Com que frequência a estática mata componentes de computador? No passado? Agora? Qual é a diferença?

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Divulgação completa: sou engenheiro de computação e desenvolvedor de software. Eu não sou um engenheiro eletrônico.

Se esta pergunta já tiver sido respondida, faça o link para ela. Fiz pesquisas rápidas no Google e no SE e não cheguei a lugar algum. Por favor, não me chame.

Quando eu comecei a trabalhar em computadores em 1995, o conselho era "use uma pulseira estática e nunca toque nos componentes fora do seu tapete de aterramento estático". Fui então apresentado ao 'método IBM', que era: 'toque duas mãos em uma caixa de metal nua aterrada'.

Desde então, trabalhei em um vendedor de computadores (1999) que vendia mais de 50 unidades por dia e ninguém naquele local usava proteção estática. Tivemos muitas falhas devido a objetos estranhos (parafusos) que estavam sob a placa-mãe, mas nunca houve a morte de um componente devido à estática.

Desde então, construí computadores e trabalhei em computadores (pessoais e profissionais) sem sequer empregar o 'método IBM'; Eu literalmente abri computadores que não estavam aterrados e coloquei componentes neles. Eles funcionam bem depois.

Eu entendo que o plural de anedota não é um dado, portanto, perguntando isso. Minha pergunta é sobre produtos de varejo; aquilo que é comprado pelo consumidor. Não testamos produtos na indústria eletrônica, mas as CPUs, a RAM, as placas PCI que compramos todos os dias.

Minha pergunta se resumiu; houve uma mudança no design do componente (significado do componente; placa mãe, CPU, RAM, placa de plug-in etc.) ao longo dos anos que torna obsoletos os conselhos antigos? Os componentes mais modernos são mais imunes à estática? Ou a "morte estática" dos componentes é uma ocorrência rara, mas cara?

Skrrp
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A descarga eletrostática (ESD) só é perigosa se você realmente acumular e armazenar carga estática, a probabilidade de que isso aconteça depende do ambiente, do clima, da umidade e dos materiais do piso / superfície dos sapatos. As correias de aterramento ESD são uma precaução que garante que você não esteja carregando cargas perdidas. Houve melhorias de robustez para sobreviver ESD, mas geralmente componentes são tão sensíveis hoje como eram em 1995. A onipresença de protecção ESD em ambos os IC (diodos de proteção) e montagem de nível pode ter aumentado
crasic
@crasic Obrigado pela sua contribuição. Você sugerem que não houve nenhuma mudança desde 1995. Você está insinuando que o risco em 1995 era o mesmo que o risco é atualmente (sem alteração, o risco era mínimo de volta, então, o risco não mudou?)
Skrrp
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Em um nível fundamental, os perigos dos componentes eletrônicos que causam ESD só aumentaram devido ao tamanho reduzido dos componentes. No entanto, o custo mais baixo de muitos dispositivos de proteção (integrados em um chip e em uma PCB montada) provavelmente tornou a tolerância ou proteção contra ESD mais onipresente do que nos anos 90 e certamente do que nos anos 70/80, quando os procedimentos foram realizados e testados
Crasic 12/08/2015
Como disse crasic, o clima local, ou seja, a umidade, é fundamental. Você mora / trabalha em algum lugar onde está constantemente recebendo choques das maçanetas das portas, etc?
precisa saber é

Respostas:

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Para responder sua pergunta específica. A integração de peças de PC em componentes modulares padrão e a onipresença da mediação de ESD em escala de chip desde o início dos anos 90 significa que há uma probabilidade maior de que a parte com a qual você está trabalhando seja menos suscetível a ESD hoje do que nos anos 90. Hoje em dia, é muito comum os fabricantes de chips integrarem a proteção ESD até nos dispositivos lógicos mais simples; portanto, enquanto o processo subjacente (lógica de transistor CMOS) é o mesmo, a proteção extra torna os chips mais difíceis e torna menos provável que você descarregue a corrente através de qualquer coisa sensível do que nunca.

De um modo geral, um laboratório ou uma sala de montagem confortável com muitas superfícies metálicas (aterradas), piso liso, superfície de bancada não isolante, ar-condicionado não ionizante, sem HV ou fontes dispersas de E&M provavelmente será um ambiente livre de estática, pois isto é. É provável que você tenha tido sorte até agora ou seu volume esteja muito baixo para que o risco seja apreciado.

Mais longe

Geralmente, existe proteção ESD para proteger eletrônicos sensíveis de fontes de carga, geralmente seres humanos e, ocasionalmente, objetos estranhos. A probabilidade de uma carga eletrostática significativa em um componente ou conjunto (ram stick, cpu) em si é relativamente pequena, mas alguns componentes podem captar a carga de um ser humano que a manipula e continuar a descarregar no próximo componente aterrado em que tocam.

