静电会多久杀死一次计算机组件?以往?现在?有什么不同?


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全面披露:我是计算机工程师和软件开发人员。我不是电子工程师。

如果这个问题已经回答,请链接到它,我已经在Google和SE上进行了粗略的搜索,但没有找到任何答案。请不要解雇我。

早在1995年我开始从事计算机工作时,建议就是“戴上防静电腕带,并且切勿触摸防静电垫子外部的组件”。然后向我介绍了“ IBM方法”:“用两只手触摸接地的裸机壳”。

从那以后,我在一家计算机销售商(1999年)工作,每天卖出50多个单元,而那个地方没有人使用静电防护。我们由于主板下方的异物(螺钉)而发生了许多故障,但从未发生过因静电而导致组件损坏的情况。

从那时起,我建造计算机并在计算机上(个人和工作)工作,甚至没有采用“ IBM方法”。我确实打开了没有接地的计算机,并将组件推入其中。他们之后工作正常。

我了解到轶事的复数形式不是数据,因此提出了这一要求。我的问题是关于零售产品的。消费者购买的商品。不是测试电子行业的产品,而是测试我们每天购买的CPU,RAM和PCI卡。

我的问题归结为 多年来,组件设计(组件含义;主板,CPU,RAM,插件卡等)是否发生了变化,从而使旧建议已过时?更多现代组件是否更抗静电?还是部件的“静态死亡”是一种罕见但代价高昂的事件?


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ESD仅在您实际积累并存储静电时才很危险,发生这种静电的可能性取决于环境,鞋子的天气,湿度和地板/表面材料。ESD接地带是一种预防措施,可确保您不会在意杂散电荷。可以抵抗ESD的坚固性得到了改善,但今天的组件现在和1995年一样敏感。IC(保护二极管)和组件级别的ESD保护普遍存在,可能会有所增加
2015年

@crasic感谢您的输入。您建议自1995年以来没有发生过任何变化。您是否暗示1995年的风险与当前的风险相同(没有变化,当时的风险很小,风险没有变化?)
Skrrp 2015年

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从根本上讲,ESD损坏电子组件的危险仅是由于组件尺寸缩小而增加了。然而,许多保护性装置(包括集成到一个芯片上组装PCB)的较低的成本可能已经取得的ESD耐受性或保护比90年代更无处不在,肯定比当这些程序在那里试点,开发了70年代/ 80年代
crasic

疯狂地说,当地的气候即湿度是关键。您是否在不断受到门把手等震动的地方居住/工作?
peterG 2016年

Answers:


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回答您的特定问题。自90年代初以来,将PC部件集成到标准模块化部件中,并且芯片级ESD中介无处不在,这意味着与90年代相比,如今使用的部件对ESD的敏感性更高。对于芯片制造商而言,如今将ESD保护集成到最简单的逻辑设备中是非常普遍的,因此,尽管底层工艺(CMOS晶体管逻辑)是相同的,但额外的保护使芯片更坚硬,并减少了通过任何比以往任何时候都敏感的事情

一般来说,舒适的实验室或会议室有许多(接地的)金属表面,光滑的地板,非绝缘的工作台表面,无电离的空调,没有HV或E&M的杂散源,这很可能是一个非常无静电的环境,因为它是。到目前为止,您可能很幸运,或者您的交易量太低,风险不容小appreciated。

进一步

通常会采用ESD保护,以保护敏感的电子设备免受电荷源(通常是人,偶尔还有异物)的伤害。组件或组件(冲杆,cpu)本身上产生大量静电荷的可能性相对较小,但是某些组件可能会从操作人员那里吸收电荷,然后继续释放到接触的下一个接地组件中。

ESD在两种不同的情况下成为一个问题。首先是极其敏感或简单的设备(带有开漏/集电极输出的芯片,晶体,小型集成传感器等)。其次是一种环境,该环境会增加操作员搬运设备时产生静电荷的可能性,例如橡胶地板(操作员隔离),低湿度,粗糙的摩擦表面,大量操作员移动(步行到站之间),没有接地的金属固定装置,等等

集成的抗静电保护(在最简单的情况下,二极管可将电荷短路至地)在cpu,存储器和其他高密度IC(芯片)上更为普遍。在组装方面(pcb代替芯片规模),ESD保护组件/电路广泛可用。这些不能消除ESD的危险,但是可以减少对操作环境的要求。例如,集成到芯片中的ESD保护方案-CPU,存储器或其他逻辑。(来源在这篇文章的底部)

ESD保护方案示例

在电子制造世界中,工厂中的单个技术人员或工作站一天可以看到数千个单位(来自不同的客户),这些组件可以设计为例如无尘室组件或全板上具有ESD敏感性。在那个世界上,对于进入生产车间的所有材料和人员,必须使用强制性的接地线和ESD放电站来认真对待ESD。即使您的设备不是特别容易受到ESD的影响,这也使制造过程控制(QA)更加简单。90年代初的制造协议可能来自这种观点(在一个地点进行大规模制造,而不是从通用市场零件那里进行私人组装),而要求的严格性则来自于计算机被视为专用硬件的时代。

相关来源:TI ESD保护白皮书


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集成还具有为您隐藏许多敏感电触点的好处。以带有BGA GPU的现代视频卡为例,在多层PCB板,BGA和SMT组件之间,您甚至不能触摸GPU上的引脚,只有裸露的部分是大型的分立组件和大型的金属散热片,它们都不对ESD敏感。
crasic

感谢大家的宝贵意见。@Nils,对不起,我去找crasic作为答案,因为他更直接地回答了我的特定问题,但您还提供了一些很棒的额外信息。
Skrrp

顺便说一句,我今天正在对同事安装在计算机上的图形卡安装进行故障排除。想到这个问题,我摸了摸身后散热器上的两只手。第二秒钟我轻轻触摸了图形卡,PC关机并重新启动(是的,我在开机时触摸了它)。我以为“废话,杀死了我的第一个ESD组件”。机器恢复正常,所以我关闭了电源。当我再卡上推越难突然出现在大声插槽爆炸。我的同事只是没有努力地努力。
Skrrp

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去年,我在一家大型半导体制造商工作,担任软件开发人员,我必须处理昂贵的原型芯片,因此接受了ESD培训。

结果是,确实确实发生了通过ESD彻底破坏芯片的情况,但是这种情况很少发生,并且问题不大,因为它很容易解决。不行吗 然后可能坏了。

ESD的真正危险是,您可能会以细微的方式损坏芯片。他们继续99%的时间工作,但偶尔在炎热干燥的夏季,他们的行为会不稳定。

如果PC图形卡发生这种情况,每年可能会偶尔出现垃圾像素或崩溃。对于消费者来说可能不是什么大问题,甚至可能不会引起注意。

您绝对不希望零星的行为发生在您生活所依赖的任何电子产品中。考虑一下您的汽车,所坐飞机中的电子设备或胰岛素泵等医疗设备的电子设备。

切屑生产出来并放入包装后,工作场所的旧腕带和防静电垫可以防止大多数问题。它获得的安全性越关键,您就越需要采取防静电措施:特殊的防静电地毯和带有接地连接的鞋子等。

额外的轶事:半导体工厂的硬件工程师对以某种方式表现有趣的芯片非常感兴趣。如果他们找到一个,就会把它们拆开,找出问题所在。他们希望确保制造过程中没有问题。有人告诉我,如果他们浪费了两天,就会死神凝视,只是为了发现您懒于腕带:-)

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