Statik Elektrik Tehlikeleri Nasıl Ortadan Kaldırılır?
Statik elektrik her türlü elektronik ürüne zararlıdır ancak bunun etkili bir şekilde önlenmesi elektronik endüstrisinde en önemli önceliktir.
I. ESD'nin Çiplere Zararı: Bilgisayarlar devre kartlarından oluşur ve günümüz kartları çoğunlukla MOS teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Devreleri yüksek voltajlı elektrostatik boşalmaya (ESD) karşı oldukça hassastır. Statik elektrik taşıyan bir kişi veya nesne bu cihazlara dokunduğunda ESD meydana gelir. ESD'nin yüksek voltajı MOS devresini etkilediğinde, iç oksit film parçalanır ve hasar görür, bu da bileşenlerin anında hasar görmesine veya arızalanmasına neden olur. Elbette ESD'ye maruz kalan cihazlar genellikle hemen arızalanmaz, bu nedenle çoğu insan ESD'ye dikkat etmez. Aslında statik elektrik günlük yaşamın her yerinde mevcuttur. Deneyimler, insanların hissedebildiği statik elektriğin en az 3,5kV, duyulabilen statik elektriğin en az 4,5kV olduğunu, bir kazakta parlamaya neden olan statik elektriğin 5kV'un üzerine çıkabildiğini göstermektedir.
ESD, cihazlara doğrudan zarar vermenin yanı sıra, MOS devreleri içinde bir mandallama etkisine (veya parazitik silikon kontrollü doğrultucu etkisine) de neden olabilir. Bu, MOS içindeki dahili akımda önemli bir artışa yol açarak dahili mantık arızasına ve-mandallama- olarak adlandırılan etkiye neden olur. Bir MOS devresi kilitlendiğinde, güç kaynağı bağlantısı kesilmediği sürece süresiz olarak kilitli kalacak, potansiyel olarak devrenin yanmasına veya zamanla performansının düşmesine neden olacaktır. Örneğin, bir yazıcı konektörünün çalışırken-takılması nedeniyle bir bilgisayar arızalanırsa (fare çalışmıyor, yazıcı alarmı), ilk çare bilgisayarı derhal kapatmaktır.
Bu nedenle uluslararası kuruluşlar, ESD- kaynaklı elektrik arızalarını aşağıdaki kategorilere ayırarak ilgili standartları özel olarak geliştirmiştir:
1. Çalışma Sırasında ESD Arızaları: Bilgisayarı çalıştıran bir kişi statik elektrik taşıdığında ve bilgisayarın klavye, fare veya sıfırlama düğmesi gibi dış yüzeyine dokunduğunda, ESD aşağıdaki bilgisayar hatalarına neden olabilir: bilgisayarın yeniden başlatılması, duraklatılması veya çökmesi. Bunlar, yazılımın sıfırlanmasını veya yeniden yüklenmesini, hatta donanımın değiştirilmesini gerektirebilir.
2. Bakım Sırasında ESD Arızaları: Bilgisayarı çalıştıran bir kişinin statik elektrik taşıması ve bilgisayar kasasının içindeki dahili devre kartları veya kartlar gibi iletken metal parçalara dokunması durumunda yukarıdaki arızalar meydana gelebilir.
3. ESD Arızalarını Giderme: Bilgisayarı çalıştıran bir kişi statik elektrik taşıyorsa ve CPU'ya, devre kartlarına vb. dokunursa, ESD bu bileşenlere zarar verebilir.
II. ESD'yi Ortadan Kaldırmaya Yönelik Önlemler
1. Doğru Topraklama: Modern bilgisayarlarda genellikle bir topraklama kablosu bulunur. Bu topraklama kablosu, AC canlı kablo ve topraklama kablosuyla birlikte iki küçük kapasitöre bağlanır. Kötü topraklama, hassas kişilerin bilgisayar kasasının metal kısmına dokunmasıyla hafif bir elektrik çarpmasına (sadece 110V, çok küçük akım) neden olabilir. Yongalar 110V'un çok altındaki voltajlara dayanabilir, bu nedenle bilgisayar ekipmanı (ana bilgisayar, yazıcı, monitör vb.) tam olarak topraklanmazsa yazıcı bağlantı noktası ve grafik kartı hasar görür. Birçok kalitesiz anahtarlı uzatma kablosu üç-kablolu sistem gibi görünüyor, ancak dahili topraklama kablosu hiç bağlı değil; kullanıcıların bunları satın alırken özellikle dikkat etmesi gerekir.
2. Çip ve Devre Kartı Ambalajı: Üreticiler genellikle ESD'ye çok dikkat ederler ve bilgisayar aksesuarları fabrikadan çıkmadan önce anti-statik torbalarda paketlenir. İyi yalıtım özelliklerine sahip ambalaj malzemeleri, baloncuklu ambalaj ve köpük plastik gibi ESD oluşumuna yatkındır; bu malzemeler bilgisayar aksesuarlarının paketlenmesi için uygun değildir.
3. Operatörler ve Bakım Personeli için Statik Elektriğin Kullanımı: Bilgisayar operatörleri her zaman ESD'nin tehlikelerini hatırlamalı ve dahili devre kartlarına mümkün olduğunca dokunmaktan kaçınmalıdır. Dahili devrelerle temas kaçınılmazsa parmaklarınıza bir topraklama halkası kullanın.
4. İşyerinde Statik Elektrik Yönetimi: Kaynaklara sahip işyerleri anti-statik zemin kullanmalıdır (Not: Halıların üzerinde yürümek kolaylıkla yüksek-voltajlı statik elektrik üretebilir ve düşük iç mekan nemi de kolaylıkla statik elektrik üretebilir). İdeal nem seviyesi %40-%60'tır.
5. Devre Kartlarına Çipler Takarak ESD Direncini Artırma: Bireysel çipler düşük ESD direncine sahiptir, ancak çipleri devre kartlarına monte etmek önemli ölçüde daha yüksek ESD direnci sağlar. Kolayca zarar görebilecek CMOS çiplerinin pinlerini taşımadan önce-kısa devre yaptırmanın ardındaki prensip budur.
6. Ölçü Aletleri ve Havyaların Çalışma Sırasında Topraklaması da Gereklidir.