Wie oft tötet statische Aufladung Computerkomponenten? In der Vergangenheit? Jetzt? Was ist der Unterschied?

Vollständige Offenlegung: Ich bin ein Computeringenieur und ein Softwareentwickler. Ich bin kein Elektroniker.

Wenn diese Frage bereits beantwortet wurde, verlinken Sie sie bitte. Ich habe bei Google und SE flüchtig gesucht und bin nicht weitergekommen. Bitte flamm mich nicht an.

Als ich 1995 anfing, an Computern zu arbeiten, lautete der Rat: "Tragen Sie ein statisches Armband und berühren Sie niemals Komponenten außerhalb Ihrer statisch geerdeten Matte." Ich wurde dann in die 'IBM-Methode' eingeführt, die lautete: 'Berühren Sie mit zwei Händen ein geerdetes blankes Metallgehäuse'.

Seitdem habe ich bei einem Computerhändler gearbeitet (1999), der mehr als 50 Geräte pro Tag versandte und an dem niemand statischen Schutz einsetzte. Wir hatten viele Ausfälle aufgrund von Fremdkörpern (Schrauben), die sich unter der Hauptplatine befanden, aber niemals einen Tod durch statische Aufladung.

Seitdem habe ich Computer gebaut und an Computern (privat und beruflich) gearbeitet, ohne auch nur die IBM-Methode anzuwenden. Ich habe buchstäblich Computer geöffnet, die nicht geerdet waren, und Komponenten in sie geschoben. Sie funktionieren danach gut.

Ich verstehe, dass der Plural der Anekdote keine Daten sind und frage daher dies. Meine Frage bezieht sich auf Einzelhandelsprodukte. das, was vom Verbraucher gekauft wird. Nicht Testprodukte in der Elektronikindustrie, sondern die CPUs, das RAM, die PCI-Karten, die wir täglich kaufen.

Meine Frage, abgekocht; Hat sich im Laufe der Jahre das Komponentendesign (Komponentenbedeutung; Motherboard, CPU, RAM, Plugin-Karte usw.) geändert, wodurch der alte Rat überholt ist? Sind modernere Komponenten unempfindlicher gegen statische Aufladungen? Oder ist der "statische Tod" von Bauteilen ein seltenes, aber kostspieliges Ereignis?

static

— Skrrp
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ESD ist nur dann gefährlich, wenn Sie tatsächlich statische Aufladung ansammeln und speichern. Die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, hängt von der Umgebung, dem Wetter Ihrer Schuhe, der Luftfeuchtigkeit und den Boden- / Oberflächenmaterialien ab. ESD-Erdungsbänder sind eine Vorsichtsmaßnahme, die sicherstellt, dass Sie sich nicht um Streuladungen kümmern. Es wird für das Überleben ESD Robustheit Verbesserungen, aber in der Regel Komponenten sind genauso empfindlich wie sie heute im Jahr 1995. Die Allgegenwärtigkeit von ESD - Schutz auf beiden ICS (Schutzdioden) waren und Baugruppenebene erhöht hat

— crasic

@crasic Vielen Dank für Ihre Eingabe. Sie schlagen vor, dass sich seit 1995 nichts geändert hat. Bedeuten Sie, dass das Risiko 1995 das gleiche war wie das derzeitige Risiko (keine Änderung, Risiko war damals minimal, Risiko hat sich nicht geändert?)

— Skrrp

Grundsätzlich sind die Gefahren von ESD-schädigenden elektronischen Bauteilen nur durch die schrumpfenden Bauteilgrößen gestiegen. Die geringeren Kosten vieler Schutzeinrichtungen (beide in einen Chip integriert und auf einer Leiterplatte montiert) hat jedoch wahrscheinlich ESD-Toleranz oder Schutz allgegenwärtiger als in den 90er Jahren gemacht und sicherlich als die 70er / 80er Jahre , als jene Verfahren , bei denen erprobt und entwickelt

— Crasic

Wie schon gesagt, ist das lokale Klima, dh die Luftfeuchtigkeit, der Schlüssel. Wohnen / arbeiten Sie an einem Ort, an dem Sie ständig Stößen durch Türgriffe usw. ausgesetzt sind?

