Sollte ich mir Sorgen wegen elektrostatischer Entladung machen?

Da ich hauptsächlich mit Mikrocontrollern arbeite, habe ich mich noch nie mit einem Armband oder einer anderen Implementierung geerdet.
Sollte ich mir darüber Sorgen machen? Wie ernst ist ESD, wenn ich an meiner Werkbank an Projekten arbeite?

Ich weiß, die meisten Leute werden mich dafür anschreien. Und ich treffe jeden Tag ein paar Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladungen, aber elektrostatische Entladungen sind in der modernen Elektronik ein sehr seltener Fehlermodus.

Vor meinem Hintergrund unterrichte ich an meiner Universität die Capstone-Design-Klasse und sie muss in 4 Phasen viele verschiedene Dinge bauen. Viele Studenten (fast alle) werden nicht auf uns hören, wenn wir vor ESD-Vorsichtsmaßnahmen warnen.

Ich habe mindestens 10 Projekte gesehen, bei denen sie ESD verantwortlich gemacht haben, nur eines, bei dem es sich wahrscheinlich um ESD handelte. In diesem Projekt arbeitete ein Brett, und ein Schüler kam heran und berührte es, und man konnte den Schock hörbar hören, als er statische Elektrizität entlud. Dies ist fehlgeschlagen.

Für die anderen 9 gaben sie ESD die Schuld, nur um zu einem späteren Zeitpunkt festzustellen, dass sie einen Konstruktionsfehler hatten, der nicht einfach aufzuspüren war und nur den hässlichen Kopf unter sehr spezifischen Bedingungen aufzog.

Ich habe viel mehr als 10 Projekte gehört, die esd beschuldigt haben und innerhalb weniger Stunden ein Problem gefunden haben, aber nur 10 haben geschworen, dass sie mit der nächsten Phase fortfahren dürfen, weil es funktioniert hat, aber ESD es gebraten hat.

In diesem Sinne sollten Sie bei der Arbeit die Datenblätter überprüfen. Die meisten modernen Geräte verfügen über einen ESD-Schutz, der mit HBM (Human-Body-Modell) auf eine bestimmte Spannung ausgelegt ist. Liegt dieser unter 1kV, ist dies sehr anfällig. Wenn es mit 2k bewertet ist, ist es halb belastbar, zum größten Teil müsste man dumm sein, um es zu beschädigen. Wenn es 4k ist, ist es ziemlich belastbar. Wenn es 8k ist, werden Sie einen Funken hören, bevor Sie es verletzen.

Seien Sie vorsichtig bei denjenigen, die die Schuld an ESD tragen, aber tragen Sie nur für den Fall eine Handschlaufe. Sie können eine Matte und einen Riemen für fast nichts bekommen.

Ja, Sie sollten / müssen sich darüber Sorgen machen. Der einfache Fall ist, wo Sie das Gerät vollständig blasen. Das ist einfach, es geht einfach nicht. Das Problem ist, wo Sie die E / A-Treiberschaltung beschädigen - ziemlich häufig, da dies das Bit ist, das durch den Stift freigelegt wird. In diesem Fall scheint der Treiber einige Zeit zu funktionieren . Wenn es für einen Teil der Zeit mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden muss, kann dies zu zeitweiligen und schwer zu diagnostizierenden Fehlern führen. (Ich war dort und habe mehrere T-Shirts bekommen !!)

Dies wird immer notwendiger, da die Geometrien der Bauelemente schrumpfen und die Kernspannungen abfallen. Herstellungsprozesse für Mikrocontroller waren oft etwas hinter der Blutungskante, aber da die Oxidschichtdicken mit der Größe der Bauelementgeometrie abnehmen, verringert sich die erforderliche ESD-Spannung, die zur Beschädigung des Bauelements erforderlich ist.

