Statik Elektrik Tehlikeleri Nasıl Ortadan Kaldırılır?
Statik elektrik tüm elektronik ürünler için tehdit oluşturmaktadır; elektronik endüstrisinde bunun etkili bir şekilde önlenmesi en önemli önceliktir.
I. ESD'nin Çiplere Tehlikesi: Bilgisayarlar, çoğu MOS teknolojisi kullanılarak üretilen devre kartları ve kartlardan oluşur; içlerindeki devreler yüksek-voltajlı statik elektriğe karşı oldukça hassastır. Statik yük taşıyan bir kişi veya nesne bu bileşenlere dokunduğunda Elektrostatik Deşarj (ESD) meydana gelir. Yüksek-voltajlı statik elektrik bir MOS devresine çarptığında, dahili oksit tabakası delinebilir veya yok edilebilir, bu da bileşenin anında arızalanmasına veya hatalı çalışmasına neden olabilir. Elbette, ESD'ye maruz kalan bileşenler her zaman anında arızalanmaz-bu yüzden birçok kişi sorunu hafife alıyor. Aslında, statik elektriğin günlük yaşamda her yerde olduğu göz önüne alındığında, deneyimler, statik elektriğin hissedilmesi için en az 3,5 kV'a, duyulabilir hale gelmesi için 4,5 kV'a ve görünür kıvılcımlar (bir kazakta görülenler gibi) üretmesi için 5 kV'un üzerine ulaşması gerektiğini göstermektedir.
ESD, doğrudan fiziksel hasara neden olmanın ötesinde, MOS devreleri içinde bir "mandallama{0}}etkisini (parazit tristör etkisi olarak da bilinir) tetikleyebilir. Bu, dahili akımda büyük bir artışa ve dahili mantık fonksiyonlarının bozulmasına neden olur. Bir MOS devresi bu mandallı duruma girdiğinde, güç kaynağı bağlı olduğu sürece kilitli kalır; uzun süreli kilitleme devreyi yakabilir veya performansını düşürebilir. Örneğin, bir yazıcı kablosunun "çalışırken-takılması" bilgisayar arızalarına (yanıt vermeyen fare veya yazıcı hatası uyarıları gibi) neden oluyorsa, derhal çözüm bilgisayarı kapatmaktır.
Bu sorunu çözmek için uluslararası kuruluşlar, ESD{0}} ile ilgili elektrik arızalarını aşağıdaki şekilde kategorize eden özel standartlar oluşturmuştur:
1. Operasyonel ESD Arızaları: Statik yük taşıyan bir kullanıcı bilgisayarın klavye, fare veya sıfırlama düğmesi gibi dış kısmına-dokunduğunda bunlar meydana gelir. Bu, beklenmedik yeniden başlatmalar, duraklamalar veya sistem çökmeleri gibi sorunlara yol açabilir. Küçük vakalar sistemin sıfırlanmasını veya yazılımın yeniden yüklenmesini gerektirebilirken ciddi vakalar donanımın değiştirilmesini gerektirebilir.
2. Bakım ESD Arızaları: Statik yük taşıyan bir kullanıcının bilgisayar kasasının içindeki iletken metal parçalara dokunması sonucu meydana gelir. Örneğin, bakım veya onarım sırasında dahili devre kartlarına veya kartlara elle dokunmak yukarıda belirtilen arızaları tetikleyebilir. 3. ESD arızaları: Bilgisayarı kullanan kişi statik yük taşıyorsa ve CPU veya devre kartları gibi bileşenlere dokunursa, ortaya çıkan ESD parçalara zarar verebilir.
II. ESD'yi Ortadan Kaldırmaya Yönelik Önlemler
1. Doğru topraklama: Modern bilgisayarlarda genellikle AC güç girişine bağlı bir topraklama kablosu bulunur; bu toprak hattı iki küçük kapasitör aracılığıyla canlı ve nötr hatlara bağlanır. Zayıf topraklama, hassas kullanıcıların metal şasiye dokunduklarında hafif bir elektrik çarpması hissetmelerine neden olabilir (110V'luk ancak çok düşük akım içeren). Çiplerin voltaj toleransı 110V'tan çok daha düşük olduğundan, tüm bilgisayar ekipmanlarının (sistem birimi, yazıcı ve monitör gibi) düzgün şekilde topraklanmaması, yazıcı bağlantı noktaları ve grafik kartları gibi bileşenlerde hasara yol açabilir. Birçok düşük-kaliteli uzatma kablosu üç-pimli bir tasarıma sahip gibi görünse de gerçek bir dahili toprak bağlantısına sahip değildir; Kullanıcıların satın alırken bu konuda özellikle dikkatli olmaları gerekmektedir.
2. Çip ve devre kartının taşınması için ambalajlama: Üreticiler genellikle sevkiyattan önce bilgisayar bileşenleri için anti-statik torbalar kullanarak ESD korumasına öncelik verirler. Kabarcıklı ambalaj veya Strafor gibi-yüksek yalıtım özelliklerine sahip ambalaj malzemeleri-ESD oluşturmaya eğilimlidir ve bilgisayar bileşenlerinin ambalajlanması için uygun değildir.
3. Personel üzerindeki statik elektriğin yönetimi: Operatörler ve teknisyenler ESD risklerinin sürekli farkında olmalı ve mümkün olduğunca dahili devre kartlarına dokunmaktan kaçınmalıdır. Dahili devrelerle temas gerekiyorsa topraklama bilekliği takılmalıdır.
4. İşyerinde statik elektriğin yönetimi: Mümkün olduğunda, anti-statik zemin döşenmelidir (not: halıların üzerinde yürümek, düşük iç mekan nemi gibi kolayca yüksek-voltajlı statik elektrik üretebilir. İdeal nem aralığı %40-%60'tır.
5. ESD direncini artırmak için devre kartlarına çiplerin takılması: Bireysel çipler düşük ESD direncine sahiptir, ancak bunları devre kartlarına monte etmek esnekliklerini önemli ölçüde artırır. Bu prensip, savunmasız CMOS çiplerinin neden sıklıkla pinleri kısa devre-olarak taşındığını açıklar.