Wie können Gefahren durch statische Elektrizität beseitigt werden?
Statische Elektrizität ist für jedes elektronische Produkt schädlich, doch ihre wirksame Vermeidung hat in der Elektronikindustrie oberste Priorität.
I. Der Schaden von ESD für Chips: Computer bestehen aus Leiterplatten, und die heutigen Leiterplatten werden größtenteils mit MOS-Technologie hergestellt. Ihre Schaltkreise reagieren sehr empfindlich auf elektrostatische Hochspannungsentladungen (ESD). Wenn eine Person oder ein Gegenstand mit statischer Elektrizität diese Geräte berührt, kommt es zu ESD. Wenn die hohe ESD-Spannung auf den MOS-Schaltkreis einwirkt, wird der interne Oxidfilm zerstört und beschädigt, was zu sofortigen Schäden oder Fehlfunktionen der Komponenten führt. Natürlich kommt es bei Geräten, die ESD ausgesetzt sind, in der Regel nicht sofort zu Fehlfunktionen, weshalb die meisten Menschen der ESD keine Beachtung schenken. Tatsächlich ist statische Elektrizität im täglichen Leben allgegenwärtig. Die Erfahrung zeigt, dass die statische Elektrizität, die Menschen spüren können, mindestens 3,5 kV beträgt, die statische Elektrizität, die man hört, mindestens 4,5 kV beträgt und die statische Elektrizität, die einen Blitz auf einem Pullover verursacht, über 5 kV erreichen kann.
Neben der direkten Beschädigung von Geräten kann ESD auch einen Latch-Up-Effekt (oder einen parasitären Silizium-gesteuerten Gleichrichtereffekt) innerhalb von MOS-Schaltkreisen hervorrufen. Dies führt zu einem erheblichen Anstieg des internen Stroms innerhalb des MOS, was zu Fehlfunktionen der internen Logik und dem sogenannten Latch-Up-Effekt führt. Sobald ein MOS-Schaltkreis verriegelt ist, bleibt er auf unbestimmte Zeit gesperrt, solange die Stromversorgung nicht unterbrochen wird, wodurch der Schaltkreis möglicherweise durchbrennt oder seine Leistung mit der Zeit abnimmt. Wenn zum Beispiel ein Computer eine Fehlfunktion aufweist (Maus funktioniert nicht, Druckeralarm), weil ein Druckeranschluss unter Spannung steckt, besteht die erste Abhilfemaßnahme darin, den Computer sofort herunterzufahren.
Daher haben internationale Organisationen speziell entsprechende Standards entwickelt, die ESD-induzierte elektrische Fehler in die folgenden Kategorien einteilen:
1. ESD-Fehler während des Betriebs: Wenn eine Person, die den Computer bedient, statische Elektrizität trägt und das Äußere des Computers berührt, z. B. die Tastatur, die Maus oder die Reset-Taste, kann ESD die folgenden Computerfehler verursachen: Computerneustart, Pause oder Absturz. Dies erfordert möglicherweise ein Zurücksetzen oder eine Neuinstallation der Software oder sogar den Austausch der Hardware.
2. ESD-Fehler während der Wartung: Wenn eine Person, die den Computer bedient, statische Elektrizität trägt und leitende Metallteile im Computergehäuse berührt, wie z. B. interne Leiterplatten oder Karten, können die oben genannten Fehler auftreten.
3. Fehlerbehebung bei ESD-Fehlern: Wenn eine Person, die einen Computer bedient, statische Elektrizität trägt und die CPU, Leiterplatten usw. berührt, kann ESD zu Schäden an diesen Komponenten führen.
II. Maßnahmen zur Beseitigung von ESD
1. Richtige Erdung: Moderne Computer verfügen im Allgemeinen über ein Erdungskabel. Dieses Erdungskabel wird zusammen mit dem stromführenden Wechselstromkabel und dem Erdungskabel an zwei kleine Kondensatoren angeschlossen. Eine schlechte Erdung kann bei empfindlichen Personen bereits durch die Berührung des Metalls des Computergehäuses zu einem leichten Stromschlag (nur 110 V, sehr geringer Strom) führen. Chips können Spannungen weit unter 110 V standhalten. Wenn also Computergeräte (wie Host, Drucker, Monitor usw.) nicht vollständig geerdet sind, werden der Druckeranschluss und die Grafikkarte beschädigt. Viele minderwertige Steckdosenleisten scheinen Dreileitersysteme zu sein, ihr internes Erdungskabel ist jedoch überhaupt nicht angeschlossen; Anwender sollten beim Kauf besonders darauf achten.
2. Verpackung von Chips und Leiterplatten: Hersteller achten im Allgemeinen besonders auf ESD, und Computerzubehör wird in antistatischen Beuteln verpackt, bevor es das Werk verlässt. Verpackungsmaterialien mit guten Isoliereigenschaften sind anfällig für ESD-Entstehung, wie z. B. Luftpolsterfolie und Schaumstoff; Diese Materialien sind für die Verpackung von Computerzubehör ungeeignet.
3. Umgang mit statischer Elektrizität für Bediener und Wartungspersonal: Computerbediener müssen sich stets der Gefahren von ESD bewusst sein und die Berührung interner Leiterplatten so weit wie möglich vermeiden. Wenn der Kontakt mit internen Schaltkreisen unvermeidbar ist, tragen Sie einen Erdungsring an Ihren Fingern.
4. Statische Elektrizitätsverwaltung am Arbeitsplatz: Arbeitsplätze mit entsprechenden Ressourcen sollten antistatische Böden verwenden (Hinweis: Beim Gehen auf Teppichen kann leicht statische Elektrizität mit hoher Spannung erzeugt werden, und auch eine niedrige Luftfeuchtigkeit in Innenräumen kann leicht statische Elektrizität erzeugen). Die ideale Luftfeuchtigkeit liegt bei 40–60 %.
5. Verbesserung der ESD-Beständigkeit durch die Montage von Chips auf Leiterplatten: Einzelne Chips weisen eine geringe ESD-Beständigkeit auf, die Montage von Chips auf Leiterplatten bietet jedoch eine deutlich höhere ESD-Beständigkeit. Dies ist das Prinzip hinter dem Kurzschließen der Pins leicht beschädigter CMOS-Chips vor dem Transport.
6. Auch für Messgeräte und Lötkolben ist während des Betriebs eine Erdung erforderlich.