Die Quintessenz ist, dass Sie eine Weile davonkommen können, die ESD-Vorsichtsmaßnahmen zu ignorieren, aber wie lange? Als Clint Eastwood sagte: „Sie müssen sich eine Frage stellen:‚ Fühle ich mich glücklich? ' Na, bist du Punk? "

Die heikele Sache mit ESD ist , dass selbst wenn es nichts zu beeinflussen scheint, jede kleine Entladung tut Ursache gewissen Schadens, ob es der Silizium - Lochfraß, ein wenig von dem Bonddraht Verdampfen auf einem Teil der Metallisierung Entfernen von Durch die Halbleiterschichten oder einen anderen Effekt wird das Produkt physikalisch verändert.

In den meisten Fällen werden die meisten Verwendungen eines bestimmten Teils durch die Änderung nicht messbar verändert. Die meisten Leute überarbeiten ihre Entwürfe, damit sie sie nicht annähernd an ihre Grenzen stoßen. Es gibt also einen großen Spielraum, in dem ein entkerntes Teil für mehr Verwendungszwecke gut geeignet ist.

Wiederholte Entladungen werden mit der Zeit das Teil so verändern, dass es sich leicht außerhalb der Spezifikation verhält - aber möglicherweise nicht genug, um es ohne gründliche Tests zu bemerken. Dies ist wirklich das Worst-Case-Szenario - da es die meiste Zeit funktioniert, ist es wirklich schwierig herauszufinden, warum es nicht funktioniert, wenn es fehlschlägt. Es ist weitaus besser, wenn ein Teil komplett ausfällt, sodass es einfach ist, es zu finden.

Alternativ kann die eine kleine Entladung, die einmal aufgetreten ist, sie so stark beschädigen, dass sie bei voller Auslastung ausfällt. Das passiert natürlich, sobald Sie es im Feld eingesetzt haben, und es ist mühsam, es zurückzubekommen und Fehler zu beheben.

Diese Art von Beschädigung kann nicht erkannt werden, ohne das Silizium aus der Verpackung zu entfernen und zu untersuchen, oder in Fällen, in denen die Beschädigung zwischen den Schichten verborgen ist, indem das Silizium in sehr dünne Schichten geschnitten wird, in denen die Gefahr besteht, dass die Beschädigung auftritt.

Ja, alle hier haben Recht, wenn sie sagen: "Ich befolge selten ESD-Vorsichtsmaßnahmen und habe noch nie ein Problem gesehen." Sie werden es nie sehen, und wenn es fehlschlägt, gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass es sich um ein ESD-Ereignis handelt, da es in letzter Zeit kein ESD-Ereignis gab.

Das heißt aber nicht, dass ich den Produkten von ihrer Bank vertrauen werde.

Sie sollten ESD-Maßnahmen nur überspringen, wenn Sie den Schmerz ($$) ertragen können, das zu ersetzen, was immer es ist. Wenn Sie jedoch nicht auf der Erde sind, beachten Sie, dass ein Gerätefehler nicht alles oder nichts ist. Kompletter katastrophaler Ausfall ist wahrscheinlich der beste Fehlermodus, da Sie nicht so viel Zeit damit verschwenden, herauszufinden, was schief gelaufen ist. Ich persönlich werde nichts Größeres als die 7400er Serie ohne ein Erdungsarmband handhaben.

Wenn Sie keine Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladungen treffen, besteht die Gefahr, dass Dinge beschädigt werden. Die Wahrscheinlichkeit, etwas zu beschädigen, variiert von Ort zu Ort (Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Bodenoberfläche sind wichtige Faktoren), und es ist durchaus möglich, dass Sie niemals etwas beschädigen (oder zumindest nicht, was Sie bemerken würden).

Ich HABE zuvor Geräte mit ESD beschädigt. Ich habe einmal eine serielle Schnittstelle (etwas, das gegen ESD geschützt ist, weil die Stifte dort draußen hängen) durch einen Stoß auf die Stifte getötet.

