Danni Da Cariche Elettrostatiche

[giannipas]

Ciao a tutti !

Ho da tempo una curiosità che nessuno a saputo togliermi:

Tutti siamo a conoscenza dei danni provocati dalle scariche elettrostatiche (ESD) sui componenti elettronici quando vengono "manipolati".

La domanda è la seguente: se mi tolgo il maglione di "pail" vicino ad un computer o ad un dispositivo elettronico senza toccarlo, rischio di danneggiarlo oppure no ? In teoria se il maglione non viene a contatto non dovrebbe succedere nulla......ma se lo appoggio per es al piano di legno del tavolo su cui poggia anche la scheda elettronica o il pc ? I fenomeni di induzione possono essere rilevanti oppure no ? Il legno non è conduttore ma si carica per induzione o per contatto ? (o non si carica proprio ?).

Spero possiate chiarirmi le idee voi....già molti miei amici ingegneri elettronici ci hanno provato, solo che i loro pareri spesso sono discordanti.

Grazie ! Ciao !

[geenom]

Il problema delle cariche elettrostatiche è stato dibattuto con moltissima tenacia in questi anni,in quanto le industrie si accorgevano che una gran parte dei loro prodotti venivano sostituiti in garanzia proprio per i danni da cariche elettrostatiche,invisibili e "responsabili" della morte di componenti smd,mos e varie......Posso dirti che un maglione raggiunge anche i 50Kilovolt,al momento che viene sfilato....Un generatorino da 11Kilovolt sulla mia scrivania acceso e posato sul legno,è in grado di accendermi un cercafase ogniqualvolta lo poggio sulle viti che tengono uniti i pannelli in legno,anche a un metro dal dispositivo,le cariche si spostano lungo tutto il materiale,benchè sia isolante.....il cercafase fa un lampo di luce e si spegne,quando tocco una vite,perchè ho scaricato la tensione che vi era....ma basta allontanare il cercafase per un secondo e ritoccare la vite(o anche il pianale di legno)che questo fa un nuovo lampo di luce....l'aria è meno conduttiva,ma nell'intorno dei 10cm.,quindi....il maglione è meglio non buttarlo su schede o similari,ma solitamente gli apparecchi come computer scaricano molto grazie al contenitore metallico....i monitor molto meno,son di plasticaccia,e il tubo catodico tiene una 40Kilovolt...

[adross]

Il fenomeno delle scariche elettrostatiche è certamente dannoso.

Mi sembra che sia opportuno comunque fare un distinguo tra i singoli componenti elettronici

non installati. Manipolazione ed immagazzinaggio di transitor fet, mosfet e integrati vari.

Manipolazione di schede elettroniche assemblate e manipolazione di apparecchiature elettroniche assemblate e pronte per funzionare. I componenti singoli sono quelli a più alto rischio, vengono conservati con i piedini inseriti in supporti di spugna conduttiva, oppure infilati in contenitori di plastica conduttiva o con un anello di metallo che cortocircuita i piedini. Il tutto allo scopo di mantenere i vari piedini allo stesso potenziale. Se liberi, i vari piedini si comportano come delle antenne ricettive portando il potenziale esterno all'interno dei reofori. La manipolazione deve seguire delle regole ben precise e rigorose.

Le industrie quando forniscono schede assemblate ma non montate le imballano con delle speciali buste di plastica

conduttiva antistatica. Nelle forniture complesse il montaggio delle schede viene fatto da tecnici specializzati.

I componenti cablati sono in genere più protetti di quelli sciolti in quanto hanno i vari reofori collegati alla componentistica. Il danneggiamento è comunque sempre possibile. La manipolazione deve avvenire sempre con cautela. per quanto possibile cerco sempre di manipolare le schede prendendole per i supporti laterali o per i bordi ed evito di mettere le mani o altro sulle facce dove sono saldati i componenti o sui componenti stessi. Le apparecchiature finite sono certamente più protette dalle varie schermature dei contenitori, tuttavia nei casi più forti si possono danneggiare anch'esse. La biancheria sintetica è un vero e proprio killer come generatore incontrollato di elettricità.

