Haruskah saya khawatir tentang pelepasan elektro-statis?

Melakukan sebagian besar pekerjaan mikrokontroler, saya tidak pernah repot-repot membumikan diri dengan tali pengikat atau implementasi lainnya.
Haruskah saya khawatir tentang ini? Seberapa seriuskah ESD ketika bekerja di meja kerja saya di proyek?

Saya tahu kebanyakan orang akan berteriak pada saya untuk ini. Dan saya benar-benar mengambil beberapa tindakan pencegahan ESD dari hari ke hari, tetapi ESD adalah mode kegagalan yang jarang terjadi pada elektronik modern.

Untuk latar belakang saya, saya ambil bagian dalam mengajar kelas desain batu penjuru di universitas saya, dan mereka harus membangun banyak hal, dalam 4 fase. Banyak siswa (hampir semua) tidak akan mendengarkan kami ketika kami memperingatkan tentang tindakan pencegahan ESD.

Saya telah melihat setidaknya 10 proyek di mana mereka menyalahkan ESD, hanya satu yang mungkin ESD. Dalam proyek itu sebuah papan sedang bekerja dan seorang siswa berjalan dan menyentuhnya dan Anda dapat mendengar kejutan ketika dia mengeluarkan listrik statis. Ini gagal.

Untuk 9 lainnya, mereka menyalahkan ESD hanya untuk menemukan pada titik kemudian bahwa mereka memiliki cacat desain yang tidak mudah dilacak dan hanya memelihara kepala jelek dalam kondisi yang sangat spesifik.

Saya telah mendengar lebih dari 10 proyek menyalahkan ESD dan menemukan masalah dalam hitungan jam, tetapi hanya 10 yang bersumpah mereka harus diizinkan untuk melanjutkan ke fase berikutnya karena itu berhasil tetapi ESD menggorengnya.

Pada catatan itu, saat Anda bekerja, Anda harus memeriksa lembar data. Sebagian besar perangkat modern memiliki perlindungan ESD, diberi nilai untuk beberapa voltase menggunakan HBM (model Human-body). Jika ini di bawah 1kV cukup rentan. jika dinilai 2k, itu semi-resilien, sebagian besar Anda harus bodoh untuk merusaknya. jika 4k, cukup tangguh. jika 8k Anda akan mendengar percikan api sebelum Anda menyakitinya.

Berhati-hatilah terhadap mereka yang menyalahkan ESD, tetapi kenakan tali tangan untuk berjaga-jaga. Anda bisa mendapatkan tikar dan tali untuk hampir tidak ada.

Ya, Anda harus / harus khawatir tentang ini. Kasing sederhana adalah tempat Anda meniup perangkat sepenuhnya. Ini mudah, tidak berfungsi. Masalahnya adalah di mana Anda merusak rangkaian driver IO - cukup umum karena ini adalah bit yang diekspos oleh pin. Dalam hal ini pengemudi mungkin terlihat berfungsi untuk beberapa waktu. Jika harus beroperasi dengan kecepatan tinggi untuk sebagian waktu maka mungkin gagal memberikan intermiten dan sulit untuk mendiagnosis kesalahan. (Berada di sana dan mendapatkan beberapa t-shirt !!)

Ini menjadi semakin diperlukan karena geometri perangkat menyusut dan voltase inti menurun. Proses pembuatan mikrokontroler sering sedikit di belakang tepi pendarahan tetapi karena ketebalan lapisan oksida berkurang dengan ukuran geometri perangkat, tegangan ESD yang diperlukan untuk merusak perangkat berkurang.

Intinya adalah bahwa Anda dapat pergi dengan mengabaikan tindakan pencegahan ESD untuk sementara waktu tetapi untuk berapa lama? Seperti yang dikatakan Clint Eastwood, "Anda harus bertanya pada diri sendiri satu pertanyaan: 'Apakah saya merasa beruntung?' Ya, apakah kamu punk? ”

Hal yang sulit dengan ESD adalah bahwa bahkan ketika itu tampaknya tidak berpengaruh apa-apa, setiap debit kecil tidak menyebabkan beberapa kerusakan, apakah itu mengadu silikon, menguap sedikit dari ikatan kawat, menghapus beberapa metalization di salah satu lapisan semikonduktor, atau efek lainnya, secara fisik akan mengubah produk.

Dalam kebanyakan kasus, sebagian besar penggunaan bagian yang diberikan tidak akan secara terukur diubah oleh perubahan. Kebanyakan orang overengineer desain mereka sehingga mereka tidak menggunakannya di dekat batas mereka, jadi ada margin besar di mana bagian yang diadu akan bekerja dengan baik untuk lebih banyak menggunakan.

Seiring waktu pelepasan berulang akan mengubah bagian cukup sehingga akan berperilaku sedikit keluar dari spesifikasi - tetapi mungkin tidak cukup untuk melihat tanpa pengujian menyeluruh. Ini benar-benar skenario terburuk - karena ini berfungsi sebagian besar waktu, maka sangat sulit untuk mengetahui mengapa itu tidak berfungsi ketika gagal. Jauh lebih baik bagi sebagian untuk gagal total sehingga mudah dilacak.

