Làm thế nào thường xuyên giết chết các thành phần máy tính? Trong quá khứ? Hiện nay? Có gì khác biệt?


13

Tiết lộ đầy đủ: Tôi là một kỹ sư máy tính và một nhà phát triển phần mềm. Tôi không phải là kỹ sư điện tử.

Nếu câu hỏi này đã được trả lời, vui lòng liên kết với nó, tôi đã thực hiện các tìm kiếm khó hiểu trên Google và SE và không tìm thấy ở đâu. Xin đừng châm lửa cho tôi.

Quay lại khi tôi bắt đầu làm việc trên máy tính vào năm 1995, lời khuyên là 'đeo dây đeo cổ tay tĩnh và không bao giờ chạm vào các bộ phận bên ngoài tấm thảm nối đất tĩnh' của bạn. Sau đó tôi được giới thiệu về 'Phương pháp IBM', đó là: 'chạm 2 tay vào vỏ kim loại trần'.

Kể từ đó, tôi đã làm việc trong một người bán máy tính (1999) đã vận chuyển hơn 50 đơn vị mỗi ngày và không có ai ở nơi đó sử dụng bảo vệ tĩnh. Chúng tôi đã có nhiều lỗi do các vật thể lạ (ốc vít) ở dưới bo mạch chủ, nhưng không bao giờ chết do thành phần do tĩnh.

Kể từ đó, tôi đã xây dựng máy tính và làm việc trên máy tính (cá nhân và công việc) mà không sử dụng 'phương pháp IBM'; Tôi thực sự đã mở các máy tính không nối đất và đẩy các thành phần vào chúng. Họ làm việc tốt sau đó.

Tôi hiểu rằng số nhiều của giai thoại không phải là dữ liệu, do đó hỏi điều này. Câu hỏi của tôi là về các sản phẩm bán lẻ; mà được mua bởi người tiêu dùng. Không phải thử nghiệm sản phẩm trong ngành công nghiệp điện tử mà là CPU, RAM, thẻ PCI chúng ta mua hàng ngày.

Câu hỏi của tôi, luộc xuống; đã có một sự thay đổi trong thiết kế thành phần (ý nghĩa thành phần; bo mạch chủ, CPU, RAM, thẻ plugin, v.v.) trong những năm qua khiến cho lời khuyên cũ trở nên lỗi thời? Là các thành phần hiện đại hơn miễn dịch với tĩnh? Hay là 'cái chết tĩnh' của các thành phần hiếm khi xảy ra nhưng tốn kém?


2
ESD chỉ nguy hiểm nếu bạn thực sự tích lũy và lưu trữ điện tích tĩnh, khả năng điều này xảy ra phụ thuộc vào môi trường, thời tiết giày, độ ẩm và vật liệu sàn / bề mặt của bạn. Dây đai nối đất ESD là một biện pháp phòng ngừa đảm bảo rằng bạn không phải lo lắng về phí đi lạc. Đã có những cải tiến mạnh mẽ để sống sót ESD, nhưng nói chung các thành phần chỉ là nhạy cảm hiện nay như họ vào năm 1995. Các mặt khắp nơi của bảo vệ ESD trên cả IC (điốt bảo vệ) và lắp ráp mức có thể tăng
crasic

@crasic Cảm ơn bạn đã đóng góp. Bạn đề nghị rằng không có thay đổi nào kể từ năm 1995. Bạn có ngụ ý rằng rủi ro năm 1995 giống như rủi ro hiện tại không (không có thay đổi, rủi ro là tối thiểu sau đó, rủi ro không thay đổi?)
Skrrp

2
Ở cấp độ cơ bản, sự nguy hiểm của các linh kiện điện tử gây thiệt hại ESD chỉ tăng lên do kích thước thành phần bị thu hẹp. Tuy nhiên, chi phí thấp hơn của nhiều thiết bị bảo vệ (cả được tích hợp vào chip và trên PCB được lắp ráp) có lẽ đã làm cho khả năng chịu đựng hoặc bảo vệ của ESD trở nên phổ biến hơn so với những năm 90 và chắc chắn là hơn 70/80 khi các quy trình được thí điểm và phát triển
crasic

Như crasic đã nói, khí hậu địa phương tức là độ ẩm, là chìa khóa. Bạn có sống / làm việc ở một nơi nào đó mà bạn liên tục bị sốc từ tay nắm cửa không?
peterG

