我应该担心静电放电吗?

电器工程 静电放电
2022-01-27 11:51:50

主要从事微控制器工作,我从不费心用腕带或任何其他实现方式将自己接地。
我应该担心这个吗?在我的工作台上工作时,ESD 有多严重?

4个回答

我知道大多数人会为此对我大喊大叫。老实说,我每天都会采取一些 ESD 预防措施,但 ESD 是现代电子产品中一种非常罕见的故障模式。

就我的背景而言,我参加了我大学的顶点设计课的教学,他们必须分四个阶段建造很多东西。当我们警告 ESD 预防措施时,许多学生(几乎所有)都不会听我们的。

我看到至少有 10 个项目将 ESD 归咎于他们,只有一个可能是 ESD。在那个项目中,一块电路板正在工作,一个学生走上前去触摸它,你可以听到他释放静电时的震动。这失败了。

对于其他 9 人,他们指责 ESD,但后来发现他们有一个不容易追查的设计缺陷,只有在非常特定的条件下才抬起它丑陋的脑袋。

我听说过 10 多个项目指责 esd 并在数小时内发现问题,但只有 10 个发誓他们应该被允许继续下一阶段,因为它有效,但 ESD 烧毁了它。

关于这一点,当你工作时,你应该检查数据表。大多数现代设备都有 ESD 保护,使用 HBM(人体模型)额定电压。如果这低于 1kV,则它很容易受到影响。如果它的额定值为 2k,则它是半弹性的,在大多数情况下,您必须愚蠢才能损坏它。如果它是4k,它非常有弹性。如果是 8k,你会在伤害它之前听到火花。

警惕那些指责 ESD 的人,但要戴上腕带以防万一。您几乎可以免费获得垫子和背带。

是的,您应该/必须担心这一点。简单的情况是您将设备完全炸毁。这很容易,只是行不通。问题是您损坏了 IO 驱动器电路的地方——这很常见,因为这是引脚暴露的位。在这种情况下,驱动程序可能会在一段时间内工作。如果它必须在部分时间内高速运行,那么它很可能会出现断断续续且难以诊断的故障。(去过那里买了几件T恤!!)

随着器件几何尺寸的缩小和核心电压的下降,这变得越来越必要。微控制器制造工艺通常稍微落后于前沿,但随着氧化层厚度随着器件几何尺寸的减小,损坏器件所需的 ESD 电压也会降低。

最重要的是,您可以暂时忽略 ESD 预防措施,但要持续多久?正如克林特伊斯特伍德所说:“你必须问自己一个问题:'我感到幸运吗?' 嗯,你朋克吗?”

ESD 的棘手之处在于,即使它似乎不会影响任何东西,但每一次小放电都会造成一些损害,无论是硅点蚀、蒸发一点键合线还是去除其中一个上的一些金属化半导体层或其他一些影响,它会在物理上改变产品。

在大多数情况下,给定部件的大多数用途不会因更改而显着改变。大多数人过度设计他们的设计,因此他们不会在接近极限的任何地方使用它们,因此有很大的余量可以使有凹痕的零件可以很好地用于更多用途。

随着时间的推移,反复放电会使零件发生足够的变化,以至于它的行为会稍微超出规格——但如果没有彻底的测试,可能还不足以引起注意。这确实是最坏的情况——因为它大部分时间都可以工作,那么当它失败时很难找出为什么它不工作。零件完全失效要好得多,这样很容易追踪。

或者,曾经发生的一次小放电会对其造成足够的损害,以至于当您将其完全使用时,它就会失败。当然,一旦您将其部署在现场,就会发生这种情况,并且将其取回并对其进行故障排除是很痛苦的。

如果不从封装中取出硅并对其进行检查,则无法检测到这种损坏,或者,如果损坏隐藏在层之间,则将硅切成可能发生损坏的非常薄的薄片。

所以,是的,这里的每个人都说:“我很少遵循 ESD 预防措施,我从未见过问题”。他们永远不会看到它,当它确实失败时,没有理由相信它与 ESD 相关,因为最近没有发生 ESD 事件。

但这也不意味着我会相信他们替补席上的产品。

如果您能承受更换任何东西的痛苦 ($$),您应该只跳过 ESD 措施。但是,如果您确实不接地,请注意设备故障并非全有或全无。彻底的灾难性故障可能是最好的故障模式,因为您不会浪费太多时间试图找出问题所在。就个人而言,如果没有接地腕带,我不会处理比 7400 系列更大的东西。