静电多久会杀死计算机组件?在过去?现在?有什么不同?

电器工程 静止的
2022-01-29 22:33:45

全面披露:我是一名计算机工程师和软件开发人员。我不是电子工程师。

如果这个问题已经得到解答,请链接到它,我已经在 Google 和 SE 上进行了粗略的搜索,但没有找到任何地方。请不要喷我。

早在 1995 年我开始从事计算机工作时,建议是“戴上静电腕带,切勿触摸静电接地垫之外的组件”。然后我被介绍了“IBM 方法”,它是:“用两只手接触接地的裸金属外壳”。

从那以后,我在一家电脑销售商 (1999) 工作,该销售商每天运送 50 多台电脑,而且那个地方没有人使用静电保护装置。由于主板下方的异物(螺钉),我们遇到了许多故障,但从未因静电而导致组件死亡。

从那时起,我甚至没有使用“IBM 方法”就制造了计算机并在计算机上工作(个人和工作);我确实打开了未接地的计算机并将组件推入其中。他们之后工作正常。

我知道轶事的复数不是数据,因此问这个。我的问题是关于零售产品;消费者购买的东西。测试的不是电子行业的产品,而是我们每天购买的 CPU、RAM、PCI 卡。

我的问题,归结为;多年来,组件设计(组件含义;主板、CPU、RAM、插件卡等)是否发生了变化,使旧的建议过时了?更现代的组件是否更不受静电影响?或者组件的“静态死亡”是一种罕见但代价高昂的事件?

2个回答

去年我在一家大型半导体制造商担任软件开发人员,我不得不处理昂贵的原型芯片,所以我接受了 ESD 培训。

结论是,确实会发生通过 ESD 完全破坏芯片的情况,但这种情况很少发生,也不是什么大问题,因为它很容易排除故障。不工作?那么它可能已经坏了。

ESD 的真正危险在于,您可能会以微妙的方式损坏芯片。他们 99% 的时间都在继续工作,但有时,在炎热干燥的夏日,他们的行为举止古怪。

如果这种情况发生在 PC 显卡上,它可能只会出现零星的垃圾像素或每年一次的崩溃。对消费者来说可能没什么大不了的,甚至可能被忽视。

您绝对不希望在您的生活所依赖的任何电子产品中发生零星的不当行为。想想你的汽车、你坐的飞机上的电子设备,或者胰岛素泵等医疗设备的电子设备。

良好的旧腕带和工作场所的防静电垫可以在芯片生产和包装后立即防止大多数问题。对安全性的要求越高,您对静电的处理就越多:特殊的防静电地毯和带接地连接的鞋子等。

额外轶事:半导体工厂的硬件工程师对以某种方式表现得很有趣的芯片非常感兴趣。如果他们找到一个,他们会把它们拆开,找出问题所在。他们想确保他们的制造过程没有问题。有人告诉我,如果他们浪费两天时间只是为了发现你对腕带很懒惰,你会得到死神凝视 :-)

回答您的具体问题。自 90 年代初以来,将 pc 部件集成到标准模块化组件中以及无处不在的芯片级 ESD 调解意味着您现在使用的部件比 90 年代更容易受到 ESD 影响。如今,芯片制造商将 ESD 保护集成到最简单的逻辑器件中是很常见的,因此虽然底层工艺(CMOS 晶体管逻辑)是相同的,但额外的保护使芯片更坚固,并且不太可能通过任何比以往任何时候都敏感的东西。

一般来说,拥有许多(接地)金属表面、光滑地板、非绝缘工作台表面、非电离空调、没有 HV 或 E&M 杂散源的舒适实验室或装配室可能是一个非常无静电的环境,因为它是。到目前为止,您可能刚刚走运,或者您的交易量太低而无法评估风险。

进一步

ESD 保护通常用于保护敏感电子设备免受电荷源的影响,通常是人类和偶尔的异物。组件或组件(ramstick、cpu)本身产生大量静电荷的可能性相对较小,但某些组件可能会从处理它的人身上获取电荷并继续放电到它们接触的下一个接地组件。

ESD 在两种不同的情况下成为一个问题。首先是极其敏感或简单的设备(具有开漏/集电极输出的芯片、晶体、小型集成传感器等)。其次是增加操作员处理设备上未消散静电荷可能性的环境,例如橡胶地板(操作员隔离)、低湿度、粗糙的摩擦表面、大量操作员移动(站到站之间)、没有接地的金属固定装置、等等。

集成防静电保护(在最简单的情况下使用二极管将电荷短路到地)现在在 cpu、内存和其他高密度 IC(芯片)上更为常见。在组装方面(pcb 而非芯片级)ESD 保护元件/电路广泛可用。这些并不能消除 ESD 的危险,但可以降低对处理环境的要求。例如,集成到芯片中的 ESD 保护方案 - 无论是 CPU、内存还是其他逻辑。(来源在这篇文章的底部)

ESD保护方案示例

在电子制造领域,由于工厂中的单个技术人员或工作站一天可以看到数千个单元(来自不同客户),这些组件可能设计用于例如无尘室装配或全面具有 ESD 敏感性。在那个世界里,ESD 被认真对待,所有进入制造车间的材料和人员都必须使用强制接地线和 ESD 放电站。即使您的设备不是特别容易受到 ESD 影响,这也使制造过程控制 (QA) 变得更简单。90 年代初的制造协议可能来自这个角度(在一个地点进行大规模制造,而不是来自普通市场零件的私人组装商)以及来自计算机被认为是专用硬件的时代要求的严格性。

相关资料: TI ESD 保护白皮书