Jak wyeliminować zagrożenia związane z elektrycznością statyczną?
Elektryczność statyczna jest szkodliwa dla każdego produktu elektronicznego, ale skuteczne zapobieganie jej stanowi najwyższy priorytet w branży elektronicznej.
I. Szkodliwość wyładowań elektrostatycznych dla chipów: Komputery składają się z płytek drukowanych, a dzisiejsze płytki są w większości produkowane przy użyciu technologii MOS. Ich obwody są bardzo wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne wysokiego napięcia (ESD). Kiedy osoba lub przedmiot przenoszący elektryczność statyczną dotknie tych urządzeń, następuje wyładowanie elektrostatyczne. Kiedy wysokie napięcie wyładowań elektrostatycznych oddziałuje na obwód MOS, wewnętrzna warstwa tlenku ulega rozbiciu i uszkodzeniu, powodując natychmiastowe uszkodzenie lub nieprawidłowe działanie komponentów. Oczywiście urządzenia poddane wyładowaniom elektrostatycznym zwykle nie ulegają natychmiastowej awarii, dlatego większość ludzi nie zwraca uwagi na wyładowania elektrostatyczne. W rzeczywistości elektryczność statyczna jest wszechobecna w życiu codziennym. Doświadczenie pokazuje, że elektryczność statyczna, którą ludzie mogą poczuć, wynosi co najmniej 3,5 kV, elektryczność statyczna, którą można usłyszeć, wynosi co najmniej 4,5 kV, a elektryczność statyczna powodująca rozbłysk swetra może osiągnąć ponad 5 kV.
Oprócz bezpośredniego uszkodzenia urządzeń, wyładowania elektrostatyczne mogą także wywołać efekt-zatrzasku (lub pasożytniczy efekt prostownika sterowanego krzemem) w obwodach MOS. Powoduje to znaczny wzrost prądu wewnętrznego w układzie MOS, powodując nieprawidłowe działanie logiki wewnętrznej i tzw. efekt-zatrzaskującego-. Gdy obwód MOS zostanie zatrzaśnięty, pozostanie zablokowany na czas nieokreślony, dopóki zasilanie nie zostanie odłączone, co może spowodować spalenie obwodu lub pogorszenie jego wydajności w miarę upływu czasu. Na przykład, jeśli komputer ulegnie awarii (mysz nie działa, alarm drukarki) z powodu-podłączenia złącza drukarki na gorąco, pierwszym środkiem zaradczym jest natychmiastowe wyłączenie komputera.
Dlatego organizacje międzynarodowe specjalnie opracowały odpowiednie normy, klasyfikując-usterki elektryczne wywołane wyładowaniami elektrostatycznymi w następujące kategorie:
1. Awarie wyładowań elektrostatycznych podczas pracy: Kiedy osoba obsługująca komputer przenosi elektryczność statyczną i dotknie elementów zewnętrznych komputera, takich jak klawiatura, mysz lub przycisk resetowania, wyładowania elektrostatyczne mogą spowodować następujące awarie komputera: ponowne uruchomienie komputera, pauza lub awaria. Mogą one wymagać zresetowania lub ponownej instalacji oprogramowania, a nawet wymiany sprzętu.
2. Usterki ESD podczas konserwacji: Gdy osoba obsługująca komputer jest przenoszona przez elektryczność statyczną i dotyka przewodzących metalowych części wewnątrz obudowy komputera, takich jak wewnętrzne płytki drukowane lub karty, mogą wystąpić powyższe usterki.
3. Rozwiązywanie problemów z błędami ESD: Jeśli osoba obsługująca komputer jest przenoszona przez elektryczność statyczną i dotknie procesora, płytek drukowanych itp., ESD może spowodować uszkodzenie tych komponentów.
II. Środki eliminujące ESD
1. Prawidłowe uziemienie: Nowoczesne komputery zazwyczaj mają przewód uziemiający. Ten przewód uziemiający wraz z przewodem pod napięciem prądu przemiennego i przewodem uziemiającym łączy się z dwoma małymi kondensatorami. Złe uziemienie może spowodować lekkie porażenie prądem (tylko 110 V, bardzo mały prąd) u wrażliwych osób poprzez samo dotknięcie metalowej obudowy komputera. Chipy wytrzymują napięcia znacznie mniejsze niż 110 V, więc jeśli sprzęt komputerowy (taki jak host, drukarka, monitor itp.) nie jest w pełni uziemiony, port drukarki i karta graficzna ulegną uszkodzeniu. Wiele gorszych listew zasilających wygląda na systemy trzy-przewodowe, ale ich wewnętrzny przewód uziemiający nie jest w ogóle podłączony; użytkownicy powinni zwrócić szczególną uwagę przy ich zakupie.
2. Opakowanie chipów i płytek drukowanych: Producenci zazwyczaj zwracają szczególną uwagę na ESD, a akcesoria komputerowe są pakowane w torby antystatyczne-przed opuszczeniem fabryki. Materiały opakowaniowe o dobrych właściwościach izolacyjnych, takie jak folia bąbelkowa i tworzywa piankowe, są podatne na powstawanie wyładowań elektrostatycznych; materiały te nie nadają się do pakowania akcesoriów komputerowych.
3. Postępowanie z elektrycznością statyczną dla operatorów i personelu konserwacyjnego: Operatorzy komputerów muszą zawsze pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z wyładowaniami elektrostatycznymi i w miarę możliwości unikać dotykania wewnętrznych płytek drukowanych. Jeśli nieunikniony jest kontakt z obwodami wewnętrznymi, użyj pierścienia uziemiającego na palcach.
4. Zarządzanie elektrycznością statyczną w miejscu pracy: w miejscach pracy wyposażonych w zasoby należy stosować-podłogi antystatyczne (Uwaga: chodzenie po dywanach może z łatwością generować elektryczność statyczną-o wysokim napięciu, a niska wilgotność w pomieszczeniu również może łatwo generować elektryczność statyczną). Idealny poziom wilgotności wynosi 40–60%.
5. Zwiększanie odporności na ESD poprzez montaż chipów na płytkach drukowanych: Poszczególne chipy mają niską odporność na ESD, ale montaż chipów na płytkach drukowanych zapewnia znacznie wyższą odporność na ESD. Na tej zasadzie-zwiera się styki łatwo uszkodzonych układów CMOS przed ich transportem.
6. Uziemienie jest również wymagane w przypadku przyrządów pomiarowych i lutownic podczas pracy.