Note referitoare la manipularea circuitelor integrate

1 / 3

www.elnec.com

Note referitoare la manipularea

circuitelor integrate v.1 / 2013

Programatoare ELNEC Toate modelele

Vă mulţumim pentru alegerea unui programator ELNEC

Note referitoare la manipularea circuitelor integrate

2 / 3

Introducere

Acest document face o trecere în revistă a unor motive specifice datorită cărora se pot distruge c.i. (circuitele integrate), atât ca și componente, dar și cele înglobate în aparatură electronică diversă, inclusiv în programatoarele ELNEC, ceea ce duce la funcționarea defectuoasă parțială sau totală a acestor aparate. Subliniem faptul că motivele distrugerii c.i. pot fi uneori greu de identificat și aparent inexplicabile, datorită faprtului că fenomenele la care ne referim nu sunt vizibile pentru om ăn condiții normale de observare.

Terminologie

Dispozitiv electronic este orice aparat a cărui parte electronică poate fi deteriorată prin manipulare necorespunzătoare ca urmare a unei descărcări electrostatice (ESD = ElectroStatic Discharge) sau a unui prces de egalizare de curenți. Toate programatoarele ELNEC se încadrează în această definișie specifică temei abordate.

Sarcini electrostatice pot fi generate din mediu și staționează pe diferite obiecte, cum ar fi haine realizate din fibre artificiale sau naturale, pe diverse obiecte parcurse de către un flux de aer, pe diverse tipuri de ambalaje de plastic, pe o foaie de hârtie obișnuită de copiator și chiar pe pielea unei persoane. Încărcarea cu sarcină electrostatică are loc atunci când două suprafețe intră în contact prin frecare, una dintre acestea fiind izolatoare din punct de vedere electric. Cantitatea de sarcină electrostatică și polaritatea acesteia depinde de afinitatea electronilor față de materialele aflate în frecare, de forța de frecare, precum și umiditatea și încărcarea electrostatică a aerului din jurul materialelor în discuție.

Descărcarea electrostatică (ESD, ElectroStatic Discharge) este transmiterea unei sarcini electrostatice între obiecte cu potențiale diferite fie în timpul contactului lor direct fie printr-o descărcare printr-o fantă de aer încărcat electrostatic. Conform testelor și normelor standardizate, cantitatea de sarcină electrică pe o poate induce o persoană este de până la +/- 8 kV la descărcare prin contact direct și de până la +/- 15 kV la descărcare prin aer, ceea ce duce la curenți de vârf de 1A ... 10A.

Curentul de egalizare este un curent între două dispozitive electrice interconectate printr-un conductor care duce la egalizarea potențialului dintre ele. Acest curent se poate scurge într-un timp extrem de scurt sau poate fi un curent continuu. În primul caz dispozitivele nu sunt conectate galvanic, dar ele au un cuplaj capacitiv sau pritr-un transformator de separare, și au potențiale diferite. În al 2-lea caz dispozitivele pot fi de ex. dispozitive de rețea, alimentate din prize separate fără punct de masă comun. Diferența de potențial se manifestă practic în potențial diferit între masele de referință a celor 2 dispozitive.

ESD

Regulile generale pentru manipularea c.i.. electronice care sunt sensibile la un descărcări electrostatice sunt menționate în cataloagele celor mai mulți producători de c.i., prin urmare, le voi menționa doar pe cele mai importante, lista completă fiind relativ lungă: legarea electrică la pământ (împământarea) a mesei de lucru, a podelei, precum și a persoanei care operează cu c.i. - se utilizează un rezistor de 500kΩ; toate dispozitivele electrice și electronice cu care se lucrează asupra c.i. trebuie să aibă împământare; umiditate relativă a aerului trebuie să fie de cel puțin 50%; utilizarea unui ionizator de aer; etc.. Aceleași reguli se aplică și aparaturii electronice care prin natura ei lasă posibilitatea operatorului să atingă anumite componente electronice sensibile la ESD cu mâna. Este cazul majorității programatoarelor, a simulatoarelor, a emulatoarelor, a kit-urilor de dezvoltare – toate acestea neavând interfețele externe protejate la ESD. De exemplu terminalele de la conectorul ISP al unui programator poate duce direct la circuitele centrale. De cele mai multe ori nu există elemente de protecție datorită faptului că multe din aceste aparate sunt din categoria „low-cost” (ieftine).