— PeterG

Antworten:

Um Ihre spezifische Frage zu beantworten. Die Integration von PC-Bauteilen in modulare Standardkomponenten und die seit Anfang der 90er Jahre allgegenwärtige Vermittlung von elektrostatischer Entladung auf Chip-Ebene bedeuten, dass die Wahrscheinlichkeit, mit der Sie arbeiten, heute geringer ist als in den 90er Jahren. Heutzutage ist es für Chiphersteller üblich, ESD-Schutz auch in die einfachsten logischen Geräte zu integrieren. Obwohl der zugrunde liegende Prozess (CMOS-Transistorlogik) derselbe ist, macht der zusätzliche Schutz die Chips härter und die Wahrscheinlichkeit, dass Strom durch sie entladen wird, geringer etwas Sensibles als je zuvor.

Im Allgemeinen ist es wahrscheinlich, dass ein komfortabler Labor- oder Versammlungsraum mit vielen (geerdeten) Metalloberflächen, glattem Boden, nicht isolierender Bankoberfläche, nicht ionisierender Klimaanlage, ohne HV- oder Streuquellen von E & M eine sehr statikfreie Umgebung ist es ist. Wahrscheinlich haben Sie bisher nur Glück gehabt oder Ihre Lautstärke ist zu niedrig, um das Risiko einzuschätzen.

Des Weiteren

ESD-Schutz ist im Allgemeinen vorhanden, um empfindliche Elektronik vor Ladungsquellen, typischerweise Menschen und gelegentlich Fremdkörpern, zu schützen. Die Wahrscheinlichkeit einer signifikanten elektrostatischen Aufladung an einer Komponente oder Baugruppe (RAM-Stick, CPU) selbst ist relativ gering. Einige Komponenten können jedoch Ladung von einem Menschen aufnehmen, der damit umgeht, und sich in die nächste geerdete Komponente entladen, die sie berühren.

ESD wird in zwei unterschiedlichen Szenarien zum Problem. Erstens handelt es sich um extrem empfindliche oder einfache Geräte (Chips mit offenen Drain- / Kollektorauslässen, Kristalle, kleine integrierte Sensoren usw.). Zweitens ist es eine Umgebung, die die Wahrscheinlichkeit einer ungestörten statischen Aufladung von Bedienungspersonal erhöht. Beispiele hierfür sind Gummiböden (Isolierung des Bedienungspersonals), niedrige Luftfeuchtigkeit, raue Reibungsoberflächen, viel Bewegung des Bedienungspersonals (von Station zu Station), keine geerdeten Metallvorrichtungen. etc.

Integrierter Antistatikschutz (Dioden zum Kurzschließen der Ladung gegen Erde im einfachsten Fall) ist jetzt bei CPUs, Speichern und anderen ICs (Chips) mit hoher Dichte weit verbreitet. Auf der Bestückungsseite (Platine statt Chip) sind ESD-Schutzkomponenten / -schaltungen weitgehend verfügbar. Diese beseitigen nicht die Gefahr von elektrostatischer Entladung, können jedoch die Anforderungen an die Handhabungsumgebung verringern. Zum Beispiel für ein ESD-Schutzschema, das in den Chip integriert ist - sei es eine CPU, ein Speicher oder eine andere Logik. (Quelle am Ende dieses Beitrags)

In der Welt der Elektronikfertigung kann ein einzelner Techniker oder eine einzelne Station in einer Fabrik an einem Tag Tausende von Einheiten (von verschiedenen Kunden) sehen, und diese Baugruppen können z. B. für die Montage in Reinräumen ausgelegt sein oder eine allgemeine ESD-Anfälligkeit aufweisen. In dieser Welt wird ESD mit vorgeschriebenen Erdungskabeln und ESD-Entladestationen für alle Materialien und Personen, die in den Fertigungsbereich gelangen, ernst genommen. Dies vereinfacht die Kontrolle des Herstellungsprozesses (QS), auch wenn Ihr Gerät nicht besonders anfällig für elektrostatische Entladungen ist. Die Herstellungsprotokolle in den frühen 90er Jahren würden wahrscheinlich aus dieser Perspektive stammen (Herstellung in großem Maßstab an einem Standort, kein privater Monteur aus marktüblichen Teilen) und der Schwere der Anforderungen, die aus einer Zeit stammen, als Computer als Spezialhardware galten.

