Com evitar la electricitat estàtica greu?
Primer, l'electricitat estàtica ubicua
Una substància està formada per àtoms que tenen neutrons sense càrrega, protons carregats positivament i electrons carregats negativament. En condicions normals, els protons i els electrons en un àtom són iguals, i les càrregues positives i negatives estan equilibrades, de manera que el fenomen extern es mostra sense càrrec. Quan dos objectes es freguen entre si, la calor generada augmenta el nivell d’energia dels electrons, fent que els electrons inactius es converteixin en electrons actius que siguin fàcils d’escapar. Aquests electrons poden transferir-se d'un objecte a un altre, de manera que dos Un objecte originalment neutre es converteix en un objecte carregat, que és el fenomen de la "generació elèctrica de fricció" que coneixem.
En el procés de generació triboelèctrica, la quantitat de transferència d'electrons i la velocitat de transferència no només estan relacionades amb la diferència de propietats dels materials, sinó que també estan relacionades amb la temperatura i la humitat del lloc. A la tardor i l'hivern, a causa de la baixa humitat de l'aire, la força viscosa entre molècules és petita, la velocitat del moviment s'accelera i es genera fàcilment l'electricitat estàtica. No només l'aire que flueix genera electricitat estàtica, sinó que també generem electricitat estàtica quan caminem pel sòl, girem la cadira giratòria, canvieu el calaix, agafeu el llapis de paper, moveu el ratolí, etc., de manera que aquests objectes i els objectes el cos humà porta càrrega estàtica.
A més de la generació elèctrica de fricció, també hi ha causes electrostàtiques com ara "generació elèctrica d'inducció" i "generació d'electricitat capacitiva" en equips elèctrics. L’electricitat estàtica és generada pels dos mètodes anteriors, fins i tot si no hi ha contacte entre equips, circuits, estructures metàl·liques i no metàl·liques. Com es diu, no hi ha ocells a les muntanyes, però la inducció electrostàtica entre els objectes pot ocórrer fins i tot si estan separats per una distància: la pantalla del monitor CRT com a font d’inducció també induirà l'electricitat estàtica al cos, fent-nos les nostres cares polsós; A causa de la capacitat parasitària entre els cables paral·lels, la càrrega també es transfereix entre si.
Una varietat de mètodes de generació d'electricitat estàtica causen electricitat estàtica a tot el món. Si vivim en un món electrostàtic, no és una exageració.
En segon lloc, l'EDS és l'assassí invisible dels ordinadors
Hi ha diferents nivells d’electricitat estàtica al nostre entorn i fins i tot als nostres cossos. Quan l’electricitat estàtica s’acumula fins a cert punt, es produeix una descàrrega d’electricitat estàtica. El procés ESD és un procés de transferència de càrrega electrostàtica entre objectes amb diferents potencials, la intensitat de la qual es veu afectada per la quantitat d’electricitat i l’espai entre els objectes. El fenomen del llamp a la natura és un fenomen típic de l’EDS en un clima convectiu fort. L’enorme energia alliberada en un instant pot ionitzar l’aire que passa a través del corrent llampant, fent que l’aire es converteixi en un canal conductor amb baixa resistència, formant un pol i un corrent molt forts. Alta temperatura i gran poder destructiu.
El fenomen de l’EDS en la vida diària es produeix amb freqüència. Tot i que no és tan fort com el llamp, hi haurà una descàrrega de espurna, no només acompanyada del so "sonor", sinó també brillant. Els estudis han demostrat que quan la tensió és superior a 8000V, es pot veure la llum emesa per l’EDS. Quan la tensió és superior a 6000V, es pot escoltar el so de descàrrega de l’EDS; quan la tensió és superior a 3000 V, es pot sentir l’EDS; quan la tensió electrostàtica sigui inferior a 3000 V, també passarà el procés d'EDS, però no ho sentim. En altres paraules, molts processos ESD es duen a terme en silenci.