Pentru majoritatea dintre noi recomandările de manipulare a c.i. și a aparaturii sensibile la ESD, precum cele de mai sus, sună hilar și ne întrebăm dacă nu există totuși și niște reguli minimale, ușor de respectat. Optimistii vor spune că probleme se întâmplă rar. Pesimiștii vor susține că nimic nu va ajuta suficient. Depinde de fiecare persoană să-și stabilească un set de reguli care sunt eficiente în anumite condiții de lucru și având drept țintă anumite aparate. Noi recomandăm să se țină seama cel puțin de următoarele reguli simple:

Încercați să identificați un obiect conductor legat la pământ printr-un rezistor de 500-kΩ, de care vă atingeți înainte de a începe să lucrați. Un calorifer cu o zonă unde vopseaua a fost ăndepărtată este un exemplu de astfel de obiect.

Utilizați haine, fețe de scaune și de mese din materiale naturale.

Nu atingeți socluri cu mâna cel puțin până nu v-aţi descărcat electrostatic. Oricum atigerea cu mâna a soclurilor nu este recomandată, întrucât funcţionarea lor normală poate fi afectată de murdăria, chiar invizibilă, de pe degete.

Utilizați o bucată de burete conductiv pentru a depozita temporar c.i. cu care lucrați.

Dacă trebuie să înmânați un c.i. unei alte persoane cel mai bine e să i-l aruncați. Sau, înainte de a-i da c.i. atingeţi pesroana respectivă (contact direct, pe piele).

Note referitoare la manipularea circuitelor integrate

3 / 3

În imaginea de mai sus este schematizat spațiul de lucru cu protecție anti-ESD conform normelor curente.

Reguli privind interconectarea aparaturii electronice

Fiecare electronist cunoaște importanța „masei electrice”. Dacă 2 aparate nu au un punct de masă comun atunci în timpul interconectării apar curenți de egalizare a.î. aparatele să ajungă la același potențial. Curenții de egalizare pot avea orice valori și depind de diferența de potențial ale punctelor de masă ale aparatelor de interconectat (zeci de milivolți până la sute de volți), de impedanșele interne ale acestora precum și de impedanța căii prin care se produce egalizarea curenților. Cea mai lejeră pagubă ce se poate întâmpla este topirea izolației conexiunii între masa aparatelor ca urmare a încălzirii datorate curentului care circulă prin acea conexiune. dar apar și alte fenomene. De regulă, dacă elementele de masă intră primele în contact atunci nu se întâmplă nimic grav. Dacă însă se face întâi contactul cîilor de semnal și abea apoi se cuplează masele, atunci există o mare probabilitate să se distrugă elementele de protecție la suprasarcină (diode). Eu recomand ca aparatele care urmează a fi intreconectate să fie alimentate de la aceeași priză sau să se verifice faptul că prizele au contact de împământare conectat electric.

Notă: Regulile de interconectare de mai sus nu se referă la aparatură cu interfețe separate galvanic.

1 Earth connection to PC2 Target system earth

3 Earth from external device

Common earthing point

12

3

ISPProgrammer

PCUser

TargetSystem

ExternalDevices

Note privind programatoarele ELNEC

Cele mai susceptibile la defectare prin ESD sunt programatoarele noastre cu capabilitate ISP, bazate pe FPGA-uri, şi care din motive de a menţine un preţ scăzut nu sunt dotate cu circuite de protecţie specializate. Aceste programatoare sunt SmartProg2 și MemProg2. Deci mare atenție la măsurile ESD când lucrați cu aceste programatoare!

Programatoarele noastre mai evoluate, dar care sunt și mai scumpe, sunt dotate cu circuite de protecție anti-ESD care asigură protecția la descărcări prin aer de până la 15kV. Acestea programatoare sunt BeeHive208S, BeeHive204, BeeHive204AP, BeeHive204AP-AU, BeeProg2, BeeProg2C și BeeProg2AP. ) sunt protejate

de circuite speciale pentru a rezista la o descărcare ESD de până la 15 kV. Vă rugăm să luați notă că protecțiie ESD nu sunt infailibile! În condiții speciale și fără a respecta normele din domeniu pot avea loc ESD de peste 15kV! De ex. iarna, când aerul este uscat, și când suntem îmbrăcați cu haine groase din materiale sintetice.

Defectele cauzate de ESD nu sunt acoperite de garanție la nici unul din programatoarele ELNEC!

Jan Puobis Director tehnic / ELNEC