Relevante Quelle: TI White Sheet zum ESD-Schutz

— crasic
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Die Integration hat auch den Vorteil, dass viele empfindliche elektrische Kontakte vor Ihnen verborgen bleiben. Nehmen Sie eine moderne Grafikkarte mit einer BGA-GPU. Zwischen der Multilayer-Leiterplatte, BGA- und SMT-Komponenten können Sie nicht einmal einen Stift auf der GPU berühren. Nur freiliegende Teile sind große diskrete Komponenten und ein großer Metallkühlkörper, von denen keiner ESD-empfindlich ist.

— Crasic

Vielen Dank an alle für Ihre großartigen Beiträge. @Nils, sorry, ich habe Crasic's als Antwort gewählt, weil er meine spezielle Frage direkter beantwortet hat, aber du hast auch einige großartige zusätzliche Informationen geliefert.

— Skrrp

Nebenbei bemühte ich mich heute um die Installation einer Grafikkarte, die ein Kollege in eine Maschine eingebaut hatte. Mit dieser Frage im Hinterkopf berührte ich mit zwei Händen den Kühler hinter mir. Das zweite Mal, als ich die Grafikkarte leicht berührte, wurde der PC heruntergefahren und neu gestartet (ja, ich habe sie berührt, als sie eingeschaltet war). Ich dachte 'Mist, tötete meine erste Komponente von ESD'. Die Maschine ist wieder hochgefahren, also habe ich sie abgeschaltet. Als ich die Karte dann fester drückte, knallte sie mit einem lauten Knall in den Schlitz . Mein Kollege hatte es einfach nicht stark genug hineingedrückt.

— Skrrp

Ich habe letztes Jahr bei einem großen Halbleiterhersteller als Softwareentwickler gearbeitet und musste mit teuren Prototyp-Chips umgehen, um eine ESD-Ausbildung zu erhalten.

Das Problem war, dass ein Chip durch ESD zwar vollständig zerstört wird, dies jedoch selten und nicht sehr problematisch ist, da die Fehlerbehebung einfach ist. Geht nicht Dann ist es wahrscheinlich kaputt.

Die wirkliche Gefahr von ESD besteht darin, dass Sie Chips auf subtile Weise beschädigen können. Sie arbeiten zu 99% weiter, aber manchmal verhalten sie sich an einem heißen und trockenen Sommertag unregelmäßig.

Wenn dies bei einer PC-Grafikkarte der Fall ist, kann dies nur in sporadischen Junk-Pixeln oder einem Absturz einmal im Jahr auftreten. Wahrscheinlich keine große Sache für die Verbraucher und kann sogar unbemerkt bleiben.

Sie möchten auf keinen Fall, dass sporadisches Fehlverhalten in irgendeiner Art von Elektronik auftritt, von der Ihr Leben abhängt. Denken Sie an Ihr Auto, die Elektronik im Flugzeug, in dem Sie sitzen, oder die Elektronik von medizinischen Geräten wie Insulinpumpen.

Das gute alte Armband und eine antistatische Matte an Ihrem Arbeitsplatz verhindern die meisten Probleme, sobald die Chips hergestellt und in der Verpackung sind. Je sicherheitskritischer es wird, desto mehr tun Sie gegen statische Aufladung: Spezielle antistatische Teppiche und Schuhe mit Erdungsanschluss und dergleichen.

Zusätzliche Anekdote: Die Hardware-Ingenieure in Halbleiterfabriken sind sehr an Chips interessiert, die sich auf die eine oder andere Weise lustig verhalten. Wenn sie einen finden, nehmen sie sie auseinander, um herauszufinden, was los ist. Sie wollen sicherstellen, dass es in ihrem Herstellungsprozess keine Probleme gibt. Mir wurde gesagt, dass du den Todesblick bekommst, wenn sie zwei Tage verschwendet haben, nur um herauszufinden, dass du faul mit dem Armband warst :-)

— Nils Pipenbrinck
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