¿Debo preocuparme por la descarga electrostática?

Sé que la mayoría de la gente me gritará por esto. Y, honestamente, tomo algunas precauciones de ESD día a día, pero ESD es un modo de falla muy raro en la electrónica moderna.

Para mi experiencia, participo en la enseñanza de la clase de diseño de capstone en mi universidad, y tienen que construir muchas cosas en 4 fases. Muchos estudiantes (casi todos) no nos escucharán cuando advertimos sobre las precauciones de ESD.

He visto al menos 10 proyectos en los que culparon a ESD, solo uno que probablemente fue ESD. En ese proyecto, una junta estaba trabajando y un estudiante se acercó y la tocó, y usted pudo escuchar audiblemente el impacto mientras descargaba electricidad estática. Esto falló.

Para los otros 9, culparon a ESD solo por descubrir en un momento posterior que tenían un defecto de diseño que no era fácil de rastrear y solo levantaron su cabeza fea en condiciones muy específicas.

He escuchado que muchos más de 10 proyectos culpan a esd y encuentran un problema en cuestión de horas, pero solo 10 han jurado que se les debería permitir continuar a la siguiente fase porque funcionó, pero ESD lo eliminó.

En esa nota, cuando esté trabajando, debe revisar las hojas de datos. La mayoría de los dispositivos modernos tienen protección contra ESD, clasificada para cierto voltaje usando HBM (modelo de cuerpo humano). Si está por debajo de 1kV es bastante susceptible. si tiene una clasificación de 2k, es semi-resistente, en su mayor parte tendría que ser estúpido para dañarlo. Si es 4k, es bastante resistente. si es 8k, oirás una chispa antes de herirla.

Tenga cuidado con aquellos que culpan a la EDS, pero use una correa de muñeca por si acaso. puedes conseguir una colchoneta y una correa para casi nada.

Sí, debes / debes estar preocupado por esto. El caso simple es cuando soplas el dispositivo completamente. Esto es fácil, simplemente no funciona. El problema es cuando se daña el circuito del controlador de E / S: bastante común ya que esta es la broca expuesta por el pin. En este caso, puede parecer que el controlador funciona para algunos de la época. Si tiene que funcionar a alta velocidad durante una parte del tiempo, es posible que falle y dé fallas intermitentes y difíciles de diagnosticar. (¡¡Estuve ahí y conseguí varias camisetas !!)

Esto se está volviendo cada vez más necesario a medida que las geometrías del dispositivo se están reduciendo y los voltajes del núcleo están disminuyendo. Los procesos de fabricación de microcontroladores a menudo han estado ligeramente por detrás del límite de sangrado, pero a medida que los espesores de la capa de óxido se reducen con el tamaño de la geometría del dispositivo, se reduce la tensión ESD requerida para dañar el dispositivo.

La conclusión es que puede evitar ignorar las precauciones de ESD por un tiempo, pero ¿por cuánto tiempo? Como dijo Clint Eastwood: "Tienes que hacerte una pregunta: '¿Me siento afortunado?' Bueno, ¿ya punk? "

Lo complicado con ESD es que incluso cuando no parece afectar a nada, cada descarga pequeña hace causa algunos daños, ya sea que estén picados con el silicio, Al vaporizar un poco del cable de unión, eliminar parte de la metalización en una de las capas semiconductoras, o algún otro efecto, alterará físicamente el producto.

En la mayoría de los casos, la mayoría de los usos de una parte dada no se verán alterados de forma mensurable por el cambio. La mayoría de las personas sobre diseñan en exceso sus diseños para que no los utilicen en ningún lugar cerca de su límite, por lo que hay un gran margen en el que una parte sin hueso funcionará bien para más usos.

Con el tiempo, las descargas repetidas cambiarán la parte lo suficiente como para que se comporte ligeramente fuera de las especificaciones, pero quizás no lo suficiente como para notarlo sin una prueba exhaustiva. Este es realmente el peor de los casos, ya que funciona la mayor parte del tiempo, entonces es realmente difícil averiguar por qué no funciona cuando falla. Es mucho mejor que una parte falle por completo, por lo que es fácil de localizar.

