Czy powinienem się martwić wyładowaniami elektrostatycznymi?

Wykonując głównie pracę z mikrokontrolerem, nigdy nie zadałem sobie trudu uziemienia się za pomocą paska na rękę lub innej implementacji.
Czy powinienem się tym martwić? Jak poważna jest ESD podczas pracy w moim warsztacie nad projektami?

Wiem, że większość ludzi będzie na mnie krzyczeć. Szczerze mówiąc, codziennie podejmuję pewne środki ostrożności związane z wyładowaniami elektrostatycznymi, ale ESD to bardzo rzadki tryb awaryjny w nowoczesnej elektronice.

Jeśli chodzi o moje pochodzenie, biorę udział w prowadzeniu zajęć z projektowania capstone na moim uniwersytecie i muszą oni budować wiele rzeczy w 4 fazach. Wielu studentów (prawie wszyscy) nie będzie nas słuchać, gdy ostrzegamy o środkach ostrożności związanych z ESD.

Widziałem co najmniej 10 projektów, w których obwiniali ESD, tylko jeden prawdopodobnie był ESD. W tym projekcie działała tablica, a uczeń podszedł i dotknął jej, a ty słyszałeś szok, gdy wyładował elektryczność statyczną. To się nie udało.

W przypadku pozostałych 9 osób obwinili ESD tylko po to, aby później odkryć, że mieli wadę projektową, która nie była łatwa do wyśledzenia i wychowali tylko brzydką głowę w bardzo specyficznych warunkach.

Słyszałem, że wiele ponad 10 projektów obwinia esd i znalazłem problem w ciągu kilku godzin, ale tylko 10 przysięgło, że powinno im się pozwolić przejść do następnej fazy, ponieważ zadziałało, ale ESD go usmażyło.

W tej notatce podczas pracy powinieneś sprawdzić arkusze danych. Większość współczesnych urządzeń ma ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi, znamionowanymi do pewnego napięcia za pomocą HBM (model ciała ludzkiego). Jeśli jest poniżej 1kV, jest to dość podatne. jeśli jest oceniany na 2k, jest pół-sprężysty, w większości musiałbyś być głupi, aby go uszkodzić. jeśli jest to 4k, jest dość odporny. jeśli jest to 8k, usłyszysz iskrę, zanim ją zranisz.

Uważaj na tych, którzy obwiniają ESD, ale na wszelki wypadek noś pasek na rękę. możesz dostać matę i pasek za prawie nic.

Tak, powinieneś / musisz się o to martwić. Prosty przypadek polega na całkowitym wysadzeniu urządzenia w powietrze. To proste, po prostu nie działa. Problem polega na tym, że uszkadzasz obwód sterownika IO - dość powszechny, ponieważ jest to bit, który jest odsłonięty przez pin. W takim przypadku sterownik może wydawać się działać przez pewien czas. Jeśli przez pewien czas musi działać z dużą prędkością, może się nie powieść, powodując sporadyczne i trudne do zdiagnozowania usterki. (Byłem tam i mam kilka koszulek !!)

Jest to coraz bardziej konieczne, ponieważ geometrie urządzeń kurczą się, a napięcia rdzenia maleją. Procesy produkcyjne mikrokontrolerów często przebiegały nieco za krawędzią spadu, ale ponieważ grubość warstwy tlenku zmniejsza się wraz z rozmiarem geometrii urządzenia, wymagane napięcie ESD wymagane do uszkodzenia urządzenia jest zmniejszone.

Najważniejsze jest to, że możesz uciec od ignorowania środków ostrożności związanych z wyładowaniami elektrostatycznymi, ale na jak długo? Jak powiedział Clint Eastwood „Musisz zadać sobie jedno pytanie:„ Czy mam szczęście? ” Cóż, punk?

Najtrudniejszą rzeczą z ESD jest to, że nawet jeśli nie wydaje się wpływać na cokolwiek, każdy mały wydzielina robi przyczyną jakiegoś uszkodzenia, czy to pit krzemu, odparowanie trochę drutu wiążącego, usuwając niektóre z metalizacji na jednym z warstwy półprzewodnikowe lub inny efekt fizycznie zmieni produkt.

W większości przypadków większość zastosowań danej części nie będzie mierzalnie zmieniona przez zmianę. Większość ludzi przeprojektowuje swoje projekty, więc nie używają ich nigdzie w pobliżu swoich limitów, więc istnieje olbrzymi margines, w którym część dziurkowana będzie dobrze działać do dalszych zastosowań.

W miarę upływu czasu powtarzające się wyładowania zmienią część na tyle, że zachowa się nieco poza specyfikacją - ale być może nie wystarczy, aby zauważyć bez dokładnych testów. To naprawdę najgorszy scenariusz - ponieważ działa przez większość czasu, naprawdę trudno jest ustalić, dlaczego nie działa, gdy zawiedzie. O wiele lepiej jest całkowicie zawieść część, więc łatwo ją wyśledzić.