[giannipas]

Ciao e grazie delle risposte !

Avete confermato quello che pensavo io: anche se un corpo non è un buon conduttore (come il legno) può "trasportare" cariche elettriche.......

Ora il dubbio è questo: il danno ai componenti si verifica quando vi è una differenza di potenziale tra 2 piedini quindi, in teoria, se carico il tavolo con una coperta o un maglione e la scheda è appoggiata sul tavolo, dovrebbe caricarsi anche lei (la scheda) allo stesso potenziale.

Quindi tra i vari componenti la tensione aumenta ma non la ddp....quindi non dovrebbe danneggiarsi.

E' certamente vero che molti dispositivi tornana in garanzia per guasti dovuti a ESD, l'ho letto anch'io su più siti internet.

Ma questi dispositivi, se completi, come fanno a guastarsi ? Che precauzioni possiamo prendere?

Grazie ancora ! Ciao !

[geenom]

La scheda posata su un tavolo caricato elettrostaticamente può subire danni comunque.La ddp e la legge di ohm è valida per i conduttori metallici,e non su conduttori legno-plastici.Le cariche elettriche sono disordinatamente disperse lungo la superficie del tavolo,su una distanza di 10cm. ci può essere una carica 100 volte maggiore di una distanza di 20cm.,nonostante l'esperienza sui cavi elettrici direbbe il contrario.Legno e plastica hanno atomi non uniformi,le cariche elettriche sono "sparpagliate" e senza alcun criterio.....Immagina il mare:le onde più basse possono averne altre vicine molto più alte.E' sempre acqua,ma il vento rinforza l'ampiezza delle onde a "casaccio"...........Quanto ai componenti elettronici,vuoi per la miniaturizzazione,vuoi per il loro funzionamento di amplificare tensioni microscopiche,vuoi per la debolezza degli atomi di silicio,arseniuri gallio etc.,non è possibile proteggerli dai voltaggi in modo adeguato e ultrasicuro,in quanto progettati proprio per lavorare con manciate di elettroni.Ci sono Fet e Diodi laser che si "bruciano" con la debole corrente elettrostatica che circola.....tra i peli delle dita appena li maneggi,figurati!!

[giannipas]

Ciao !

Grazie anche a te della risposta !

Credo proprio che tu abbia ragione, da quello che ricordo dell'esame di chimica gli atomi sono proprio disposti come hai descritto e quindi il tuo ragionamento non fa una piega......

Comunque quando i componenti sono racchiusi in un contenitore metallico (per es. il case di un pc) non dovrebbero esserci problemi, penso.

La "gabbia di Faraday" dovrebbe funzionare anche se ci sono dei "fori" nel contenitore esterno metallico se ben ricordo.....

Ciao e grazie a tutti !

[geenom]

Beh,se la gabbia di Faraday scherma,allora i cellulari in macchina non funzionerebbero ........probabilmente la misura delle maglie della gabbia di Faraday deve rispettare certi criteri di fisica delle onde elettriche.....anche perchè quando si scende da un'autovettura il sedile è carico,tu pure e "scocca" la scintilla col telaio dell'auto....insomma,stè cariche non ce le leveremo mai dalle scatole!

[giannipas]

Ciao !

Mah!, io intendevo che se tocco il case del pc anche se sono carico non dovrei causare danni in quanto le cariche dovrebbero rimanere tutte sul case del pc....... almeno credo (spero!) Mi sono espresso male.....

Mi viene voglia di tirare fuori i libri dell'università...sempre che si trovi qualcosa su questo argomento......

Mi sa che hai ragione: queste ESD non ce le leveremo mai dalle scatole !!

Ciao !

