Tôi có nên lo lắng về phóng tĩnh điện?

Làm hầu hết các công cụ điều khiển vi mô, tôi chưa bao giờ bận tâm đến việc tiếp đất với dây đeo cổ tay hoặc bất kỳ thực hiện nào khác.
Tôi có nên lo lắng về điều này? ESD nghiêm trọng như thế nào khi làm việc tại bàn làm việc của tôi trong các dự án?

Tôi biết hầu hết mọi người sẽ la mắng tôi vì điều này. Và tôi thực sự thực hiện một số biện pháp phòng ngừa hàng ngày, nhưng ESD là một chế độ thất bại hiếm gặp khác nhau trong các thiết bị điện tử hiện đại.

Để có nền tảng của mình, tôi tham gia giảng dạy lớp thiết kế capstone tại trường đại học của mình và họ phải xây dựng nhiều thứ, trong 4 giai đoạn. Nhiều sinh viên (gần như tất cả) sẽ không lắng nghe chúng tôi khi chúng tôi cảnh báo về các biện pháp phòng ngừa ESD.

Tôi đã thấy ít nhất 10 dự án trong đó họ đổ lỗi cho ESD, chỉ có một dự án có lẽ là ESD. Trong dự án đó, một tấm bảng đang hoạt động và một sinh viên bước lên và chạm vào nó và bạn có thể nghe thấy tiếng sốc khi anh ta phóng tĩnh điện. Điều này thất bại.

Đối với 9 người còn lại, họ đổ lỗi cho ESD chỉ phát hiện ra rằng sau đó họ có một lỗi thiết kế không dễ theo dõi và chỉ nuôi cái đầu xấu xí trong điều kiện rất cụ thể.

Tôi đã nghe nhiều hơn 10 dự án đổ lỗi cho esd và tìm thấy một vấn đề trong vài giờ, nhưng chỉ có 10 dự án tuyên thệ họ nên được phép tiếp tục giai đoạn tiếp theo bởi vì nó đã hoạt động nhưng đã chiên nó.

Trên lưu ý đó, khi bạn đang làm việc, bạn nên kiểm tra datasheets. Hầu hết các thiết bị hiện đại đều có bảo vệ chống tĩnh điện, được đánh giá theo một số điện áp sử dụng HBM (Mô hình cơ thể người). Nếu đây là dưới 1kV thì nó khá dễ bị ảnh hưởng. nếu nó được đánh giá là 2k, thì nó là nửa kiên cường, phần lớn bạn sẽ phải câm lặng để làm hỏng nó. nếu là 4k thì khá là kiên cường. nếu là 8k bạn sẽ nghe thấy một tia lửa trước khi bạn làm tổn thương nó.

Hãy cảnh giác với những người đổ lỗi cho ESD, nhưng chỉ cần đeo dây đeo cổ tay. bạn có thể nhận được một tấm thảm và dây đeo cho hầu như không có gì.

Có bạn nên / phải lo lắng về điều này. Trường hợp đơn giản là nơi bạn thổi thiết bị hoàn toàn. Điều này là dễ dàng, nó chỉ không hoạt động. Vấn đề là nơi bạn làm hỏng mạch trình điều khiển IO - khá phổ biến vì đây là bit bị lộ bởi pin. Trong trường hợp này, trình điều khiển có thể hoạt động trong một số thời gian. Nếu nó phải hoạt động ở tốc độ cao trong một thời gian thì nó cũng có thể thất bại trong việc đưa ra các lỗi không liên tục và khó chẩn đoán. (Đã ở đó và có một số áo phông !!)

Điều này ngày càng trở nên cần thiết hơn khi hình học của thiết bị đang bị thu hẹp và điện áp lõi đang giảm. Các quy trình sản xuất vi điều khiển thường hơi chậm so với cạnh chảy máu nhưng vì độ dày lớp oxit đang giảm với kích thước hình học của thiết bị, điện áp ESD yêu cầu để làm hỏng thiết bị bị giảm.

Điểm mấu chốt là bạn có thể thoát khỏi việc bỏ qua các biện pháp phòng ngừa trong một thời gian nhưng trong bao lâu? Như Clint Eastwood đã nói, bạn đã phải tự hỏi mình một câu: 'Tôi có cảm thấy may mắn không?' Chà, làm ya punk?

