Preguntas sobre la ESD básica de forma segura

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Primero, permítame disculparme porque sé que este tema parece haber sido discutido ampliamente, ¡pero algo no me está funcionando después de haber investigado durante muchos días en la pila, Google y YouTube! Quiero aclarar algunos pensamientos en mi cabeza sobre la aplicabilidad de los dispositivos antiestáticos (como las muñequeras y las colchonetas) y cómo funcionan. Enumeraré mis pensamientos / preguntas actuales de la siguiente manera ...

1.) El propósito de la resistencia en el cable de conexión a tierra de la correa / tapete: Según tengo entendido, el propósito de la resistencia es que cuando existe una diferencia potencial entre usted y el dispositivo en el que está trabajando en la resistencia limitará la corriente alimentada en el dispositivo para reducir el daño. ¿Es esto cierto?

2.) Cómo se produce la ESD al trabajar en un dispositivo: entiendo que la ESD se produce cuando hay una diferencia de voltaje entre usted y el dispositivo. También entiendo que el voltaje es una medida relativa entre dos puntos. Además, me han enseñado que "tierra" y "tierra" son dos cosas diferentes. Mi gran fuente de confusión es cómo evitar una descarga estática inicial. Como entiendo que cuando estamos conectados a "tierra" no es necesariamente tierra física. Este potencial de "tierra" puede variar según el proveedor de electricidad. Como tal, dondequiera que se desarrolle su dispositivo se habrá logrado un equilibrio en la carga en relación con el "terreno" con el que se preparó (asumiendo que los fabricantes desarrollen dispositivos conectándose a tierra ellos mismos y todos los componentes). Donde me estoy confundiendo es que, por ejemplo, cuando saco una placa base de computadora (que estará a un cierto potencial) y la coloco en una alfombrilla antiestática y conecto la alfombrilla a mi fuente terrestre local, ¿no hay todavía una ¿La posibilidad de que un solo acto pueda llevar a una diferencia de voltaje (debido a diferentes "motivos" relativos y ocasionar una descarga inicial? ¿O es la variabilidad en lo que se considera estándar de "suelo" en los EE. UU.?

3.) Cuando se trabaja con dispositivos, ¿es mejor conectar todo a tierra? ¿O conectas todo al dispositivo? Según tengo entendido, o bien usted mismo y su dispositivo se ponen a tierra potencial o se establecen en el mismo potencial que el dispositivo. En ambos casos, ¿no habría todavía una descarga inicial? Un escenario en mi cabeza es que toco el metal desnudo de una toma de tierra para dispersar cualquier estática en mí inicialmente. Cuando voy a manejar el dispositivo, ¿cómo puedo estar seguro de que el dispositivo tiene el mismo potencial de conexión a tierra dentro de su empaque antiestático y que no descargaré la corriente a través de él?

4.) Suponiendo que hay una descarga natural inevitable y que mi preocupación es correcta, ¿es solo una cuestión de qué es más seguro, la descarga "natural" o la EDS? Según tengo entendido, la EDS puede llevar a una diferencia potencial de cientos a miles de voltios. Si uso una CPU como dispositivo de ejemplo, creo que cualquier cosa de más de 2 voltios tiene el potencial de dañar / freír la CPU. En este caso, ESD es definitivamente una mala noticia. Sin embargo, debido al transporte a través de los EE. UU. Y el potencial de diferencia de los motivos relativos, ¿es probable que siempre haya una diferencia de algunos voltios entre mí y cualquier otra cosa con la que interactúe? En este caso, ¿no podría yo siempre dañar la CPU al extraerla de su embalaje?

5.) Por último, como lo veo ahora con todas mis preocupaciones, los dispositivos ESD como las muñequeras y las colchonetas no lo protegen a usted ni a su dispositivo contra cualquier descarga inicial (ya que siempre puede haber una diferencia en su potencial de reposo) , solo evitan la futura acumulación de estática mientras trabaja en el dispositivo. ¿Es esto cierto?

