Zaloguj
Ochrona ESD. Matko i córko, ileż się o tym mówi! Jakież to straszne kilowolty czyhają na nasze biedne układy, które trzeba przed nimi (owymi kilowoltami) chronić na wiele różnych sposobów. Nie chcę w tym miejscu zaprzeczać – elektryczność statyczna to faktycznie wredna gadzina, która potrafi „ubić” niezabezpieczone wejście układu dyskretnie, acz skutecznie.
Pamiętam, jak pewien czas temu odwiedził mnie w pracowni znajomy serwisant GSM. Chciał, abym naprawił mu jeden moduł sterujący (bodajże) zmywarką. Usterka okazuje się widoczna gołym okiem, odpowiedni podzespół mam na miejscu, więc odpalam lutownicę oraz hotaira i biorę się do pracy.
Wypakowuję ze szczelnie zamkniętego woreczka nowy element (jakiś układ logiczny CMOS), po czym swobodnie – trzymając go palcami – układam na stole. Kumpel pełen przerażenia: czyś ty zwariował, przecież ESD go zabije! Właśnie że nic nie zabije, bo wdrożyłem u siebie kilka rozwiązań, które minimalizują to ryzyko niemal do zera. On obstawia się opaskami, matami, wykładzinami – a i tak ma z tym problem.
U mnie tego typu kłopoty skończyły się już wiele lat temu. Choć, przyznaję, też miałem problemy z niedziałającymi układami scalonymi, zwłaszcza wysokiej skali integracji, które zawierają tranzystory unipolarne z izolowaną bramką. Nic dziwnego, skoro chodziłem cały czas „naładowany” i to bynajmniej nie pozytywną energią. Przeanalizujmy po kolei: co konkretnie zadziałało w moim przypadku?
Po pierwsze: płyny do płukania tkanin. Zaskakująco niewielu ludzi ich używa – nie wiem dlaczego. Poza tym, że nadają fajny zapach (i efekt ten pozwalają uzyskać nawet te tańsze produkty), to zdecydowana większość z nich ma właściwości antyelektrostatyczne. Wystarczy poczytać etykietę, z reguły ta informacja jest gdzieś schowana. Od kiedy regularnie wlewam płyn do pralki, problem przypadkowego iskrzenia zanikł niemal do zera. Jego działanie jest proste: zwiększa upływność, wobec czego ładunek elektrostatyczny ma szanse, że zostanie gdzieś odprowadzony – najlepiej do podłoża. Na co dzień chodzę w dresowych spodniach (najczęściej z poliestru) i bawełnianych lub sztucznych koszulkach. Kiedy robi się chłodniej, przywdziewam dodatkowo dresową (też poliestrową), bawełnianą lub polarową bluzę, chodzę nawet w butach sportowych z tworzyw sztucznych, bo tak lubię. To po prostu raj dla elektryczności statycznej. Ale, kurczę, nic nie strzela! Moja mała uwaga: jednorazowe wypranie może nie przynieść oczekiwanego efektu, dopiero po 2...3 praniach nowy ciuch przestaje kopać. Buty też piorę z użyciem płynu do płukania: jeżeli mają tendencję do kopania, to również pomaga. Przy czym podeszwa z gumy węglowej ma zdecydowanie mniejsze skłonności do zaskakiwania nieoczekiwanym trzaskiem – chyba chodzi tu o jej zwiększoną przewodność.