Điều khó khăn với ESD là ngay cả khi nó dường như không ảnh hưởng đến bất cứ điều gì, mỗi lần phóng nhỏ đều gây ra một số thiệt hại, cho dù đó là rỗ silicon, làm bay hơi một chút dây liên kết, loại bỏ một phần kim loại trên một trong những các lớp bán dẫn, hoặc một số hiệu ứng khác, nó sẽ làm thay đổi vật lý sản phẩm.

Trong hầu hết các trường hợp, hầu hết việc sử dụng một phần nhất định sẽ không bị thay đổi đáng kể bởi sự thay đổi. Hầu hết mọi người áp đảo thiết kế của họ để họ không sử dụng chúng ở bất cứ đâu gần giới hạn của họ, vì vậy có một biên độ lớn trong đó một phần bị rỗ sẽ hoạt động tốt để sử dụng nhiều hơn.

Theo thời gian, việc xả lặp đi lặp lại sẽ thay đổi phần đủ để nó hoạt động hơi khác so với thông số kỹ thuật - nhưng có lẽ không đủ để thông báo nếu không kiểm tra kỹ lưỡng. Đây thực sự là trường hợp xấu nhất - vì nó hoạt động hầu hết thời gian, nên thật khó để tìm ra lý do tại sao nó không hoạt động khi thất bại. Nó tốt hơn nhiều cho một phần để hoàn toàn thất bại để dễ dàng theo dõi.

Thay phiên, một lần xả nhỏ đã xảy ra một lần làm hỏng nó đủ để khi bạn sử dụng hết công suất, thì nó sẽ thất bại. Tất nhiên, điều đó xảy ra một khi bạn đã triển khai nó trong lĩnh vực này và thật khó để lấy lại và khắc phục sự cố.

Loại thiệt hại này không thể được phát hiện mà không loại bỏ silicon khỏi bao bì và kiểm tra nó, hoặc, trong trường hợp thiệt hại được giấu giữa các lớp, bằng cách cắt silicon thành các tấm rất mỏng, nơi có khả năng xảy ra thiệt hại.

Vì vậy, vâng, tất cả mọi người ở đây đều đúng khi họ nói: "Tôi hiếm khi tuân theo các biện pháp phòng ngừa của ESD và tôi chưa bao giờ thấy vấn đề gì." Họ sẽ không bao giờ nhìn thấy nó, và khi nó thất bại, sẽ không có lý do gì để tin rằng nó có liên quan đến ESD vì không có sự kiện nào gần đây.

Nhưng điều đó không có nghĩa là tôi cũng sẽ tin tưởng vào các sản phẩm đến từ băng ghế dự bị của họ.

Bạn chỉ nên bỏ qua các biện pháp ESD nếu bạn có thể chịu đựng nỗi đau ($$) thay thế bất cứ điều gì. Tuy nhiên, nếu bạn không có căn cứ, hãy lưu ý rằng lỗi thiết bị không phải là tất cả hoặc không có gì. Thất bại thảm khốc hoàn toàn có lẽ là chế độ thất bại tốt nhất, bởi vì bạn sẽ không lãng phí nhiều thời gian để cố gắng tìm ra điều gì đã xảy ra. Cá nhân, tôi sẽ không xử lý bất cứ thứ gì lớn hơn 7400 thứ mà không có dây đeo cổ tay nối đất.

Nếu bạn không thực hiện các biện pháp phòng ngừa với ESD, bạn có nguy cơ làm hỏng mọi thứ. Xác suất làm hỏng thứ gì đó thay đổi ở mọi nơi (nhiệt độ, độ ẩm và bề mặt sàn là những yếu tố quan trọng) và hoàn toàn có thể bạn sẽ không bao giờ làm hỏng bất cứ thứ gì (hoặc ít nhất là không như bạn thấy).

Tôi đã làm hỏng các thiết bị trước đây với ESD. Heck, tôi đã từng giết một cổng nối tiếp (thứ gì đó được BẢO VỆ chống lại ESD vì các chân được treo ở đó) bằng cách gây sốc cho các chân.