Das soll nicht heißen, dass Sie das A und O des ESD-Schutzes haben müssen. Selbst wenn Sie nicht das gesamte Sortiment mit Ionisatoren, Armband und leitfähigen Fliesenböden nutzen, versuchen Sie, eine geerdete Matte für Ihre Bank zu erhalten, und versuchen Sie, diese Matte zu berühren, wenn Sie sich hinsetzen. Sie neigen dazu, die Matte während der Arbeit mit den Händen zu bürsten. Dadurch bleiben Sie größtenteils auf dem gleichen Potential wie die Teile auf der Matte und können Probleme auf ein Minimum reduzieren.

Meine Erfahrung scheint zu sein, dass Sie wahrscheinlich für Monate oder Jahre in Ordnung sind (abhängig von den genauen Komponenten und der Menge der statischen Aufladung, die Sie in Ihrer Umgebung aufbauen), aber es ist nicht nur ein theoretisches Problem und eines Tages wird es Sie beißen. Wahrscheinlich zum ungünstigsten und teuersten Zeitpunkt.

Und es ist nicht sehr schwierig, sich dagegen zu schützen, also gewöhnen Sie sich einfach an, es zu tun. Ich habe dort meinen eigenen Rat nicht befolgt, aber ich sollte und beabsichtige es wirklich!

Ja, Sie sollten sich auf jeden Fall Sorgen machen, besonders wenn Sie mit CMOS arbeiten (das ist heutzutage bei jedem digitalen IC der Fall).

An einem trockenen Wintertag kann sich statische Elektrizität leicht auf mehrere kV aufbauen, wenn Sie mit Ihren Ledersohlenschuhen über einen Kunstfaserteppich laufen. Nur nach dem Türgriff zu greifen, kann einen Funken aus Ihren Fingerspitzen ziehen und Ihnen einen unangenehmen Schock versetzen.

Was ist das Risiko mit CMOS? CMOS-Eingänge in digitalen ICs wie Mikrocontrollern haben eine sehr hohe Impedanz. Wenn Sie eine Spannung anlegen, kann diese nicht mehr verwendet werden. Das Gate eines MOSFET ist nur durch eine extrem dünne Isolationsschicht vom Kanal des FET isoliert. Wenn Sie also mit 4000 V aufgeladen sind und den Eingangsstift des Mikrocontrollers berühren, findet die Ladung den einfachsten Ausweg. Dies kann die Isolationsschicht des Gates sein. Wenn Sie Glück haben, beschädigt die Ladung die Isolierschicht nicht. Es ist jedoch auch möglich, dass es beschädigt wird, den MOSFET zerstört und Ihr Gerät möglicherweise unbrauchbar wird.

Dies kann passieren, wenn ein Teil auf Ihrem Schreibtisch liegt, aber es ist auch bei fertigen Produkten möglich. Tasten sollen berührt werden und hinterlassen oft einen Luftspalt, durch den eine Entladung eine Leiterplatte erreichen kann. Sie können mechanische Maßnahmen wie die Verlängerung des Pfades anwenden, indem Sie daraus ein Labyrinth machen. Und Sie können empfindliche Leiterbahnen mit schnellen ESD-Schutzgeräten wie Überspannungsschutzdioden oder Varistoren schützen.

ESD-Bedrohungen, von denen Sie hören, sind real. Verwenden Sie beim Arbeiten mit ESD-empfindlichen Geräten mindestens eine antistatische Matte und ein antistatisches Armband.

Es ist interessant, wie die Leute etwas sagen, um zu sagen: "Ich befolge keine ESD-Vorsichtsmaßnahmen, aber du solltest." Es ist in Ordnung ... wir werden unseren eigenen Idealen niemals gerecht. Ich denke, Ihre Frage lautet: "Soll ich jede Nacht sieben bis acht Stunden schlafen?" Die Antwort lautet: "Ja, genug Schlaf ist wichtig ... aber manchmal passiert es nicht."

Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladungen sind besonders wichtig in Fertigungsumgebungen, in denen Sie ein Produkt herstellen und sich nicht um Reparaturen vor Ort kümmern möchten. In der Regel sind Schäden durch elektrostatische Entladung nicht sofort erkennbar, können jedoch nach Monaten oder Jahren zum Ausfall eines Produkts führen.

