我主要从事微控制器的工作,从来没有为腕带或任何其他实现方式接地而烦恼。
我应该为此担心吗?在我的项目工作台上工作时,ESD有多严重?
我主要从事微控制器的工作,从来没有为腕带或任何其他实现方式接地而烦恼。
我应该为此担心吗?在我的项目工作台上工作时,ESD有多严重?
Answers:
我知道大多数人会为此大吼大叫。老实说,我确实每天都采取一些ESD预防措施,但是ESD是现代电子产品中一种罕见的故障模式。
就我的背景而言,我参加了我大学的顶点设计课程的教学,他们必须分四个阶段构建许多东西。当我们警告ESD预防措施时,许多学生(几乎所有)都不听我们的话。
我看到至少有10个项目将ESD归咎于这些项目,只有一个可能是ESD。在那个项目中,一个木板正在工作,一个学生走上去触摸它,当他释放静电时,您可以听到震动的声音。这失败了。
对于其他9个,他们指责ESD仅是在后来发现它们的设计缺陷不容易被追查,并且只能在非常特定的条件下将其抬起头来。
我听说有超过10个项目被指责为esd,并在几个小时内发现问题,但只有10个项目宣誓就职,他们应该被允许继续进行下一阶段,因为它起作用了,但ESD却炒掉了它。
关于这一点,在工作时,应查看数据表。大多数现代设备具有ESD保护,使用HBM(人体模型)可达到一定电压。如果低于1kV,则很容易受到影响。如果额定值为2k,则它是半弹性的,在大多数情况下,您必须笨拙地损坏它。如果是4k,则非常有弹性。如果是8k,您会在受伤之前听到火花。
谨防那些会导致ESD的人,但要戴好腕带以防万一。您几乎可以得到垫子和皮带。
是的,您应该/必须为此担心。最简单的情况是完全炸毁设备。这很简单,只是行不通。问题在于损坏IO驱动器电路的地方-很常见,因为这是该引脚暴露的位。在这种情况下,驱动程序可能会工作一段时间。如果它必须在部分时间内高速运行,则可能断断续续,难以诊断故障。(去那儿买了几件T恤!!)
随着器件几何尺寸的缩小和内核电压的下降,这变得越来越必要。微控制器的制造工艺通常稍稍落后于前沿,但随着氧化物层厚度的减小,随着器件几何尺寸的减小,损坏器件所需的ESD电压也随之降低。
最重要的是,您可以暂时忽略ESD预防措施,但要持续多长时间?正如克林特·伊斯特伍德(Clint Eastwood)所说:“你必须问自己一个问题:'我感到幸运吗?' 好吧,朋克吗?”
与ESD棘手的是,即使它似乎并没有影响到任何东西,每一个细小的排放确实造成了一些伤害,无论是点状的硅,蒸发焊线的一点点,对一个去除一些金属化半导体层或其他影响,将物理上改变产品。
在大多数情况下,更改不会显着改变给定零件的大多数用途。大多数人过度设计他们的设计,所以他们不会在极限附近的任何地方使用它们,因此有很大的余地,凹坑部分可以很好地用于更多用途。
随着时间的流逝,重复放电将改变零件,使其性能略微超出规格,但如果不进行全面测试,可能不足以引起注意。这确实是最坏的情况-因为它在大多数时间都有效,所以很难找出失败后为何不起作用的原因。零件完全失效要好得多,这样很容易追查。
或者,一次发生的一次小放电会损坏它,以至于您将其完全使用时,它就会失效。当然,一旦将其部署到现场,就会发生这种情况,将其退回并进行故障排除很痛苦。
如果不从包装中取出硅并进行检查,或者在损坏隐藏在层之间的情况下,通过将硅切成很薄的薄片(很可能会发生损坏),就无法检测到这种损坏。
因此,是的,这里的每个人都说“我很少遵循ESD预防措施,而且从未见过问题”时是对的。他们永远不会看到它,并且当它确实失败时,没有理由相信它与ESD有关,因为最近没有发生ESD事件。
但这也不意味着我也不会信任他们的产品。
如果不采取ESD预防措施,则会有造成损坏的危险。损坏某物的可能性在各地都有所不同(温度,湿度和地板表面是重要因素),而且您极有可能永远不会损坏任何东西(或至少不会引起您的注意)。
使用ESD之前,我已经损坏了设备。哎呀,我曾经通过冲击针脚杀死了一个串行端口(由于针脚悬在那儿,所以可以防ESD)。
现在,这并不是说您必须拥有ESD保护的全部和全部。即使您不打算使用带有电离器,腕带和导电瓷砖地板的完整阵列,也要尝试为长凳准备一个接地垫,并在坐下时尝试触摸它们。在工作时,您往往会用手刷一下垫子,这将使您与垫子上的零件基本处于同一电位,并将发生问题的可能性降到最低。
我的经验似乎是,您可能几个月或几年都没事(取决于确切的组件以及您在环境中累积的静电量),但这不只是理论上的问题,总有一天会刺伤您。可能是在最不方便的时间和最昂贵的修复方法。
防御它并不是很困难,所以只要养成这样做的习惯即可。我没有在那儿接受自己的建议,但我确实应该而且确实打算这样做!
是的,您绝对应该为此担心,特别是如果您使用的是CMOS(当今的每一种数字IC)。
在干燥的冬日里,静电很容易累积到几千伏,并在合成纤维地毯上与皮革鞋底一起行走。伸手抓住门把手可能会从指尖抽出火花,并给您带来不愉快的震动。
CMOS有什么风险?微控制器等数字IC中的CMOS输入具有很高的阻抗。如果施加电压,它将无处可去。MOSFET的栅极仅通过极薄的绝缘层与FET的通道隔离。因此,如果您说的是4000V,并且触摸了微控制器的输入引脚,则电荷将找到最简单的出路,这可能是栅极的绝缘层。如果幸运的话,电荷不会损坏穿过它的绝缘层。但是也有可能损坏它,破坏MOSFET,可能使您的设备失效。
处理桌上的零件时可能会发生这种情况,但在成品中也可能发生这种情况。应当触摸按钮,并且通常会留有空隙,放电可以通过空隙进入PCB。您可以应用机械措施,例如通过使其成为迷宫来延长路径。而且,您可以使用快速ESD保护设备(例如瞬态抑制二极管或压敏电阻)来保护易受影响的走线。
您听到的ESD威胁是真实的。在使用ESD敏感设备时,至少应使用防静电垫和防静电腕带。
有趣的是人们怎么说“我不遵循ESD预防措施,但您应该这样做”的效果。没关系……我们从不辜负自己的理想。我认为您的问题就像“我每晚应该睡七到八个小时吗?” 答案是“是的,充足的睡眠很重要……但有时不会发生”
ESD预防措施在您要制造产品且不想进行现场维修的制造环境中尤为重要。通常,不会立即发现ESD造成的损坏,但可能会导致产品在使用数月或数年后出现故障。
养成使用基本ESD预防措施的习惯是一件好事。话虽这么说,对于大多数基础工作,我对它不会非常严格。如果您偶尔拿起没有系上腕带的筹码,就不要觉得自己犯了罪。
无论是在原型设计上还是在生产中,我们都从未遇到过ESD的任何问题,并且我们不使用任何腕带或其他东西。太太我们没有任何地毯,也不要穿羊毛或人造服装。因此,我们从未在工作中从您的身体上释放过静电。
我建议尽可能在源头上消除静电堆积(检查衣服,家具和湿度),然后再购买一些人为接地的设备以提供双重保护。