Bây giờ, điều đó không có nghĩa là bạn phải có sự bảo vệ toàn diện và cuối cùng của bảo vệ ESD. Ngay cả khi bạn không tìm kiếm đầy đủ với các ion hóa và dây đeo cổ tay và sàn gạch dẫn điện, hãy cố gắng lấy một tấm thảm nối đất cho băng ghế của bạn, và cố gắng chạm vào chúng khi bạn ngồi xuống. Bạn sẽ có xu hướng chải thảm bằng tay khi bạn đang làm việc, và điều này sẽ giữ cho bạn hầu như có tiềm năng giống như các bộ phận trên thảm và giữ khả năng xảy ra sự cố ở mức tối thiểu.

Kinh nghiệm của tôi dường như là bạn có thể sẽ ổn trong nhiều tháng hoặc nhiều năm (tùy thuộc vào các thành phần chính xác và mức độ tích tụ tĩnh trong môi trường của bạn) nhưng đó không chỉ là vấn đề lý thuyết và một ngày nào đó nó sẽ cắn bạn. Có lẽ tại thời điểm bất tiện nhất và cách khắc phục tốn kém nhất.

Và nó không phải là rất khó để bảo vệ chống lại nó vì vậy hãy tập thói quen làm việc đó. Tôi đã không đưa ra lời khuyên của riêng mình ở đó, nhưng tôi thực sự nên và có ý định!

Có, bạn chắc chắn nên lo lắng về điều đó, đặc biệt nếu bạn đang làm việc với CMOS (hiện tại là về mọi IC kỹ thuật số).

Tĩnh điện có thể dễ dàng tích lũy đến vài kV vào một ngày mùa đông khô ráo, đi bộ với đôi giày đế bằng da của bạn trên một tấm thảm sợi tổng hợp. Chỉ cần với tay nắm cửa có thể rút ra tia lửa từ đầu ngón tay của bạn và cho bạn một cú sốc khó chịu.

Rủi ro với CMOS là gì? Đầu vào CMOS trong các IC kỹ thuật số như vi điều khiển có trở kháng rất cao; nếu bạn áp dụng một điện áp, nó không có nơi nào để đi. Và cổng của MOSFET chỉ được cách ly bởi một lớp cách nhiệt cực mỏng từ kênh của FET. Vì vậy, nếu bạn bị tính phí để nói 4000V và bạn chạm vào pin đầu vào của vi điều khiển, thì điện tích sẽ tìm ra lối thoát dễ dàng nhất và đó có thể là lớp cách điện của cổng. Nếu bạn may mắn, điện tích sẽ không làm hỏng lớp cách điện đi qua nó. Nhưng cũng có khả năng nó bị hỏng, phá hủy MOSFET, có thể khiến thiết bị của bạn trở nên vô dụng.

Điều này có thể xảy ra khi xử lý một phần nằm trên bàn của bạn, nhưng cũng có thể trong các sản phẩm hoàn chỉnh. Các nút có nghĩa là được chạm và thường để lại một khe hở không khí qua đó phóng điện có thể đạt tới PCB. Bạn có thể áp dụng các biện pháp cơ học như kéo dài con đường bằng cách biến nó thành một mê cung. Và bạn có thể bảo vệ các dấu vết nhạy cảm với các thiết bị bảo vệ ESD nhanh như điốt triệt tiêu tạm thời hoặc varistors.

Các mối đe dọa mà bạn nghe thấy là có thật. Khi làm việc với các thiết bị nhạy cảm với ít nhất là sử dụng thảm chống tĩnh điện và dây đeo cổ tay chống tĩnh điện.

Thật thú vị khi mọi người nói điều gì đó với tác động của "Tôi không tuân theo các biện pháp phòng ngừa của ESD, nhưng bạn nên" Không sao ... chúng tôi không bao giờ sống theo lý tưởng của chính mình. Tôi nghĩ rằng câu hỏi của bạn giống như "tôi có nên ngủ bảy đến tám giờ mỗi đêm không?" Câu trả lời là "có, ngủ đủ giấc rất quan trọng ... nhưng đôi khi điều đó không xảy ra"

Các biện pháp phòng ngừa ESD đặc biệt quan trọng trong các cài đặt sản xuất nơi bạn đang sản xuất một sản phẩm và bạn không muốn đối phó với việc sửa chữa tại hiện trường. Thông thường, thiệt hại từ ESD sẽ không rõ ràng ngay lập tức, nhưng có thể khiến sản phẩm bị hỏng sau nhiều tháng hoặc nhiều năm sử dụng.