Es ist eine gute Gewohnheit, grundlegende ESD-Vorsichtsmaßnahmen anzuwenden. Davon abgesehen wäre ich bei den meisten grundlegenden Arbeiten nicht so streng mit dir. Wenn Sie gelegentlich einen Chip ohne Handschlaufe in die Hand nehmen, haben Sie nicht das Gefühl, eine Sünde begangen zu haben.

Wenn Sie ein Bastler sind, müssen Sie sich nicht wirklich um den ESD-Schutz kümmern.

Wenn Sie Prototypen für ein tatsächliches Projekt bauen, sollten Sie sich über den ESD-Schutz Gedanken machen ... aber in Wirklichkeit werden Sie sich wahrscheinlich nicht allzu sehr darum kümmern, abgesehen davon, dass Sie regelmäßig das nächstgelegene geerdete Metallstück berühren.

Wenn Sie Produktionsanlagen bauen, die an zahlende Kunden verkauft werden, müssen Sie sich mit dem ESD-Schutz befassen. Das heißt, ein Gurt und eine Matte zu jeder Zeit in einem Bereich ohne Teppich.

Meine Antwort ist ziemlich direkt. Ich habe meine Lektion auf die harte Tour gelernt.

Verwenden Sie einfach den ESD-Schutz.

Handgelenkbänder sind nervig, ja. Holen Sie sich mindestens eine große und hochwertige ESD-Matte und legen Sie sie auf Ihren Schreibtisch. Es ist viel unwahrscheinlicher, dass Sie etwas berühren, bevor Sie Ihre Hände auf den Tisch legen. Ich neige sowieso dazu, meine Arme auf den Tisch zu legen, wenn ich arbeite.

Meine Geschichte ist, dass ich dachte, alles sei in Ordnung, bis ich einen besonders kalten Winter bekam und nur eines Tages den falschen Pullover trug. Ich habe alle meine AVR-Programmierer und Dutzende meiner eigenen Boards durcheinander gebracht, so dass sie jetzt "manchmal" funktionieren. Das lag tatsächlich daran, dass meine ESD-Matte von schlechter Qualität war. Das hat mich Wochen gekostet. Es ist es einfach nicht wert.

Wir hatten weder beim Prototypenbau noch bei der Produktion Probleme mit ESD und verwenden keine Wrist-Wraps oder andere Materialien. OTOH wir haben keine Teppiche und tragen keine Wolle oder synthetische Kleidung. Aus diesem Grund hatten wir nie eine statische Entladung von Ihren Körpern bei der Arbeit.

Ich empfehle, wenn möglich mit statischen Aufladungen an der Quelle zu kämpfen (Kleidung, Möbel und Luftfeuchtigkeit überprüfen). Danach können Sie eventuell ein paar Erdungsgeräte für den doppelten Schutz kaufen.

alter Thread, aber für alle, die jetzt lesen. Jemand hat erwähnt, dass er den Kühler berührt, um sich zu entladen. Das ist ein weit verbreitetes Missverständnis! Bitte entschuldigen Sie meine Grammatik und Terminologie, kein Muttersprachler. Grundsätzlich tritt der Schaden jedoch auf, wenn unterschiedlich geladene Gegenstände in Kontakt kommen, der plötzliche Elektronenausgleich den Schaden verursacht. Wenn Sie sich selbst erden, sind Sie möglicherweise auf dem Boden aufgeladen, aber der Chip selbst kann sich aufladen. Wenn Sie geerdet sind und ihn berühren, entsteht ein Elektronenstoß. Das ist der Grund, warum ESD-Bänder nicht nur aus Kupfer bestehen, sondern auch eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweisen !!! So gleichen sich die verantwortlichen Körper allmählich und nicht sofort aus. So viele Menschen denken, dass sie ESD-sicher sind, wenn sie sich an einem geerdeten Körper festhalten. FALSCH!!