Alternatywnie, jedno małe wyładowanie, które miało miejsce raz, uszkodzi je na tyle, że kiedy użyjesz go do pełnej pojemności, wtedy się nie powiedzie. Dzieje się tak oczywiście po wdrożeniu go w terenie i trudno go odzyskać i rozwiązać problem.

Tego rodzaju uszkodzenia nie można wykryć bez usunięcia krzemu z opakowania i sprawdzenia go lub, w przypadkach, gdy uszkodzenie jest ukryte między warstwami, przez pocięcie krzemu na bardzo cienkie arkusze, w których może wystąpić uszkodzenie.

Więc tak, wszyscy tutaj mają rację, gdy mówią: „Rzadko przestrzegam środków ostrożności związanych z ESD i nigdy nie widziałem problemu”. Nigdy go nie zobaczą, a gdy zawiedzie, nie będzie powodu, aby sądzić, że było to związane z wyładowaniami elektrostatycznymi, ponieważ nie było niedawnego zdarzenia wyładowczego.

Ale to nie znaczy, że mam również zaufanie do produktów pochodzących z ich ławki.

Powinieneś pomijać środki ESD tylko wtedy, gdy możesz znieść ból ($$) wynikający z wymiany czegokolwiek. Jeśli jednak przejdziesz bez uziemienia, pamiętaj, że awaria urządzenia nie jest wszystkim. Kompletna katastrofalna awaria jest prawdopodobnie najlepszym trybem awarii, ponieważ nie zmarnujesz tyle czasu, próbując dowiedzieć się, co poszło nie tak. Osobiście nie poradzę sobie z niczym większym niż seria 7400 bez uziemiającego paska na rękę.

Jeśli nie podejmiesz środków zapobiegających wyładowaniom elektrostatycznym, ryzykujesz uszkodzenie rzeczy. Prawdopodobieństwo uszkodzenia czegoś jest różne w każdym miejscu (temperatura, wilgotność i powierzchnia podłogi są ważnymi czynnikami) i jest całkowicie możliwe, że nigdy niczego nie uszkodzisz (a przynajmniej nie tak, że zauważysz).

Miałem już uszkodzone urządzenia z ESD. Cholera, kiedyś zabiłem port szeregowy (coś, co CHRONI PRZED ESD, ponieważ szpilki się tam wiszą), szokując piny.

Nie oznacza to, że musisz mieć całkowitą ochronę ESD. Nawet jeśli nie wybierzesz pełnej gamy z jonizatorami i paskami na nadgarstek oraz przewodzącą podłogą z płytek, spróbuj uzyskać uziemioną matę na ławce i spróbuj dotknąć ich matą, gdy usiądziesz. Podczas pracy będziesz szczotkować matę dłońmi, co zapewni ci ten sam potencjał co części maty i ograniczy do minimum problemy.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​prawdopodobnie będziesz w porządku przez miesiące lub lata (w zależności od dokładnych składników i ilości ładunku statycznego, jaki gromadzisz w swoim otoczeniu), ale nie jest to tylko problem teoretyczny i pewnego dnia cię ugryzie. Prawdopodobnie w najbardziej niewygodnym czasie i najdroższym sposobem naprawy.

I nie jest bardzo trudno się przed tym zabezpieczyć, więc po prostu przyzwyczaj się do tego. Nie posłuchałem tam własnych rad, ale naprawdę powinienem i mam zamiar!

Tak, zdecydowanie powinieneś się tym martwić, szczególnie jeśli pracujesz z CMOS (który dotyczy obecnie każdego cyfrowego układu scalonego).

Elektryczność statyczna może łatwo wytworzyć do kilku kV w suchy zimowy dzień, idąc butami ze skórzanej podeszwy po dywanie z włókna syntetycznego. Samo sięgnięcie do klamki może wyciągnąć iskrę z palców i wywołać nieprzyjemny szok.

Jakie ryzyko wiąże się z CMOS? Wejścia CMOS w cyfrowych układach scalonych, takich jak mikrokontrolery, mają bardzo wysoką impedancję; jeśli przyłożysz napięcie, nie ma dokąd pójść. Bramka MOSFET-a jest izolowana tylko przez wyjątkowo cienką warstwę izolacyjną z kanału FET. Jeśli więc naładujesz powiedzmy 4000 V i dotkniesz styku wejściowego mikrokontrolera, ładunek znajdzie najłatwiejsze wyjście, a może to być warstwa izolacyjna bramy. Jeśli masz szczęście, ładunek nie uszkodzi przechodzącej przez niego warstwy izolacji. Ale możliwe jest również, że ulegnie uszkodzeniu, niszcząc MOSFET, co może spowodować, że urządzenie będzie bezużyteczne.

Może się to zdarzyć podczas przenoszenia części leżącej na biurku, ale jest to również możliwe w gotowych produktach. Przyciski mają być dotykane i często pozostawiają szczelinę powietrzną, przez którą wyładowanie może dotrzeć do płytki drukowanej. Możesz zastosować środki mechaniczne, takie jak wydłużenie ścieżki, czyniąc ją labiryntem. Możesz chronić wrażliwe ślady za pomocą szybkich urządzeń zabezpieczających przed wyładowaniami elektrostatycznymi, takich jak przejściowe diody tłumiące lub warystory.

