• Стандарт VXI
• Техника
• Программы
• Применение
• Библиотека

Статическое электричество. Воздействие оператора на электронику

Воздействие оператора посредством разрядов статического электричества,
накопленных на его теле, на электронные блоки ИВК:

• При импульсном разряде статического электричества в виде искры возникают переходные напряжения и токи, связанные с переходными электрическими и магнитными полями, которые вызывают не только функциональные помехи в компьютерах («зависание»), принтерах, измерительных приборах, устройствах ввода и вывода информации и других электронных устройствах, но могут вызвать также и разрушения из электрических компонентов.
• В то время как клавиатуры вычислительных машин, программируемые управляющие устройства, являются сравнительно стойкими к разрядам статического электричества, то при непосредственном касании полупроводниковых элементов и входных цепей измерительно-вычислительных модулей, даже слабые разряды статического электричества, которые оператор при определенных обстоятельствах совершенно не замечает, оказываются достаточными для повреждения электронных компонентов этих модулей.
• Заряды статического электричества возникают в виде скопления носителей зарядов одной полярности при разделении сред, до этого плотно соприкасавшихся и вследствие трения поверхностей различных материалов, из которых по крайней мере одна должна быть изолятором. Они появляются, например, при ходьбе по синтетическим коврам, вставании со стульев, соприкосновения с элементами из пластмасс, с малогабаритной мебелью (креслами, столами, шкафами), с тележками с измерительными приборами, сбегании бумажных и пластмассовых лент с роликов, трении воздушного потока от вентиляторов и естественного потока «сквозняка» с различными предметами и так далее.
• В зависимости от взаимодействующих материалов заряды могут иметь положительную или отрицательную полярность.
• На незаземленном человеческом теле могут накапливаться заряды в несколько тысяч вольт.
• В зависимости от обуви, покрытия поля и влажности воздуха человек может заряжаться примерно до 30 кВ. Начиная с этого напряжения наступают заметные частичные разряды, которые вызывают увеличение проводимости окружающей среды. Обычно возникающие при ходьбе по синтетическим коврам потенциалы имеют значение от 5 до 15 кВ. Такого же порядка, однако несколько меньшими по значению вследствие больших емкостей оказываются потенциалы мебели. Потенциалы до 2 кВ часто не принимаются во внимание, однако они вполне достаточны для того, чтобы, при непосредственном касании оператором электронных устройств ИВК, повредить их полупроводниковые компоненты.
• При выравнивании потенциалов тела человека с заземленным окружением возникают разряды статического электричества. Различают прямые разряды (например, разряды с тела человека при касании клавиатуры компьютера; устройств памяти, считывания; входов измерительных плат и так далее), а также косвенные разряды (например, разряд с тела человека через проводящий предмет, корпус крейта, каркас монтажной стойки и т.д.). В то время, как в первом случае незаземленные части (например, входы интегральных микросхем через гальваническую связь могут получать напряжения относительно земли до нескольких киловольт и выйти из строя, в последнем случае импульсные магнитные и электрические поля, связанные с косвенным разрядом, индуктируют в соседних, неэкранированных и чувствительных к электростатическим зарядам модулях и приборах, входящих в состав ИВК, напряжения и токи помех, которые тоже могут приводить к необратимым нарушениям и отказам.

Меры противодействия и предупреждения возникновения статического электричества:

• заземление оператора ИВК и оборудования, на котором могут накапливаться заряды через сопротивление 1 Мом,
• применение проводящих покрытий для рабочего стола (электропроводящий полиэтилен, фольгированный стеклотекстолит и другие материалы),
• применение мало электризующей одежды и предметов личного обихода (хлопок, вискозный шёлк вместо искусственных волокон, меха и т.д.),
• применение не электризующихся материалов для оргтехники рабочего места оператора (кассеты, подставки, канцтовары и т.д.),
• в помещении необходимо поддерживать влажность воздуха на уровне максимально допустимого значения. Относительная влажность должна быть больше 50%, если это условие не может быть выполнено, то необходимо применять устройства, ионизирующие воздух,
• следует полностью и регулярно удалять пыль со всех поверхностей, где работает оператор,
• применять покрытие на полу с малым сопротивлением (из антистатических материалов) по отношению к земле и обувь с низким сопротивлением подошв (кожаные подошвы),
• повышение помехоустойчивости чувствительных к электростатическим зарядам модулей и устройств, входящих в состав ИВК, за счет дополнительных металлических экранирующих корпусов, пластмассовых корпусов с металлизацией или проводящим покрытием (установкой их в специальные монтажные стойки),
• по мере возможности, использовать в ИВК помехоустойчивые модули и устройства со встроенной защитой по входным и выходным цепям,
• безопасный отвод зарядов статического электричества с тела посредством преднамеренного касания заземленных предметов перед прикосновением к чувствительным модулям и устройствам.

Одним из способов рассеяния электрического заряда, накапливающегося на человеческом теле, является заземление оператора с помощью проводящего антистатического браслета.
Однако, при использовании оператором ИВК одного антистатического браслета чувствительные модули и устройства не полностью защищаются от статического электричества. Это обусловлено тем, что разряды с заряженного проводящего тела и диэлектрического тела различны. С человека заряд стекает почти мгновенно, а с поверхности оборудования – за время от нескольких единиц секунд до нескольких десятков часов. Кроме того, для обеспечения надежной защиты от воздействия статического электричества на модули и устройства ИВК следует обеспечить эффективный контроль за действенностью примененных защитных мер во время работы оператора.