Alternativamente, la descarga pequeña que ocurrió una vez que la daña lo suficiente como para que cuando la use a su máxima capacidad, entonces falle. Lo que sucede, por supuesto, una vez que lo has implementado en el campo y es un dolor recuperarlo y solucionarlo.

Este tipo de daño no se puede detectar sin quitar el silicio del paquete e inspeccionarlo, o, en los casos en que el daño está oculto entre las capas, cortando el silicio en láminas muy delgadas donde es probable que ocurra el daño.

Entonces, sí, todos los que están aquí tienen razón cuando dicen: "Rara vez sigo las precauciones de ESD y nunca he visto un problema". Nunca lo verán, y cuando falla, no habrá ninguna razón para creer que fue relacionado con la ESD porque no hubo un evento reciente de la ESD.

Pero eso no significa que también voy a confiar en los productos que vienen de su banco.

Solo debe omitir las medidas de ESD si puede soportar el dolor ($$) de reemplazar lo que sea. Sin embargo, si no tiene conexión a tierra, tenga en cuenta que la falla del dispositivo no es todo o nada. La falla catastrófica completa es probablemente el mejor modo de falla, ya que no perderá tanto tiempo tratando de averiguar qué fue lo que salió mal. Personalmente, no manejaré nada más grande que las cosas de la serie 7400 sin una muñequera de conexión a tierra.

Si no toma las precauciones de ESD, corre el riesgo de dañar las cosas. La probabilidad de dañar algo varía en todo el lugar (la temperatura, la humedad y la superficie del piso son factores importantes), y es totalmente posible que nunca dañe nada (o al menos no de tal manera que lo note).

TENGO dispositivos dañados antes con ESD. Heck, una vez maté a un puerto serie (algo que está PROTEGIDO contra ESD porque los pines están colgando por ahí) golpeando a los pines.

Ahora, eso no quiere decir que tenga que tener la protección ESD definitiva y definitiva. Incluso si no opta por la gama completa con ionizadores, muñequeras y piso de baldosas conductoras, intente colocar una alfombrilla puesta a tierra para su banco e intente tocarlas cuando se siente. Cuando trabaje, tenderá a cepillar el tapete con las manos, y esto lo mantendrá casi siempre al mismo potencial que las piezas del tapete y reducirá al mínimo la posibilidad de problemas.

Mi experiencia parece ser que probablemente estarías bien durante meses o años (dependiendo de los componentes exactos y la cantidad de carga estática que acumulas en tu entorno), pero no es solo un problema teórico y un día será un problema. tú. Probablemente en el momento más inconveniente y la forma más costosa de solucionarlo.

Y no es muy difícil protegerse contra él, así que simplemente adquiera el hábito de hacerlo. No he tomado mi propio consejo allí, ¡pero realmente debería y tengo la intención de hacerlo!

Sí, definitivamente deberías preocuparte por eso, especialmente si estás trabajando con CMOS (que es sobre cada IC digital en la actualidad).

La electricidad estática puede aumentar fácilmente hasta varios kV en un día seco de invierno, caminando con sus zapatos de suela de cuero sobre una alfombra de fibra sintética. El solo hecho de alcanzar la manija de la puerta puede generar una chispa en las yemas de los dedos y provocarle una descarga desagradable.

¿Cuál es el riesgo con CMOS? Las entradas CMOS en circuitos integrados digitales como los microcontroladores tienen una impedancia muy alta; Si aplicas un voltaje no tiene a dónde ir. Y la puerta de un MOSFET está aislada solo por una capa de aislamiento extremadamente delgada del canal del FET. Entonces, si tiene que decir 4000 V y toca el pin de entrada de los microcontroladores, la carga encontrará la salida más fácil, y esa puede ser la capa de aislamiento de la puerta. Si tienes suerte, la carga no daña la capa de aislamiento que la atraviesa. Pero también es posible que se dañe, destruyendo el MOSFET y posiblemente inutilice su dispositivo.