Thói quen sử dụng các biện pháp phòng ngừa cơ bản là điều tốt. Điều đó đang được nói, tôi sẽ không nghiêm khắc với bản thân về điều đó cho hầu hết các công việc cơ bản. Nếu bạn thỉnh thoảng nhặt một con chip không có dây đeo cổ tay, đừng cảm thấy như bạn đã phạm tội.

Nếu bạn là người có sở thích, thì bạn không thực sự cần quan tâm đến việc bảo vệ ESD.

Nếu bạn đang xây dựng các nguyên mẫu cho một dự án thực tế, thì bạn nên quan tâm đến việc bảo vệ ESD ... nhưng thực tế có lẽ bạn sẽ không bận tâm quá nhiều, ngoài việc định kỳ chạm vào miếng kim loại được nối đất thuận tiện gần nhất.

Nếu bạn đang xây dựng thiết bị sản xuất sẽ được bán cho khách hàng trả tiền, thì bạn phải quan tâm đến việc bảo vệ ESD. Điều đó có nghĩa là một dây đeo và một tấm thảm mọi lúc trong một khu vực không có thảm.

Câu trả lời của tôi là khá thẳng về phía trước. Tôi đã học bài học của tôi một cách khó khăn.

Chỉ cần sử dụng bảo vệ ESD.

Dây đeo cổ tay là khó chịu, có. Ít nhất, hãy đi và lấy một tấm thảm lớn và chất lượng tốt và đặt nó lên bàn của bạn. Nó khiến bạn không thể chạm vào bất cứ thứ gì trước khi đặt tay lên bàn. Tôi có xu hướng đặt tay lên bàn khi làm việc.

Câu chuyện của tôi là tôi nghĩ mọi thứ đều ổn, cho đến khi tôi có một mùa đông đặc biệt lạnh và mặc áo len sai chỉ một ngày. Tôi đã làm rối tung tất cả các lập trình viên AVR của tôi và hàng tá bảng mạch của riêng tôi để bây giờ họ làm việc "đôi khi". điều này thực sự là do thảm nhựa của tôi có chất lượng kém. Điều này làm tôi mất hàng tuần. Nó không đáng.

Chúng tôi chưa bao giờ có bất kỳ vấn đề nào với ESD cả về nguyên mẫu cũng như trong sản xuất và chúng tôi không sử dụng bất kỳ kiểu quấn cổ tay hay các thứ khác. OTOH chúng tôi không có bất kỳ thảm và không mặc quần áo len hoặc tổng hợp. Bởi vì điều này, chúng tôi không bao giờ có một sự phóng tĩnh từ cơ thể bạn tại nơi làm việc.

Tôi sẽ đề nghị chiến đấu với sự tích tụ tĩnh tại nguồn nếu có thể (kiểm tra quần áo, đồ đạc và độ ẩm) và sau khi bạn thực hiện việc này, bạn có thể mua một số thiết bị nối đất của con người để bảo vệ gấp đôi.

chủ đề cũ nhưng cho bất cứ ai đọc bây giờ. ai đó đề cập đến việc chạm vào bộ tản nhiệt để xả, đó là một quan niệm sai lầm rất phổ biến! xin vui lòng xin lỗi ngữ pháp và thuật ngữ của tôi, không phải là người bản ngữ. nhưng về cơ bản, thiệt hại xảy ra khi các vật tích điện khác nhau tiếp xúc, sự cân bằng đột ngột của các điện tử gây ra thiệt hại. nếu bạn tự chạm đất, bạn có thể ở trạng thái tích điện, nhưng bản thân con chip có thể tích điện, nếu bạn tiếp đất và bạn chạm vào nó sẽ có sự đột biến của các điện tử. đó là lý do tại sao dây đai ESD không chỉ là một dây đồng, có điện trở giá trị cao !!! do đó cơ thể sẽ cân bằng điện tích dần dần chứ không phải ngay lập tức. rất nhiều người nghĩ rằng chúng an toàn nếu họ đang giữ một cơ thể bằng đất. SAI RỒI!!