Bergantian, satu debit kecil yang terjadi sekali merusaknya cukup bahwa ketika Anda menggunakannya dengan kapasitas penuh, itu kemudian gagal. Itu terjadi, tentu saja, setelah Anda menempatkannya di lapangan dan sulit untuk mendapatkannya kembali dan memecahkannya.

Kerusakan semacam ini tidak dapat dideteksi tanpa mengeluarkan silikon dari kemasan dan memeriksanya, atau, dalam kasus di mana kerusakan tersembunyi di antara lapisan, dengan mengiris silikon menjadi lembaran yang sangat tipis di mana kerusakan kemungkinan terjadi.

Jadi ya, semua orang di sini benar ketika mereka berkata, "Saya jarang mengikuti tindakan pencegahan ESD dan saya belum pernah melihat masalah." Mereka tidak akan pernah melihatnya, dan ketika itu gagal tidak akan ada alasan untuk percaya itu terkait ESD karena tidak ada peristiwa ESD baru-baru ini.

Tapi itu tidak berarti saya akan mempercayai produk yang berasal dari bangku mereka, baik.

Anda hanya boleh melewatkan langkah-langkah ESD jika Anda bisa menahan rasa sakit ($$) untuk mengganti apa pun itu. Jika Anda benar-benar tidak membumi, perlu diketahui bahwa kegagalan perangkat tidak semuanya atau tidak sama sekali. Kegagalan bencana total mungkin adalah mode kegagalan terbaik, karena Anda tidak akan menghabiskan banyak waktu untuk mencari tahu apa yang salah. Secara pribadi, saya tidak akan menangani hal-hal yang lebih besar dari seri 7400 tanpa tali pergelangan tangan grounding.

Jika Anda tidak mengambil tindakan pencegahan ESD, Anda berisiko merusak barang-barang. Kemungkinan merusak sesuatu bervariasi di semua tempat (suhu, kelembaban dan permukaan lantai menjadi faktor penting), dan sangat mungkin bahwa Anda tidak akan pernah merusak apa pun (atau setidaknya tidak seperti yang Anda perhatikan).

Saya MEMILIKI perangkat yang rusak sebelumnya dengan ESD. Heck, saya pernah membunuh port serial (sesuatu yang DILINDUNGI terhadap ESD karena pin menggantung di sana) dengan mengejutkan pin.

Sekarang, itu bukan untuk mengatakan bahwa Anda harus memiliki perlindungan ESD yang serba bisa dan yang terakhir. Bahkan jika Anda tidak menggunakan array penuh dengan ionizers dan tali pergelangan tangan serta lantai ubin konduktif, cobalah untuk mendapatkan alas yang telah diarde untuk bangku Anda, dan cobalah untuk menyentuh tikar ketika Anda duduk. Anda akan cenderung menyikat tikar dengan tangan saat Anda bekerja, dan ini akan membuat Anda sebagian besar pada potensi yang sama dengan bagian-bagian di atas tikar dan menjaga kemungkinan masalah seminimal mungkin.

Pengalaman saya tampaknya bahwa Anda mungkin akan baik-baik saja selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun (tergantung pada komponen yang tepat dan berapa banyak muatan statis yang Anda timbun di lingkungan Anda) tetapi itu bukan hanya masalah teoritis dan suatu hari nanti akan menggigit Anda. Mungkin pada waktu yang paling tidak nyaman dan cara paling mahal untuk memperbaikinya.

Dan tidaklah sulit untuk melindunginya dari itu, jadi biasakan saja melakukannya. Saya belum mengambil saran saya sendiri di sana, tetapi saya benar-benar harus dan memang ingin!

Ya, Anda pasti harus khawatir tentang hal itu, terutama jika Anda bekerja dengan CMOS (yaitu tentang setiap IC digital saat ini).

Listrik statis dapat dengan mudah menumpuk hingga beberapa kV pada hari musim dingin yang kering, berjalan dengan sepatu sol kulit Anda di atas karpet serat sintetis. Hanya meraih pegangan pintu dapat menarik percikan dari ujung jari Anda dan memberi Anda kejutan yang tidak menyenangkan.

Apa risikonya dengan CMOS? Input CMOS dalam IC digital seperti mikrokontroler memiliki impedansi yang sangat tinggi; jika Anda menerapkan tegangan itu tidak punya tempat untuk pergi. Dan gerbang MOSFET diisolasi dengan hanya lapisan isolasi yang sangat tipis dari saluran FET. Jadi, jika Anda ditagih untuk mengatakan 4000V dan Anda menyentuh pin input mikrokontroler biaya akan menemukan jalan keluar termudah, dan itu mungkin lapisan isolasi gerbang. Jika Anda beruntung muatannya tidak merusak lapisan insulasi yang melewatinya. Tetapi mungkin juga itu rusak, menghancurkan MOSFET, mungkin membuat perangkat Anda tidak berguna.