Esto puede suceder cuando se maneja una parte que está sobre su escritorio, pero también es posible en productos terminados. Los botones están diseñados para ser tocados y, a menudo, dejan un espacio de aire a través del cual una descarga puede alcanzar una PCB. Puedes aplicar medidas mecánicas como alargar el camino haciéndolo un laberinto. Y puede proteger trazas susceptibles con dispositivos de protección contra ESD rápidos como diodos de supresión transitoria o varistores.

Las amenazas ESD que escuchas son reales. Cuando trabaje con dispositivos sensibles a la ESD, utilice al menos un tapete antiestático y una muñequera antiestática.

Es interesante cómo las personas dicen algo al efecto de "No sigo las precauciones de ESD, pero deberías" Está bien ... nunca estamos a la altura de nuestros propios ideales. Creo que su pregunta es como "¿debería dormir entre siete y ocho horas cada noche?" La respuesta es "sí, dormir lo suficiente es importante ... pero a veces no sucede"

Las precauciones de ESD son particularmente importantes en la configuración de fabricación en la que está creando un producto y no desea ocuparse de las reparaciones de campo. Por lo general, el daño causado por la ESD no será evidente de inmediato, pero puede causar que un producto falle después de meses o años de uso.

Es bueno tener el hábito de usar precauciones básicas de ESD. Dicho esto, no sería terriblemente estricto contigo mismo al respecto para el trabajo más básico. Si ocasionalmente levantas una ficha sin una correa para la muñeca, no sientas que has cometido un pecado.

Si eres un aficionado, entonces realmente no necesitas preocuparte por la protección contra ESD.

Si está creando prototipos para un proyecto real, entonces debería preocuparse por la protección contra ESD ... pero en realidad probablemente no se molestará demasiado, aparte de tocar periódicamente el más cercano. conveniente pieza de metal con conexión a tierra.

Si está construyendo un equipo de producción que se venderá a clientes que pagan, entonces debe preocuparse por la protección contra ESD. Eso significa una correa y un tapete en todo momento en un área sin alfombra.

Mi respuesta es bastante sencilla. Aprendí mi lección de la manera más difícil.

Solo usa protección ESD.

Las muñequeras son molestas, sí. Como mínimo, vaya y consiga un tapete ESD grande y de buena calidad y colóquelo en su escritorio. Es mucho más improbable que toque algo antes de poner sus manos sobre la mesa. Tiendo a descansar mis brazos sobre la mesa cuando trabajo de todos modos.

Mi historia es que pensé que todo estaba bien, hasta que tuve un invierno particularmente frío y usé el suéter equivocado solo un día. Enredé todos mis programadores AVR y docenas de mis propios tableros para que ahora funcionen "a veces". Esto fue en realidad porque mi alfombra ESD era de mala calidad. Esto me costó semanas. No vale la pena.

Nunca tuvimos ningún problema con la ESD ni en la creación de prototipos ni en la producción, y no usamos muñequeras ni otras cosas. OTOH no tenemos alfombras y no usamos ropa de lana o sintética. Debido a esto, nunca tuvimos una descarga estática de sus cuerpos en el trabajo.

Le sugeriría que luchara contra la acumulación de estática en la fuente si es posible (revise la ropa, los muebles y la humedad) y, después de hacer esto, puede comprar un equipo de conexión a tierra para una doble protección.

hilo viejo pero para cualquiera que esté leyendo ahora. Alguien mencionó tocar el radiador para descargar, ¡ese es un error muy común! disculpe mi gramática y terminología, no un hablante nativo. pero básicamente el daño ocurre cuando los objetos cargados de manera diferente entran en contacto, la ecualización repentina de los electrones causa el daño. Si te conectas a tierra, podrías estar a la carga de tierra, pero el chip en sí podría tener una carga acumulada, si estás conectado a tierra y la tocas, habrá una oleada de electrones. ¡Es por eso que las correas ESD no son solo un cable de cobre, hay una resistencia de alto valor! así los cuerpos se igualarán en carga gradualmente en lugar de instantáneamente. muchas personas piensan que están a salvo de la ESD si se aferran a un cuerpo conectado a tierra. ¡INCORRECTO !!