¡Muchas gracias por su paciencia para ayudarme a resolver esto!

    
pregunta user121396

5 respuestas

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  1. El resistor está allí principalmente para proteger a usted . Si accidentalmente toca un cable vivo cuando está parado sobre un piso aislante, recibirá una sacudida muy desagradable, que probablemente no lo matará (¡pero no lo intente!). Si tocas un cable vivo mientras una muñeca está firmemente conectada a la Tierra, entonces fluirá una corriente mucho más grande, lo cual es mucho más probable que te mate. La resistencia reduce la corriente a algo mucho más seguro. Dicho esto, la resistencia también limita la corriente que fluye cuando se pone la correa por primera vez, lo que evita la descarga de electricidad estática que a veces se produce al tocar metal en un día seco y frío.

  2. "Ground" puede significar varias cosas. Puede ser la Tierra, y el voltaje al que está. Pero en pequeños circuitos de CC, a menudo es el terminal de 0 V de la fuente de alimentación o el terminal negativo de la batería. En el caso de los dispositivos que funcionan con baterías, es posible que no haya conexión entre "tierra" y la Tierra. Aquí en el Reino Unido, el término "conexión a tierra" se usa a menudo en lugar de "conexión a tierra", que tiende a ser más claro. Las alfombras antiestáticas están normalmente "conectadas a tierra", pero en realidad funcionarán, incluso si no lo están. Lo importante es que usted, el tapete y el circuito en el que está trabajando están conectados entre sí.

  3. Estás tratando de deshacerte de las decenas / cientos de miles de voltios causados por la electricidad estática. Los voltios impares aquí o allá realmente no importan a la mayoría de los circuitos integrados. Los componentes sensibles a ESD se envían normalmente en un embalaje especial, que es ligeramente conductor. Tan pronto como agarra el paquete, la tensión se iguala.

  4. La correa para la muñeca descargará cualquier estática inicial cuando coloques la correa por primera vez. Entonces detendrá cualquier nueva acumulación.

respondido por el Simon B
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1) En realidad, el dispositivo y usted deben estar conectados a tierra a un potencial de tierra para que no haya ningún potencial entre el dispositivo y cualquier otro objeto.

2) La conexión a tierra tiene conductores que van a tierra. En un sistema ESD real, se requiere que se asegure de que la resistencia / impedancia entre usted y la conexión a tierra está por debajo de un cierto nivel. La conexión a tierra en un esquema podría estar aislada y podría no conectarse a tierra. Por lo general, la conexión a tierra del chasis se conecta con la conexión a tierra.

3) La dependencia del chasis del dispositivo suele ser la mejor, pero en algunos dispositivos es posible que no se conecte a tierra.

4) El empaque está diseñado para ser una jaula de Faraday, si tiene una caja rodeada por un conductor, la carga de los campos eléctricos externos debe ser cero en el interior de la caja (asumiendo que no hay carga neta generada por el material). Esto significa que no hay potenciales ni gradientes de voltaje. Las bolsas antiestáticas rosas solo son adecuadas para un uso, ya que la capa conductora se daña fácilmente y no evita la carga esd o triboeléctrica cuando está dañada. Si realmente desea proteger los dispositivos electrónicos, colóquelos en las bolsas de mylar o en una caja de metal y asegúrese de que no haya aberturas. Los materiales (y los materiales de embalaje) como la espuma cerca del dispositivo bajo protección deben ser seguros contra ESD.

5) Las muñequeras ESD pondrán a cero el potencial entre usted y la tierra. Si tiene una carga y agarra la correa, habrá una chispa (si tiene una muñequera correctamente conectada a tierra, no habrá chispa debido al 1M resistor). También hay monitores de correa que aseguran que la conducción entre usted y la correa esté por encima de cierto nivel. Algunas veces (especialmente en ambientes secos) se debe usar una loción ESD para mantener la conducción entre usted y la correa. En laboratorios especialmente sensibles, la humedad se controla a un nivel de ~ 60% porque el agua mitiga la carga. En segundo lugar, la ropa también genera potenciales de voltaje. Las capas de laboratorio conductivas minimizan este efecto.