ESD se torna um problema em dois cenários distintos. Primeiro, são dispositivos extremamente sensíveis ou simples (chips com saídas abertas de dreno / coletor, cristais, pequenos sensores integrados, etc.). Em segundo lugar, é um ambiente que aumenta a probabilidade de carga estática não dissipada nos operadores que manipulam equipamentos; os exemplos incluem pisos de borracha (isolamento do operador), baixa umidade, superfícies ásperas de atrito, muito movimento do operador (estação a estação), sem acessórios de metal aterrados, etc.

A proteção antiestática integrada (diodos para reduzir a carga à terra no caso mais simples) agora é muito mais comum em CPUs, memória e outros ICs de alta densidade (chips). No lado da montagem (PCB em vez de escala de chip), os componentes / circuitos de proteção ESD são amplamente disponíveis. Isso não elimina o perigo de ESD, mas pode reduzir os requisitos no ambiente de manuseio. Por exemplo, um esquema de proteção ESD integrado ao chip - seja CPU, memória ou outra lógica. (Fonte na parte inferior deste post)

Exemplo de esquema de proteção ESD

No mundo da manufatura eletrônica, como um único técnico ou posto de uma fábrica pode ver milhares de unidades (de clientes diferentes) em um dia, e esses conjuntos podem ser projetados para, por exemplo, montagem de sala limpa ou ter suscetibilidade a ESD em todos os aspectos. Nesse mundo, a ESD é levada a sério com cabos de aterramento obrigatórios e estações de descarga de ESD para todos os materiais e pessoas que entram no chão de fábrica. Isso simplifica o controle do processo de fabricação, mesmo que seu dispositivo não seja particularmente suscetível a ESD. Os protocolos de fabricação no início dos anos 90 provavelmente viriam dessa perspectiva (fabricação em larga escala em um local, não um montador particular de peças comuns de mercado) e a severidade dos requisitos provenientes de uma época em que os computadores eram considerados hardware especializado.

Fonte relevante: Folha técnica da TI sobre proteção contra ESD

crasic
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A integração também tem o benefício de ocultar muitos contatos elétricos sensíveis de você. Pegue uma placa de vídeo moderna com uma GPU BGA, entre a placa de PCB multicamada, os componentes BGA e SMT que você nem pode tocar em um pino na GPU, apenas as peças expostas são grandes componentes discretos e um grande dissipador de calor de metal, que não são sensíveis a ESD.
crasic
Obrigado a todos por sua excelente contribuição. @ Nils, desculpe, eu fui para o crasic como resposta, porque ele respondeu minha pergunta específica mais diretamente, mas você também forneceu ótimas informações extras.
Skrrp
Como um aparte, eu estava solucionando problemas na instalação de uma placa gráfica hoje que um colega havia instalado em uma máquina. Com esta pergunta no fundo da minha mente, toquei duas mãos no radiador atrás de mim. No segundo em que toquei levemente na placa gráfica, o PC foi desligado e reiniciado (sim, toquei quando estava ligado). Eu pensei 'porcaria, matei meu primeiro componente de ESD'. A máquina voltou a funcionar bem, então eu a desliguei. Quando empurrei o cartão com mais força, ele entrou no slot com um estrondo alto . Meu colega simplesmente não insistiu o suficiente.
Skrrp
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Eu trabalhei em um grande fabricante de semicondutores no ano passado como desenvolvedor de software e tive que lidar com chips protótipos caros, então recebi um treinamento em ESD.

A conclusão foi que a destruição completa de um chip via ESD acontece, mas acontece raramente e não é um grande problema, porque é fácil solucionar problemas. Não funciona? Então provavelmente está quebrado.

O perigo real de ESD é que você pode danificar os chips de maneira sutil. Eles continuam a trabalhar 99% do tempo, mas de vez em quando, em um dia quente e seco de verão, se comportam de maneira irregular.

Se isso acontecer com uma placa gráfica de PC, ela pode se manifestar em pixels indesejados esporádicos ou travar uma vez por ano. Provavelmente não é grande coisa para os consumidores e pode até passar despercebida.

Você definitivamente não quer que o comportamento esporádico aconteça em qualquer tipo de eletrônica da qual sua vida dependa. Pense no seu carro, nos eletrônicos do avião em que você está sentado ou nos eletrônicos de dispositivos médicos, como bombas de insulina.

A pulseira antiga e boa e um tapete anti-estático no local de trabalho evitam a maioria dos problemas assim que os chips são produzidos e na embalagem. Quanto mais crítica a segurança se torna, mais você faz contra a estática: tapetes e sapatos antiestáticos especiais com conexão à terra e similares.

Anedota extra: Os engenheiros de hardware das fábricas de semicondutores estão muito interessados ​​em chips que se comportam de uma maneira ou de outra engraçada. Se eles encontrarem um, eles os separarão para descobrir o que está errado. Eles querem garantir que não haja problemas no processo de fabricação. Disseram-me que você fica com o olhar da morte se eles desperdiçam dois dias apenas para descobrir que você foi preguiçoso com a pulseira :-)

Nils Pipenbrinck
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