Как устранить опасность статического электричества?
Статическое электричество вредно для любого электронного продукта, но его эффективное предотвращение является главным приоритетом в электронной промышленности.
I. Вред электростатического разряда для микросхем. Компьютеры состоят из печатных плат, а современные платы в основном производятся с использованием МОП-технологии. Их цепи очень чувствительны к электростатическому разряду высокого напряжения (ESD). Когда человек или предмет, несущий статическое электричество, касается этих устройств, возникает электростатический разряд. Когда высокое напряжение электростатического разряда воздействует на МОП-схему, внутренняя оксидная пленка разрушается и повреждается, что приводит к немедленному повреждению или неисправности компонентов. Конечно, устройства, подвергшиеся ЭСР, обычно не сразу выходят из строя, поэтому большинство людей не обращают внимания на ЭСР. На самом деле статическое электричество повсеместно встречается в повседневной жизни. Опыт показывает, что статическое электричество, которое люди могут почувствовать, составляет не менее 3,5 кВ, статическое электричество, которое можно услышать, составляет не менее 4,5 кВ, а статическое электричество, вызывающее вспышку на свитере, может достигать более 5 кВ.
Помимо прямого повреждения устройств, электростатический разряд также может вызвать эффект защелки (или эффект паразитного кремниевого выпрямителя) в МОП-схемах. Это приводит к значительному увеличению внутреннего тока внутри MOS, что приводит к сбою внутренней логики и так называемому-эффекту защелки-. После того, как схема MOS защелкнута, она будет оставаться заблокированной на неопределенный срок до тех пор, пока не будет отключен источник питания, что может привести к перегоранию схемы или ухудшению ее производительности с течением времени. Например, если компьютер неисправен (мышь не работает, сигнал тревоги принтера) из-за горячего-подключения разъема принтера, первой мерой по устранению неисправности является немедленное выключение компьютера.
Поэтому международные организации специально разработали соответствующие стандарты, классифицируя электрические неисправности, вызванные электростатическим разрядом-, на следующие категории:
1. Неисправности электростатического разряда во время работы. Когда человек, работающий с компьютером, несет статическое электричество и касается внешних частей компьютера, например клавиатуры, мыши или кнопки сброса, электростатический разряд может вызвать следующие неисправности компьютера: перезагрузку компьютера, паузу или сбой. Это может потребовать сброса или переустановки программного обеспечения или даже замены оборудования.
2. Неисправности электростатического разряда во время технического обслуживания. Когда человек, работающий с компьютером, подвергается воздействию статического электричества и касается проводящих металлических частей внутри корпуса компьютера, таких как внутренние платы или карты, могут возникнуть вышеуказанные неисправности.
3. Устранение неисправностей, связанных с электростатическим разрядом. Если человек, работающий с компьютером, несет статическое электричество и касается процессора, печатных плат и т. д., электростатический разряд может привести к повреждению этих компонентов.
II. Меры по ликвидации ОУР
1. Правильное заземление. Современные компьютеры обычно имеют заземляющий провод. Этот заземляющий провод вместе с проводом под напряжением переменного тока и заземляющим проводом соединяется с двумя небольшими конденсаторами. Плохое заземление может привести к легкому поражению электрическим током (всего 110 В, очень малый ток) чувствительных людей, просто прикоснувшихся к металлическому корпусу компьютера. Чипы могут выдерживать напряжение намного ниже 110 В, поэтому, если компьютерное оборудование (например, хост, принтер, монитор и т. д.) не полностью заземлено, порт принтера и видеокарта будут повреждены. Многие удлинители низкого качества выглядят как трехпроводные системы, но их внутренний заземляющий провод вообще не подключен; пользователи должны уделять особое внимание при их покупке.
2. Упаковка микросхем и печатных плат. Производители обычно уделяют пристальное внимание защите от электростатического разряда, поэтому компьютерные аксессуары перед отправкой с завода упаковываются в антистатические пакеты. Упаковочные материалы с хорошими изоляционными свойствами склонны к образованию электростатических разрядов, например пузырчатая пленка и пенопласт; эти материалы непригодны для упаковки компьютерных аксессуаров.
3. Обращение со статическим электричеством для операторов и обслуживающего персонала. Операторы компьютеров должны всегда помнить об опасности электростатического разряда и по возможности избегать прикосновения к внутренним платам. Если контакт с внутренней схемой неизбежен, наденьте на пальцы заземляющее кольцо.
4. Управление статическим электричеством на рабочем месте. На рабочих местах, где есть необходимые ресурсы, следует использовать антистатические полы (Примечание: ходьба по коврам может легко генерировать статическое электричество высокого-напряжения, а низкая влажность в помещении также может легко генерировать статическое электричество). Идеальный уровень влажности составляет 40–60%.
5. Повышение устойчивости к электростатическому разряду за счет установки микросхем на печатные платы. Отдельные микросхемы имеют низкую устойчивость к электростатическому разряду, но монтаж микросхем на печатных платах обеспечивает значительно более высокую устойчивость к электростатическому разряду. Этот принцип лежит в основе короткого-замыкания контактов легко повреждаемых CMOS-чипов перед их транспортировкой.
6. Заземление также необходимо для измерительных приборов и паяльников во время работы.