Компьютеры и антистатическая безопасность

Компьютеры и антистатическая безопасность

Несмотря на то, что современные по­лу­про­вод­ни­ко­вые ком­по­нен­ты ком­пью­тер­но­го про­из­вод­ст­ва на­деж­но за­щи­ще­ны от уг­ро­зы ESD, со­блю­де­ние пра­вил ан­ти­ста­ти­че­ской без­о­пас­нос­ти по-преж­не­му ак­ту­аль­но для сбо­роч­ных де­пар­та­мен­тов и сер­вис­ных служб. Ста­ти­че­ское элек­три­че­ство ос­та­ет­ся ис­точ­ни­ком рис­ков в под­дер­жа­нии ис­прав­нос­ти уз­лов и сис­тем пер­со­наль­ной плат­фор­мы, хо­тя его не­кон­т­ро­ли­ру­е­мый раз­ряд и со­про­вож­да­ет­ся не­зна­чи­тель­ным ос­во­бо­ж­де­ни­ем элек­три­че­ской энер­гии.

В чем опасность статической электризации?

Наибольшую опасность для контроллеров и микросхем пред­став­ля­ет ог­ром­ная раз­ность по­тен­ци­а­лов в скоротечном процессе ESD — Electro-Static Discharge. Его динамика и градиент порождают опасные токи, достаточные для раз­ру­ше­ния чув­ст­ви­тель­ных входных цепей либо необратимой деградации интегральных транзисторных схем. «Плавающие дефекты» становятся неотъемлемым спутником статических ударов. Их поиск и обнаружение становятся не­три­ви­аль­ной задачей для сервиса персональных компьютеров. В итоге, затратная составляющая на устранение по­след­ст­вий ESD многократно превышает финансирование, направленное на формирование политики ан­ти­ста­ти­че­ской без­о­пас­но­с­ти.

Наибольшую опасность для контроллеров и микросхем представляет огромная разность потенциалов в скоротечном процессе ESD — Electro-Static Discharge

 

Как возникает электростатический разряд? Он возможен только при наличии разности потенциалов на двух со­при­ка­са­ю­щих­ся плоскостях. Статическое электричество, в свою очередь, возникает в результате потери электрона мо­ле­ку­лой вещества, либо его захватом на внешнюю орбиту извне. Донор электронов приобретает положительный по­тен­ци­ал, а акцептор (получатель) — отрицательный. В итоге такого дисбаланса высока вероятность молекулам ве­ще­ст­ва вернуться в равновесное состояние. Крошечная молния разряда и приводит к нему, высвобождая некоторое ко­ли­че­ст­во энер­гии. Для оценки антистатической безопасности важно спрогнозировать уровень потенциалов на по­верх­но­с­ти, генерирующей статический заряд, и его источник.

Электростатический разряд возникает в ряде случаев, важными из которых для полупроводниковых изделий яв­ля­ют­ся следующие:

  • Трибоэлектрический процесс становится результатом контакта двух материалов, классический пример — спо­соб­ность янтаря электризоваться при трении;
  • Термоэлектрический процесс генерирует статическое электричество при существенном перепаде температур;
  • Индукционная электростатика становится результатом наведения заряда при перемещении заряженного объ­екта вблизи незаряженного;
  • Емкостной процесс возникает в результате парадоксального снижения емкости разделяемых материалов, на­при­мер, в результате раскроя или порезки, что влечет рост потенциалов на разделяемых поверхностях;
  • Электростатический эффект возникает также на фоне высокой напряженности электромагнитного поля, на­ве­ден­но­го в результате радиационного воздействия, ультрафиолетового или рентгеновского излучения либо в не­по­сред­ст­вен­ной бли­зос­ти к проводникам, находящимся под высоким напряжением.

Правила антистатической безопасности

Индивидуальные средства защиты являются ключевым пунктом любой антистатической программы. Только обеспечив персонал надежным токоотводом можно гарантировать сохранность компьютерной техники в зоне ответственности персонала.

Антистатический браслет

 

Риск ее повреждения в результате воздействия ESD-разрядов существенно снижается при соблюдении следующих нехитрых правил:

  1. Надежное заземление персонала и оборудования, с которым соприкасаются или могут соприкасаться ком­пью­тер­ные комплектующие (материнские платы, платы адаптеров, процессоры, модули памяти, дисковые и твер­до­тель­ные накопители);
  2. Антистатический инструмент, оборудование и рабочая одежда персонала;
  3. Антистатическая упаковка для изделий, которые покидают безопасную зону;
  4. Отказ от использования диэлектриков, токоотвод с которых невозможен;
  5. Ионизация воздуха в зоне проблемного заземления.

Антистатическое оснащение рабочего места

Для малого бизнеса важно оценить стоимость антистатического оснащения рабочих мест и, в случае отсутствия про­из­вод­ст­вен­ной зоны, оснастить выделенный участок средствами ESD-защиты. Его границы нужно обя­за­тель­но раз­ме­тить, а в рамках данной территории неукоснительно соблюдать правила антистатической без­о­пас­нос­ти.

 

Зона антистатической безопасности

 

Представление о действующих нормативах в области антистатического оснащения можно из международного стан­дар­та IEC61340-5-1:

Классы объектов Поверхностное сопротивление Проходное сопротивление
Настольное покрытие 10 kΩ … 10 GΩ 750 kΩ … 1 GΩ
Покрытие пола   Не выше 1 GΩ.
С диссипативной обувью — в пределах 750 kΩ … 35 MΩ
Обувь в рабочем состоянии   50 kΩ … 100 MΩ (для пары)
100 kΩ … 100 MΩ (одна)
Рабочая одежда Не выше 1000 GΩ  
Сиденье стула   Не выше 10 GΩ
Инструменты   Не выше 1000 GΩ
Браслет (отдельно, до разъемной клипсы)   Не выше 10 kΩ
Браслет со шнуром в системе заземления   750 kΩ … 35 MΩ
Шнур заземления Резистор мощностью не ниже 0,25W и сопротивлением от 750 kΩ до 5 MΩ (для сети переменного тока 230V)  

Ответственность за соблюдение норм IEC61340-5-1 как слагаемого системы контроля качества ISO 9000 лежит на высшем руководстве предприятия. Приказом руководителя назначается ESD-координатор, от­вет­ст­вен­ный за про­из­вод­ст­во ра­бот по антистатической защите и напрямую подотчетный высшему руководству.

Маркировка изделий электронной промышленности входит в перечень обязательных средств ESD-оснащения

 

В функции ESD-координатора входит:

  • обеспечение персонала необходимой информацией об ESD-программе конкретного предприятия и применяемых положениях стандарта IEC61340-5-1;
  • определение перечня необходимых технических средств ESD-оснащения;
  • определение зон на предприятии, подлежащих ESD-защите;
  • обучение персонала, контроль соответствия знаний и навыков по линии ESD;
  • проверка соответствия технических средств и процедур утвержденным нормативам;
  • ведение регистрационных записей и отчетов по направлению ESD;
  • принятие решений о методике и периодичности мониторинга и аудита.

Персонал предприятия, оперирующий с ESD-чувствительными компонентами, обязан неукоснительно со­блю­дать пра­ви­ла обращения с ними, понимать свою ответственность и докладывать ESD- координатору о нарушениях функ­ци­о­ни­ро­ва­ния технических средств или норм поведения в рабочей зоне.