Câu trả lời:


7

Để trả lời câu hỏi cụ thể của bạn. Việc tích hợp các bộ phận máy tính vào các thành phần mô-đun tiêu chuẩn và tính phổ biến của hòa giải ESD ở quy mô chip kể từ đầu những năm 90 có nghĩa là có khả năng cao hơn là bộ phận bạn đang làm việc ít nhạy cảm với ESD hơn so với những năm 90. Ngày nay, rất phổ biến đối với các nhà sản xuất chip để tích hợp bảo vệ ESD vào các thiết bị logic đơn giản nhất, do đó, trong khi quy trình cơ bản (logic bóng bán dẫn CMOS) là như nhau, thì việc bảo vệ thêm làm cho chip cứng hơn và khiến bạn ít có khả năng xả dòng điện qua bất cứ điều gì nhạy cảm hơn bao giờ hết.

Nói chung, một phòng thí nghiệm hoặc phòng lắp ráp thoải mái với nhiều bề mặt kim loại (nối đất), sàn nhẵn, mặt bàn không cách nhiệt, điều hòa không ion hóa, không có nguồn E & M đi lạc có thể là môi trường không tĩnh như nó là. Có khả năng bạn vừa gặp may mắn cho đến nay hoặc khối lượng của bạn quá thấp để rủi ro được đánh giá cao.

Thêm nữa

Nói chung, bảo vệ ESD thường được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi các nguồn điện tích, điển hình là con người và đôi khi là vật lạ. Khả năng tích điện tĩnh đáng kể trên một bộ phận hoặc lắp ráp (thanh ram, cpu) là tương đối nhỏ, nhưng một số thành phần có thể nhận điện tích từ một người xử lý nó và tiến hành xả vào bộ phận tiếp đất mà chúng chạm vào.

ESD trở thành một vấn đề trong hai kịch bản khác nhau. Đầu tiên là các thiết bị cực kỳ nhạy cảm hoặc đơn giản (chip có lỗ thoát / bộ thu mở, tinh thể, cảm biến tích hợp nhỏ, v.v.). Thứ hai là môi trường làm tăng khả năng tích điện tĩnh trên thiết bị xử lý của người vận hành, ví dụ sẽ bao gồm sàn cao su (cách ly người vận hành), độ ẩm thấp, bề mặt ma sát thô, rất nhiều chuyển động của người vận hành (trạm đi bộ đến trạm), không có đồ đạc bằng kim loại nối đất, Vân vân.

bảo vệ chống tĩnh điện tích hợp (điốt để rút ngắn điện tích xuống đất trong trường hợp đơn giản nhất) hiện phổ biến hơn nhiều trên cpu, bộ nhớ và các IC (chip) mật độ cao khác. Về phía lắp ráp (pcb thay vì quy mô chip) Các thành phần / mạch bảo vệ ESD có sẵn rộng rãi. Những điều này không loại bỏ sự nguy hiểm của ESD, nhưng có thể làm giảm các yêu cầu về môi trường xử lý. Ví dụ, một sơ đồ bảo vệ ESD được tích hợp vào chip - có thể là cpu, bộ nhớ hoặc logic khác. (Nguồn ở cuối bài này)

Ví dụ sơ đồ đề xuất ESD

Trong thế giới sản xuất điện tử, khi một kỹ thuật viên hoặc trạm trong một nhà máy có thể thấy hàng ngàn đơn vị (từ các khách hàng khác nhau) trong một ngày, và các tổ hợp này có thể được thiết kế để lắp ráp phòng sạch hoặc có tính nhạy cảm với PCB trên bảng. Trong thế giới đó, ESD được thực hiện nghiêm túc với các dây nối đất bắt buộc và trạm xả thải ESD cho tất cả các vật liệu và nhân viên bước vào sàn sản xuất. Điều này làm cho việc kiểm soát quy trình sản xuất (QA) đơn giản hơn ngay cả khi thiết bị của bạn không đặc biệt nhạy cảm với ESD. Các giao thức sản xuất vào đầu những năm 90 có lẽ sẽ xuất phát từ quan điểm này (sản xuất quy mô lớn tại một địa điểm, không phải là nhà lắp ráp tư nhân từ các bộ phận thị trường chung) và mức độ nghiêm trọng của các yêu cầu đến từ thời điểm máy tính được coi là phần cứng chuyên dụng.