Zagrożenia ESD, o których słyszysz, są prawdziwe. Podczas pracy z urządzeniami wrażliwymi na wyładowania elektrostatyczne należy używać przynajmniej antystatycznej maty i antystatycznego paska na nadgarstek.

Interesujące jest to, jak ludzie mówią coś na skutek „Nie przestrzegam środków ostrożności związanych z wyładowaniami elektrostatycznymi, ale powinieneś” Jest w porządku ... nigdy nie spełniamy naszych własnych ideałów. Myślę, że twoje pytanie brzmi: „czy powinienem spać od siedmiu do ośmiu godzin każdej nocy?” Odpowiedź brzmi: „tak, wystarczająca ilość snu jest ważna ... ale czasami tak się nie dzieje”

Środki ostrożności związane z wyładowaniami elektrostatycznymi są szczególnie ważne w ustawieniach produkcyjnych, w których wytwarzany jest produkt i nie chcesz zajmować się naprawami w terenie. Zazwyczaj uszkodzenie spowodowane wyładowaniami elektrostatycznymi nie będzie natychmiast widoczne, ale może spowodować awarię produktu po miesiącach lub latach użytkowania.

Dobrze jest przyzwyczaić się do stosowania podstawowych środków ostrożności związanych z wyładowaniami elektrostatycznymi. To powiedziawszy, nie byłbym strasznie surowy w stosunku do siebie w przypadku najbardziej podstawowej pracy. Jeśli od czasu do czasu sięgniesz po chip bez paska na rękę, nie czujesz się, jakbyś popełnił grzech.

Jeśli jesteś hobbystą, tak naprawdę nie musisz dbać o ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi.

Jeśli budujesz prototypy dla rzeczywistego projektu, powinieneś się martwić ochroną przed wyładowaniami elektrostatycznymi ... ale w rzeczywistości prawdopodobnie nie będziesz się zbytnio przejmować, oprócz okresowego dotykania najbliższego dogodnego uziemionego kawałka metalu.

Jeśli budujesz sprzęt produkcyjny, który będzie sprzedawany płacącym klientom, musisz martwić się ochroną przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Oznacza to pasek i matę przez cały czas w obszarze bez dywanu.

Moja odpowiedź jest dość prosta. Nauczyłem się tej lekcji na własnej skórze.

Wystarczy użyć ochrony ESD.

Paski na rękę są denerwujące, tak. Przynajmniej idź i zdobądź dużą i dobrej jakości matę ESD i połóż ją na biurku. Znacznie bardziej prawdopodobne jest, że dotkniesz czegokolwiek przed położeniem rąk na stole. Podczas pracy i tak opieram ręce na stole.

Moja historia jest taka, że ​​myślałem, że wszystko jest w porządku, dopóki nie dostałem szczególnie zimnej zimy i nie nosiłem niewłaściwego swetra tylko jednego dnia. Zepsułem wszystkich moich programistów AVR i dziesiątki własnych płyt, aby teraz działały „czasami”. było tak, ponieważ moja mata ESD była złej jakości. Kosztowało mnie to tygodni. Po prostu nie jest tego warte.

Nigdy nie mieliśmy problemów z ESD ani w prototypowaniu, ani w produkcji i nie używamy żadnych opasek na rękę ani innych rzeczy. OTOH, nie mamy dywanów i nie ubieramy wełny ani odzieży syntetycznej. Z tego powodu nigdy nie mieliśmy wyładowania elektrostatycznego z waszych ciał w pracy.

Jeśli to możliwe, sugeruję walkę z gromadzeniem się ładunków elektrostatycznych u źródła (sprawdź ubrania, meble i wilgotność), a po wykonaniu tej czynności możesz kupić sprzęt do uziemienia dla podwójnej ochrony.

stary wątek, ale dla każdego, kto teraz czyta. ktoś wspomniał o dotykaniu grzejnika w celu rozładowania, to bardzo powszechne nieporozumienie! proszę wybaczyć moją gramatykę i terminologię, a nie native speakera. ale w zasadzie uszkodzenie występuje, gdy stykają się różnie naładowane obiekty, nagłe wyrównanie elektronów powoduje uszkodzenie. jeśli sam się uziemisz, możesz mieć ładunek gruntowy, ale sam układ może mieć ładunek nagromadzony, jeśli zostaniesz uziemiony i dotkniesz go, nastąpi przypływ elektronów. dlatego pasy ESD to nie tylko drut miedziany, to odporność na wysoką wartość !!! więc ciała zrównają się pod kontrolą stopniowo, a nie natychmiast. tak wiele osób uważa, że ​​są bezpieczne pod względem wyładowań elektrostatycznych, jeśli trzymają się uziemionego ciała. ŹLE!!