Po drugie: kiedy kwestię ubrań już załatwimy, pora przyjrzeć się powietrzu. O tym, jakie powinny być jego parametry, wiadomo od dawna. Warto jednak wiedzieć, że zalecany przedział wilgotności względnej powietrza to 40...60%. Tymczasem, jak wynika z moich doświadczeń jako elektronika i alergika w jednym, okolice 60% są korzystniejsze. Przy tej wartości zdecydowanie rzadziej dochodzi u mnie do przesuszenia zatok i nadwrażliwości gałek ocznych, szczególnie w okresie pylenia wszystkiego, czytaj: wiosną. Choć miewam z tym zjawiskiem problem i zimą (czego powodem z reguły jest smog), i latem oraz jesienią (kurz). Co więcej: wilgotne powietrze łatwiej rozprowadza naładowane statycznie cząstki, zapobiegając ich osiadaniu w jednym miejscu. Inaczej mówiąc, wszystkie przedmioty same się rozładowują, skoro istnieje między nimi upływność. O to, by wilgotność była prawidłowa, najlepiej dbają zwykłe kwiaty na parapecie. My zaś, jako ludzie, dbamy o wilgotność podłoża, na którym rosną – i gotowe. U mnie stoi rządek widoczny na fotografii 1 – jako że jest to jedyne okno od strony południowej w domu, żona prowadzi na nim rozmaite eksperymenty z ukorzenianiem i ratowaniem usychających roślinek, których w całym domu jest kilkadziesiąt. Rośliny są o tyle dobrym nawilżaczem powietrza, że oddają wilgoć, kiedy jest ono suche oraz pochłaniają, kiedy wody w powietrzu jest za dużo – to niemal doskonała samoregulacja. Przy okazji zielone akcenty cieszą zmęczony niekiedy wzrok. Zauważyłem, że również trzymanie uchylonego okna (poza okresami skrajnie suchymi na zewnątrz) pozytywnie wpływa na rozładowywanie atmosfery, oczywiście z elektryczności statycznej.
Kiedy jednak mam wziąć do ręki układ, który kosztował niemały plik zielonych banknotów i był z trudem sprowadzany, stosuję dodatkowe rozładowanie przed pracą. Czasem też po prostu zdarzają się dni, kiedy czuję (zwłaszcza po swoich włosach), że jakiś ładunek może mi siedzieć na skórze. Wtedy – i to trzecie z rozwiązań, które chcę zarekomendować – przegarniam dłońmi włosy, ramiona, korpus i nogi, po czym dotykam zaworu w grzejniku (fotografia 2). Nie jest on idealnie uziemiony, ale metalowe uchwyty trzymające kaloryfer w ścianie, jak i znajdująca się w nim woda oraz rury PEX przewodzą na tyle skutecznie, że potencjalne zagrożenie zostaje odprowadzone do ziemi. Po „wymizianiu” kaloryfera można działać. Mój znajomy, który zainstalował u siebie ogrzewanie podłogowe, chodzi w tym celu do balustrady przy schodach.
I tutaj pora na kolejny patent. Staram się wykonywać prace lutownicze na metalowej płycie: u mnie to kawałek obudowy jednego ze starych urządzeń – fotografia 3. Wprawdzie jest ona aluminiowa, a aluminium ulega pasywacji, czyli pokrywa się nieprzewodzącym tlenkiem glinu, ale u siebie nie zauważyłem z tego powodu problemów. Na prezentowanej płycie lutuję, a potem łatwo zmywam resztki topnika i inne śmieci przy użyciu papieru nasączonego rozpuszczalnikiem.
Na tej samej płycie układam również elementy podgrzewane hotairem (przez co nie niszczy mi się blat stołu), choć podkładam pod nie dystanse z odłamanych boków formatek laminatów szklano-epoksydowych (FR4) – umieszczenie ich bezpośrednio na płycie bardzo utrudnia podgrzanie (ze względu odprowadzanie ciepła), a taki niewielki dystans okazuje się wystarczający. Wreszcie: również na tej płycie tnę nożem złącza goldpin i wydrapuję swoje błędy popełnione w projektach płytek. Nóż jej niestraszny, choć widać, że jest mocno poraniona. Taka jej rola.
Ostatnia rzecz, która mocno zadziwia innych, to chwytanie przeze mnie układów w palce – przy czym staram się dotknąć jednocześnie jak największej liczny nóżek, o ile one w ogóle wystają poza obrys obudowy. Wysypuję z szufladki kilkanaście scalaków, po czym odwracam je w pożądaną stronę, po prostu biorąc je w dłonie, jak na fotografii 4.
Dlaczego? Przewodząca płyta, na której się znalazły, rozprowadza ładunek elektryczny, więc nie nagromadzi się on np. na jednym wyprowadzeniu. To samo dotyczy dotykania układu palcami – mają one relatywnie niską rezystancję, więc chwytając w nie nóżki układu scalonego, de facto wyrównuję potencjał między nimi. A skoro potencjały są takie same, to nie ma między nimi napięcia, co wynika z fizycznej definicji napięcia – czyli nie ma warunków do przebicia izolatora podbramkowego. Proste i od wielu lat skuteczne.
Michał Kurzela, EP