Nguồn có liên quan: Bảng trắng TI về bảo vệ ESD


2
Tích hợp cũng có lợi ích của việc che giấu rất nhiều liên hệ điện nhạy cảm từ bạn. Mang một thẻ video hiện đại với GPU BGA, giữa bảng mạch nhiều lớp, các thành phần BGA và SMT mà bạn thậm chí không thể chạm vào pin trên GPU, chỉ có các bộ phận tiếp xúc là các thành phần rời rạc lớn và tản nhiệt kim loại lớn, không nhạy cảm với ESD.
crasic

Cảm ơn tất cả mọi người cho đầu vào tuyệt vời của bạn. @Nils, xin lỗi, tôi đã chọn crasic là câu trả lời vì anh ấy đã trả lời câu hỏi cụ thể của tôi trực tiếp hơn nhưng bạn cũng cung cấp một số thông tin bổ sung tuyệt vời.
Skrrp

Bên cạnh đó, tôi đã khắc phục sự cố cài đặt card đồ họa ngày hôm nay mà một đồng nghiệp đã trang bị cho máy. Với câu hỏi này ở phía sau tâm trí của tôi, tôi chạm 2 tay vào bộ tản nhiệt phía sau. Lần thứ hai tôi chạm nhẹ vào card đồ họa, PC tắt nguồn và khởi động lại (vâng, tôi đã chạm vào nó khi nó bật). Tôi nghĩ rằng 'tào lao, đã giết chết thành phần đầu tiên của tôi từ ESD'. Máy hoạt động tốt trở lại, vì vậy tôi tắt nguồn. Khi tôi ấn vào thẻ mạnh hơn, nó bật vào khe với một tiếng nổ lớn . Đồng nghiệp của tôi đã không đẩy nó đủ mạnh.
Skrrp

11

Tôi đã làm việc tại một nhà sản xuất chất bán dẫn lớn vào năm ngoái với tư cách là nhà phát triển phần mềm và tôi phải xử lý các chip nguyên mẫu đắt tiền, vì vậy tôi đã được đào tạo về ESD.

Điều đáng nói là, việc phá hủy hoàn toàn một con chip thông qua ESD sẽ xảy ra, nhưng nó hiếm khi xảy ra và không có vấn đề gì vì nó rất dễ khắc phục sự cố. Không hoạt động? Sau đó, nó có thể bị hỏng.

Mối nguy hiểm thực sự của ESD là, bạn có thể làm hỏng chip theo những cách tinh tế. Họ tiếp tục làm việc 99% thời gian, nhưng thỉnh thoảng, vào một ngày hè nóng và khô, họ cư xử thất thường.

Nếu điều này xảy ra với card đồ họa PC, nó có thể chỉ xuất hiện ở các pixel rác lẻ tẻ hoặc một sự cố mỗi năm một lần. Có lẽ không phải là một vấn đề lớn cho người tiêu dùng và thậm chí có thể không được chú ý.

Bạn chắc chắn không muốn hành vi sai trái lẻ tẻ xảy ra trong bất kỳ loại thiết bị điện tử nào mà cuộc sống của bạn phụ thuộc vào. Hãy nghĩ về chiếc xe của bạn, thiết bị điện tử trong máy bay bạn đang ngồi hoặc thiết bị điện tử của các thiết bị y tế như máy bơm insulin.

Vòng đeo tay cũ tốt và thảm chống tĩnh tại nơi làm việc của bạn ngăn ngừa hầu hết các vấn đề ngay khi chip được sản xuất và trong gói. Càng an toàn quan trọng, bạn càng chống lại tĩnh điện: Thảm và giày chống tĩnh đặc biệt có kết nối trái đất và tương tự.

Thêm giai thoại: Các kỹ sư phần cứng tại các nhà máy bán dẫn rất quan tâm đến các con chip hoạt động hài hước theo cách này hay cách khác. Nếu họ tìm thấy một, họ sẽ tách chúng ra để tìm hiểu những gì sai. Họ muốn đảm bảo không có vấn đề gì trong quy trình sản xuất của họ. Tôi đã được thông báo rằng bạn sẽ nhìn chằm chằm vào cái chết nếu họ lãng phí hai ngày chỉ để biết rằng bạn đã lười biếng với dây đeo cổ tay :-)

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.