JPL ESD Manual

Nota sobre bolsas antiestáticas de wikipedia:

  

Las bolsas antiestáticas conductoras se fabrican con una capa de   metal conductor, a menudo aluminio, [3] y una capa dieléctrica de   Plástico recubierto en un revestimiento disipativo estático. Esto forma tanto   un escudo y una barrera no conductora, que protege el contenido de   carga estática a través del efecto jaula de Faraday .

    
respondido por el laptop2d
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La resistencia controla la VELOCIDAD de la descarga, que, sí, si lo piensas de esta manera, la tasa es la que causa el daño. Constantemente estás haciendo carga mientras te mueves, mueves los brazos para inhalar y exhalar y la ropa se frota. La banda y el tapete no solo son el tamaño de la resistencia para la descarga inicial a medida que camina hacia el área y se coloca la correa, sino que también está ahí para mantener constantemente la carga que continúa realizando. El objetivo es mantener a usted y a la unidad en el mismo potencial para que no genere los tipos de pasos en la diferencia de carga que causan daños (manténgalos lentos y bajo control).

Sí, tocar el tornillo de conexión a tierra en el centro de una toma de corriente o un interruptor de luz o el chasis de la computadora cercana, etc., eliminará la carga que acumuló al caminar hacia el banco y la razón por la que "siente" esa descarga. o incluso verlo es debido a la falta de control de la velocidad, no hay resistencia, simplemente la está descargando en ese metal que se alimenta a tierra. Y por qué no "sientes" ese zapato al tocar el tapete o la correa de la muñeca después de caminar por el edificio hasta el banco de laboratorio.

Se trata de controlar la tasa de cambio de la carga, así como el delta entre usted y la unidad en la que está trabajando / tocando. Las correas del talón son en su mayoría inútiles, algunas personas piensan que puede salirse con la suya solo con una, la idea es la misma descarga en un piso tratado, pero es probable que esté caminando con mucha carga, y no que se salte, pero si solo tiene Uno no está manteniendo el control de ese cargo. Si está sentado, probablemente no tenga el talón en el suelo de todos modos, ahora confía en la silla para que lo ponga a tierra si eso funciona. Si realmente te importa esto, las muñequeras son la única forma de ir, idealmente las que tienen avisadores para avisarte que estás conectado en todo momento. Todos los dispositivos van en bolsas en cajas y luego puede quitar la correa y llevar la caja a otra estación, atar y quitar los artículos de la caja y las bolsas. Nada menos que eso molesta.

    
respondido por el old_timer
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La forma de evitar el daño por estática es evitar la descarga en componentes electrónicos sensibles, como las puertas CMOS.

Hay básicamente dos formas de lograr esto:

  1. evite la descarga en la pieza asegurándose de que no haya cargos alrededor o ESD;
  2. evite que la descarga ingrese al dispositivo cortocircuitando los pines a tierra o sujetando el voltaje del pin.

Cuando los circuitos modernos están conectados a las fuentes de alimentación, la mayoría de los pines de entrada tienen diodos de descarga que unen el pin a las líneas de suministro. Esto encamina efectivamente la carga estática al suministro para evitar daños.

La descarga en el dispositivo en ambos casos se convierte en un condensador cargado del entorno que se descarga en la capacitancia del circuito. Si el condensador en el entorno es lo suficientemente pequeño o el voltaje es lo suficientemente bajo, no se producen daños.

Recuerde que la capacidad de un dispositivo desconectado es muy pequeña y es muy fácil causar una tensión de, por ejemplo, más de 15 voltios. Cuando el dispositivo está en circuito, los circuitos de la fuente de alimentación tienen una capacitancia mucho mayor, lo que hace que el daño sea menos probable.

Espero que esta descripción general le ayude a comprender el daño electrostático.

    
respondido por el skvery
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Para manejar de manera segura dispositivos o sistemas sensibles a ESD, simplemente toque el pin GND de

1) el PCB 2) el IC

Y cuando alguien quiere entregarte una "cosita" sensible a ESD, insiste en que primero te toque físicamente. Eso también descarga el "thingy", y ahora pueden entregarte el "thingy"

    
respondido por el analogsystemsrf

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