражњење било које акумулиране енергије.Капацитивни и изоловани предмети заједно са било којим другим материјалом за генерисање или складиштење се изолују из радних подручја, ствари попут полистирена, облога мехура и пластичних чаша.
Постоје буквално безбројни други материјали и ситуације које могу довести до оштећења ЕСД-а( од позитивних и негативних релативних зарачунавања) до уређаја у којем човјеково тело не носи пуњење "интерно", већ само олакшава његов покрет.Пример за ниво цртаног биће носио вунени џемпер и чарапе док би ходао преко тепиха, а затим покупио или додирнуо метални предмет.То ствара знатно већу количину енергије него што би тело могло да складишти.
Једна последња тачка о томе колико је мало енергије потребно за оштећење савремене електронике.10 нм транзистора( још увек није уобичајено, али биће у наредних неколико година) има дебљину врата мање од 6 нм, што се приближава ономе што називају монолојером( једним слојем атома).
То је веома компликована тема, а количина штете коју ЕСД догађај може довести до уређаја је тешко предвидјети због огромног броја варијабли, укључујући брзину пражњења( колико отпора постоји између пуњења и тла), број путања до тла кроз уређај, влажност и температуру околине, и још много тога.Све ове варијабле могу бити укључене у различите једначине које могу моделирати утицај, али нису страшно прецизне у предвиђању стварне штете, али боље је кадрирање евентуалне штете од догађаја.
У многим случајевима, а ово је веома специфично за индустрију( мислите медицинске или ваздухопловне), догађај о катастрофалном отказу изазваном ЕСД је далеко бољи исход него догађај ЕСД који пролази кроз производњу и тестирање неопажено.Непознати ЕСД догађаји могу стварати врло мањи дефект, или можда нешто погоршати постојећи и неоткривени латентни дефект, који у оба сценарија може да се погорша током времена због додатних малих ЕСД догађаја или само редовне употребе.
Они на крају доведу до катастрофалног и превременог кварова уређаја у вештачки скраћеном временском оквиру који се не могу предвидети моделима поузданости( који су основа за распореде одржавања и замене).Због ове опасности и лако је размишљати о страшним ситуацијама( нпр. Микропроцесор микропроцесора или инструменти за контролу летења), долазећи на начине за тестирање и моделирање латентних дефеката изазваних ЕСД-ом, тренутно је главна област истраживања.
За потрошача који не ради и не зна много о производњи електронике, то можда није проблем.До тренутка када се већина електроника пакује на продају, постоје бројне заштитне мере које би спријечиле већину штете од ЕСД-а.Осетљиве компоненте су физички неприступачне и доступне су погодније путање до тла( тј. Рачунарска шасија је везана за земљу, а пражњење ЕСД-а у њега скоро сигурно неће оштетити ЦПУ унутар кућишта, већ уместо тога узети најмањи пут отпора науземљење преко извора напајања и зидног излаза).Алтернативно, ниједна разумна тренутна носивост није могућа;многи мобилни телефони имају непроводне екстериере и имају само земљу приликом пуњења.
За записник морам да прођем кроз обуку ЕСД-а свака три месеца, тако да бих могао наставити даље.Али мислим да би ово требало бити довољно да одговорите на ваше питање.Верујем да је све у овом одговору тачно, али ја бих савјетовао да читам на њој директно како бих се боље упознао с феноменом ако нисам уништио твоју радозналост за добро.
Једно што људи сматрају контра-интуитивним је то што су торбе које често видите електронику чуване и испоручене у( анти-статичне кесе) такође проводне.Анти-статички значи да материјал неће сакупљати било какав значајан терет од интеракције са другим материјалима.Али у свету ЕСД, једнако је важно( у највећој могућој мери) да све има исту референтну тачку напона.
Радне површине( ЕСД матице), ЕСД вреће и остали материјали се обично држе везане за заједничко тло, било једноставно без изолираног материјала између њих или експлицитније повезивањем ниских отпорних путева до тла између свих радних клупа;конекторе за радне зглобне траке, под, и неку опрему.Ту су безбедносни проблеми.Ако радите на високим експлозивима и електроници, ваш бенд за зглоб би могао бити везан директно на тло умјесто 1М Охм отпорника.Ако радите на веома високом напону, уопште не бисте се подмазали.
Ево цитата о трошковима ЕСД-а од Цисцо-а, што би могло чак и бити мало конзервативно, пошто колатерална штета од неуспјеха на пољу за Цисцо обично не резултира губитком живота, што може довести до тога да се 100к односи на налогемагнитуде:
Имате ли нешто да додате објашњењу?Звучи у коментарима.Желите да прочитате више одговора од других корисничких корисника Стацк Екцханге?Овде погледајте комплетну тему.