Kuinka poistaa staattisen sähkön vaarat?
Staattinen sähkö on haitallista kaikille elektroniikkatuotteille, mutta sen tehokas estäminen on elektroniikkateollisuuden tärkein tavoite.
I. ESD:n haitat siruille: Tietokoneet koostuvat piirilevyistä, ja nykyiset levyt valmistetaan enimmäkseen MOS-tekniikalla. Niiden piirit ovat erittäin herkkiä korkeajännitteisille sähköstaattisille purkauksille (ESD). Kun staattista sähköä kantava henkilö tai esine koskettaa näitä laitteita, tapahtuu ESD. Kun ESD:n korkea jännite vaikuttaa MOS-piiriin, sisäinen oksidikalvo hajoaa ja vaurioituu, mikä aiheuttaa välittömiä vaurioita tai komponenttien toimintahäiriöitä. ESD:lle altistetut laitteet eivät tietenkään yleensä heti vikoja, minkä vuoksi useimmat ihmiset eivät kiinnitä ESD:hen huomiota. Itse asiassa staattinen sähkö on läsnä jokapäiväisessä elämässä. Kokemus osoittaa, että ihmisten tuntema staattinen sähkö on vähintään 3,5 kV, kuultavissa oleva staattinen sähkö vähintään 4,5 kV ja villapaidan välähdyksen aiheuttava staattinen sähkö voi olla yli 5 kV.
Laitteiden suoran vaurioitumisen lisäksi ESD voi myös aiheuttaa salpa{0}}up-efektin (tai loispiiohjatun tasasuuntaajan vaikutuksen) MOS-piireissä. Tämä johtaa MOS:n sisäisen virran merkittävään lisääntymiseen, mikä aiheuttaa sisäisen logiikan toimintahäiriön ja ns. Kun MOS-piiri on lukittu, se pysyy lukittuna ikuisesti niin kauan kuin virtalähdettä ei katkaista, mikä saattaa polttaa piirin loppuun tai heikentää sen suorituskykyä ajan myötä. Jos esimerkiksi tietokoneessa on toimintahäiriö (hiiri ei toimi, tulostimen hälytys) tulostinliittimen kuuman-kytkemisen vuoksi, ensimmäinen korjaustoimenpide on sammuttaa tietokone välittömästi.
Tästä syystä kansainväliset järjestöt ovat erityisesti kehittäneet vastaavat standardit, jotka luokitellaan ESD{0}}aiheuttamat sähköviat seuraaviin luokkiin:
1. ESD-virheet käytön aikana: Kun tietokonetta käyttävä henkilö kantaa staattista sähköä ja koskettaa tietokoneen ulkopuolta, kuten näppäimistöä, hiirtä tai nollauspainiketta, ESD voi aiheuttaa seuraavia tietokonevikoja: tietokoneen uudelleenkäynnistys, tauko tai kaatuminen. Nämä voivat vaatia ohjelmiston nollausta tai uudelleenasennusta tai jopa laitteiston vaihtamista.
2. ESD-virheet huollon aikana: Kun tietokonetta käyttävä henkilö kantaa staattista sähköä ja koskettaa tietokoneen kotelon sisällä olevia johtavia metalliosia, kuten sisäisiä piirilevyjä tai kortteja, yllä olevia vikoja saattaa ilmetä.
3. ESD-vikojen vianmääritys: Jos tietokonetta käyttävä henkilö kantaa staattista sähköä ja koskettaa prosessoria, piirilevyjä jne., ESD voi vahingoittaa näitä osia.
II. Toimenpiteet ESD:n poistamiseksi
1. Oikea maadoitus: Nykyaikaisissa tietokoneissa on yleensä maadoitusjohto. Tämä maadoitusjohto sekä AC-jännitejohto ja maadoitusjohdin liitetään kahteen pieneen kondensaattoriin. Huono maadoitus voi aiheuttaa lievän sähköiskun (vain 110 V, hyvin pieni virta) herkille henkilöille jo pelkästään koskettamalla tietokoneen kotelon metallia. Sirut kestävät paljon alle 110 V jännitteitä, joten jos tietokonelaitteita (kuten isäntä, tulostin, näyttö jne.) ei ole täysin maadoitettu, tulostinportti ja näytönohjain vaurioituvat. Monet huonolaatuiset jatkojohdot näyttävät olevan kolmi-johtimia, mutta niiden sisäistä maadoitusjohtoa ei ole kytketty ollenkaan. käyttäjien tulee kiinnittää erityistä huomiota niitä ostaessaan.
2. Siru- ja piirilevypakkaukset: Valmistajat kiinnittävät yleensä erityistä huomiota ESD:hen, ja tietokonetarvikkeet pakataan antistaattisiin pusseihin ennen tehtaalta lähtöä. Pakkausmateriaalit, joilla on hyvät eristysominaisuudet, ovat alttiita ESD:lle, kuten kuplamuovi ja vaahtomuovi; nämä materiaalit eivät sovellu tietokonetarvikkeiden pakkaamiseen.
3. Staattisen sähkön käsittely käyttäjille ja huoltohenkilöstölle: Tietokoneiden käyttäjien on aina muistettava ESD:n vaarat ja vältettävä sisäisten piirilevyjen koskettamista niin paljon kuin mahdollista. Jos kosketusta sisäisiin piireihin ei voida välttää, käytä sormissasi maadoitusrengasta.
4. Staattisen sähkön hallinta työpaikalla: Työpaikoilla, joilla on resursseja, tulee käyttää anti-staattista lattiaa (Huomautus: Matoilla käveleminen voi helposti tuottaa korkeajännitteistä staattista sähköä, ja alhainen sisäilman kosteus voi myös helposti tuottaa staattista sähköä). Ihanteellinen kosteustaso on 40-60 %.
5. ESD-resistanssin parantaminen asentamalla sirut piirilevyille: Yksittäisillä siruilla on alhainen ESD-vastus, mutta sirujen asennus piirilevyille tarjoaa huomattavasti korkeamman ESD-vastuksen. Tämä on periaate oikosulusta-helposti vaurioituvien CMOS-sirujen nastat ennen niiden kuljettamista.
6. Maadoitus vaaditaan myös mittauslaitteille ja juotosraudoille käytön aikana.