L’ESD és l’assassí invisible dels ordinadors. He experimentat moltes fallades informàtiques durant la meva carrera de manteniment. No vaig poder esbrinar quin era el motiu. En aquell moment em vaig sentir inexplicable, i ara crec que hauria de relacionar-se amb l'EDS. Quan la tensió electrostàtica és baixa, el soroll elèctric generat per l'EDD interferirà amb el circuit lògic, provocant el bloqueig de circuit lògic (LatchUp) al xip IC, que es traduirà en una transmissió de dades o un error de funcionament, o pot causar danys físics al xip i envelliment prematur. O fracàs potencial; quan la tensió electrostàtica excedeixi els 250V, l'EDS pot penetrar al xip de l'ordinador.
Quan s'aplica l'EDS a un xip d'ordinador, ja que la resistència del circuit de descàrrega sol ser petita, el corrent de descàrrega instantània de l'alliberament de càrrega és gran. Per exemple, quan un cable amb electricitat estàtica està connectat a la interfície d’un ordinador, la resistència del circuit de descàrrega és gairebé nul·la i es forma un corrent de descàrrega de fins a diverses desenes d’amperes. Quan un corrent de gran tamany flueix d'un determinat pin del xip, n'hi ha prou amb la fusió local, que bufa els transistors i els cables metàl·lics al xip, provocant la pèrdua permanent de la funció del xip, o destruint la capa de passivació del xip, degradant el rendiment del xip. Un cop danyat el xip, no podem veure cap canvi d’aparença, però encara podem veure el circuit buidat mitjançant l’ús de l’instrument FESEM.
Els xips de CPU actuals, els xips de memòria i els xips de circuits integrats a gran escala com Southbridge i Northbridge a la placa base s’utilitzen àmpliament en materials CMOS (semiconductors compostos d’òxid de metall). Els dispositius CMOS tenen un alt consum integrat, baix cost, rapidesa i energia. Baix avantatge, per la qual cosa s'utilitza en un ampli rang. No obstant això, una debilitat mortal dels dispositius CMOS és que la impedància d’entrada és gran i es pot descompondre fàcilment per ESD. A mesura que avançava la tecnologia dels xips, la velocitat de treball va augmentar, però el xip es va fer vulnerable. L’augment de la integració fa que la mida del dispositiu sigui més petita i reduïda, l’amplada de la connexió entre els dispositius esdevé més estret i la capa de passivació es fa més prim i més prim. Aquests factors fan que el xip sigui més sensible a les descàrregues electrostàtiques. Una tensió no massa alta pot descompondre el transistor, i una petita corrent ESD pot bufar el cable.
L’ESD s’ha convertit en el principal assassí dels equips actuals. La investigació d’Intel mostra que l’EDS és el major perill amagat en molts factors que causen un fracàs de l’ordinador. Gairebé la meitat de les fallades de l’ordinador són causades per EOS / ESD (Figura 3). EOS representa l'estrès elèctric (Electrical OverStress).
L’efecte destructiu de l’EDS en els ordinadors es caracteritza per l’ocultació, potencial, aleatorietat i complexitat. Quan estem en contacte amb taulers informàtics i xips, si es tracta d’electricitat estàtica de l’ordinador o de l’electricitat estàtica del nostre cos, l’EDS és possible. En el moment del contacte, es pot dir que és impossible prevenir.
Escrit aquí, el meu cervell va despertar de sobte un dany a gran escala en l’ordinador que vaig experimentar en un cibercafé fa un any. Hi ha 40 màquines en aquest cibercafè i ha estat danyada gairebé a la meitat en menys de mig any. Després de la inspecció, em vaig adonar que no hi ha cap problema de qualitat amb la font d'alimentació regulada que s'utilitza a la cafeteria d'Internet. Vaig comprovar el cablejat de terra i vaig descobrir que tot i que hi ha un cable de connexió a terra a la sala, l'exterior de la casa només es condueix a terra amb una barra d'acer de menys d'un metre de llarg. I la connexió és oxidada. Després que el propietari de la cafeteria d'Internet redissenyés la línia de terra segons el meu suggeriment, l’ordinador poques vegades anava malament.