Ini mungkin terjadi ketika memegang bagian yang tergeletak di atas meja Anda, tetapi juga mungkin dalam produk jadi. Tombol dimaksudkan untuk disentuh dan sering meninggalkan celah udara yang melaluinya pelepasan dapat mencapai PCB. Anda dapat menerapkan langkah-langkah mekanis seperti memperpanjang jalur dengan menjadikannya labirin. Dan Anda dapat melindungi jejak yang rentan dengan perangkat perlindungan ESD cepat seperti dioda penekan sementara atau varistor.

Ancaman ESD yang Anda dengar nyata. Saat bekerja dengan perangkat yang peka terhadap ESD, setidaknya gunakan alas antistatis dan tali pergelangan tangan antistatis.

Sangat menarik bagaimana orang mengatakan sesuatu dengan efek "Saya tidak mengikuti tindakan pencegahan ESD, tetapi Anda harus" Tidak apa-apa ... kita tidak pernah hidup sesuai dengan cita-cita kita sendiri. Saya pikir pertanyaan Anda adalah seperti "haruskah saya tidur tujuh sampai delapan jam setiap malam?" Jawabannya adalah "ya, cukup tidur itu penting ... tapi terkadang itu tidak terjadi"

Tindakan pencegahan ESD sangat penting dalam pengaturan manufaktur di mana Anda membuat produk dan Anda tidak ingin berurusan dengan perbaikan lapangan. Kerusakan pada ESD biasanya tidak akan segera terlihat, tetapi dapat menyebabkan produk gagal setelah berbulan-bulan atau bertahun-tahun penggunaan.

Adalah hal yang baik untuk terbiasa menggunakan tindakan pencegahan ESD dasar. Yang sedang berkata, saya tidak akan terlalu ketat dengan diri sendiri tentang hal itu untuk pekerjaan paling dasar. Jika Anda sesekali mengambil chip tanpa menggunakan tali pergelangan tangan, jangan merasa seperti Anda melakukan dosa.

Jika Anda hobi, maka Anda tidak benar-benar peduli dengan perlindungan ESD.

Jika Anda sedang membuat prototipe untuk proyek yang sebenarnya, maka Anda harus khawatir tentang perlindungan ESD ... tetapi pada kenyataannya Anda mungkin tidak akan terlalu repot, selain dari menyentuh secara berkala potongan logam terdekat yang nyaman dan terhubung ke tanah.

Jika Anda sedang membangun peralatan produksi yang akan dijual kepada pelanggan yang membayar, maka Anda harus peduli dengan perlindungan ESD. Itu berarti tali dan tikar setiap saat di daerah tanpa karpet.

Jawaban saya sangat lurus ke depan. Saya belajar pelajaran saya dengan cara yang sulit.

Cukup gunakan perlindungan ESD.

Tali pergelangan tangan itu mengganggu, ya. Paling tidak, pergi dan dapatkan tikar ESD yang besar dan berkualitas dan letakkan di meja Anda. Itu membuatnya jauh lebih tidak mungkin bahwa Anda akan menyentuh apa pun sebelum meletakkan tangan Anda di atas meja. Saya cenderung meletakkan tangan di atas meja saat bekerja.

Cerita saya adalah saya pikir semuanya baik-baik saja, sampai saya mendapatkan musim dingin yang sangat dingin dan mengenakan sweater yang salah hanya satu hari. Saya mengacaukan semua programmer AVR saya dan lusinan papan saya sendiri sehingga mereka sekarang bekerja "kadang-kadang". ini sebenarnya karena mat ESD saya berkualitas buruk. Ini menghabiskan waktu berminggu-minggu untuk saya. Itu tidak layak.

Kami tidak pernah memiliki masalah dengan ESD baik dalam pembuatan prototipe maupun dalam produksi dan kami tidak menggunakan bungkus pergelangan tangan atau barang lainnya. OTOH kita tidak punya karpet dan tidak memakai wol atau pakaian sintetis. Karena itu kami tidak pernah memiliki muatan statis dari Anda di tempat kerja.

Saya akan menyarankan bertarung dengan penumpukan statis di sumbernya jika memungkinkan (periksa pakaian, furnitur, dan kelembaban) dan setelah melakukannya, Anda dapat membeli beberapa peralatan pentanahan manusia untuk perlindungan ganda.

utas lama tetapi bagi siapa pun yang membaca sekarang. seseorang yang disebutkan menyentuh radiator untuk melepaskan, itu kesalahpahaman yang sangat umum! mohon permisi tata bahasa dan terminologi saya, bukan penutur asli. tetapi pada dasarnya kerusakan terjadi ketika benda yang bermuatan berbeda bersentuhan, penyamaan elektron yang tiba-tiba menyebabkan kerusakan. jika Anda membumikan diri sendiri, Anda mungkin berada di ground charge, tetapi chip itu sendiri mungkin memiliki penumpukan muatan, jika Anda dibumikan dan Anda menyentuhnya akan ada gelombang elektron. itulah mengapa tali ESD bukan hanya kawat tembaga, ada resistansi bernilai tinggi !!! jadi tubuh akan menyamakan bertanggung jawab secara bertahap daripada langsung. begitu banyak orang berpikir bahwa mereka ESD aman jika mereka berpegangan pada tubuh yang dibumikan. SALAH!!