[Paolo Cattani]

Sui danni ai singoli componenti siamo d'accordo: una scarica può distruggere un MOS, quando le cariche accumulate sui piedini (grazie al nostro maglione di pile) passando ATTRAVERSO il componente, si scaricano a terra o a massa.

Ben diverso è il caso di componenti piazzati sulla piastra del PCB, saldati, connessi alle linee di alimentazione, di massa, di ingresso ed uscita con fili o piste di rame; il tutto su piastre con circuiti e piste con funzione di massa distribuita, disaccoppiate, schermate e poste in contenitori come i PC, metallici con connessione a terra. in questo caso ritengo il rischio assolutamente insignificante, visto che le cariche sarebbero immediatamente disperse. Nel caso di apparecchi alimentati a pile e costruiti in plastica, c'era qualche rischio quando i MOS non li facevano ancora protetti (anni 80?)

A me era "partito" il visualizzatore LCD (Clone russo di un 7109, evidentemente non protetto) di un geiger, quando ho avuto la malsana idea di appoggiarlo allo schermo del mio 28 pollici.

[giannipas]

Ciao !

Grazie anche a te della risposta !

Se ho ben capito le schede moderne adottano accorgimenti particolari per minimizzare il rischio di danni....

In effetti non mi è mai capitato di rompere nulla montando pc........ ma ad alcuni miei amici si (in particolar modo memorie...).

Se un componente si trova all'interno di un contenitore di plastica è più facile che venga danneggiato quindi....

io avevo 2 vecchi commodore 16 in un mobile con il televisore vicino ed ad un certo punto hanno smeso di funzionare pur esendo rimasti sempre al loro posto....uno era praticamente nuovo....

Magari a daneggiarli è stata l'elettricità statica dello schermo del tv ?

Ciao !

[Paolo Cattani]

Dalle risposte, mi sembra evidente che non ci capiamo...

Se le schede (anche una sola scheda) sono COLLEGATE tramite i vari cavi, connettori etc, con la massa collegata ed il contenitore connesso a terra, quali cariche statiche dovrebbero accumularsi?

Diversa è la situazione durante il montaggio, dove tu puoi trasferire una carica ad un piedino "sensibile" di un componente che non è ancora (ovviamente) connesso: ancora peggio se maneggi singoli componenti che dovrai poi saldare ad un CS.

In questi casi esiste una scarsissima probabilità di creare danni, ma visto che questi comportano un dispendio di tempo e denaro non tanto per il costo del componente, ma per la ricerca del guasto ed il tempo di reperire il ricambio, tanto vale usare le precauzioni solite, e cioè connettersi a terra con un bracciale ed un cavetto, usare un piano conduttivo (lamiera), connettere a terra anche il contenitore/apparecchio/potraschede e non togliere le schede dal loro imballo speciale se non si è prima connessi a terra (ovviamente si lavora senza tensione)

Se non usi queste precauzioni, esiste lo 0,00001% di possibilità che succedano danni (difatti queste precauzioni non le usa nessuno) Vengono invece molto usate quando lo prevedono precise norme aziendali durante la produzione (anche questo è ovvio: garanzia di qualità, meno resi, soddisfazione della clientela etc)

Se un apparecchio montato e funzionante, appoggiato su un tavolo, si guasta, io penserei a qualunque cosa meno che alle cariche statiche (a meno che parli di fulmini, certo)

[giannipas]

Ciao !

Ok, se l'apparecchio è collegato a terra (con l'alimentazione inserita nella presa di casa...) ero già convinto dell'impossibilità di creare danni......Io mi riferivo all'apparecchio montato ma non connesso alla rete....

Comunque ti ringrazio perchè mi hai fatto riflettere sul fatto che pochissimi usano il braccialetto antistatico e tutte le precauzioni del caso, quindi penso proprio che, come dici, la possibilità di creare danni sia bassissima.....

Grazie ! Ciao!