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電子機器の取り扱いに関する注意事項

下記に目に見える兆候なしに電子機器を損傷 - 又は、破壊する可能性のある全ての可能性を説明しようとしています。

ここで使用されるいくつかの用語の説明::

電子デバイスとは静電放電(ESD)の結果としての不適切な取り扱い、又は、電流の均等化によって電子部品が損傷する可能性のあるデバイスのことです。全てのプログラマはこのグループに分類されます。

静電荷が生成され、さまざまな物質に保持される場合があります。 例えば、人工繊維で作られた衣服、空気を迂回する移動機械、 さまざまな種類のプラスチック包装、コピー機からの紙、さらには人。
充電は2つの表面が相互にこすられ、そのうちの少なくとも1つが導電性でない場合に発生します。
電荷の量と極性は相互に摩擦される材料に対する電子のさまざまな親和性、摩擦力、及び、導電率(主に湿度による)と 周囲の空気の電荷に依存します。

静電放電(ESD)は相互に接触している間、又は、静電界のあるエアスロットからの放電によって電位の異なるオブジェクト間で静電荷を伝達することです。
規格によれば、人の電荷量は直接接触による最大+/-8kVの放電、及び、エアスロットからの放電の場合は最大+/-15kVの放電に つながる可能性があります。結果として1〜10Aのピーク電流が発生します。

均等化電流は両方のデバイスが共通の電位を取得しようとするときに、導体によって相互接続された2つの電気デバイス間の電流です。 この電流は非常に短い時間(一瞬)、又は、継続的に流れる可能性があります。
前者の場合、デバイスは電気的に接続されていませんが、たとえば容量結合、又は、分離変圧器を介して接続されており、電位が異なります。 後者の場合、それらは同じメインブランチから供給されますが、電位が異なる2つの異なるソケットから供給される ネットワーク・デバイスである可能性があります。
違いは、電流が主分岐で接地線に沿って流れる時に接地線の電圧が不均等に低下した結果として発生します。

そして、要点へ: ESD

ESD

静電放電に敏感な電子チップを取り扱うための一般的な規則は、殆どの電子チップ・カタログに記載されているため、ここではリストを完全にすることなく、 それらのいくつかに言及します:
テーブルの接地、床の接地500kOhmの抵抗器を介した取り扱い者のすべての機器の接地;少なくとも50%の相対湿度; オプションの空気イオナイザーの使用。
勿論、同様のルールは感度の高いチップを搭載し、そのパーツに(指などで)触れることができるデバイスにも適用されます! もちろん、同様のルールは、高感度のチップを搭載し、そのパーツに触れることができるデバイスにも適用されます(指など)!
これは、ケーシングのないさまざまな"スターターキット"の場合ですが、全てのエミュレータ、シミュレータ、及び、プログラマの場合 (ハイエンドのものを除く)、外部インターフェイスが追加の回路で保護されていません。
たとえば、ISPプログラマコネクタの端子は、実際に機能すると予想される場合、特に低コストのデバイスの価格を許容できないほど 上昇させる保護要素なしでプログラマのコア回路に直接つながる可能性があります。

殆どのケースにおいては、ESDに敏感なチップを取り扱うための推奨事項は釣り合いが取れていないように思われ、 無視できるのではないかと思います。
楽観主義者はチップがそれを乗り切ると言う傾向がありますが、悲観主義者は十分に役立つものは何もないと言います。
推奨事項を無視することから生じるリスクを検討するのはユーザー様各自の責任です。

  • 作業を開始する前に触れる約500-kOhmの抵抗器を介して接地された導電性の物体(‘touch me first’ポイント)を特定してください。
  • 天然素材の衣服、椅子の布張り、テーブルクロスを使用してみてください。
  • 少なくとも電磁(静電)エネルギーを他の何かに放出するまでコネクタやZIFソケット接点に触れないで下さい。
    最良の方法は、コネクタの汚れや汗による汚染の可能性があるため、コネクタに指で触れないようにすることです。
  • プログラミング・アダプタ/モジュールをデバイス(プログラマ)から取り外すときは、必ず保護スポンジを付けてください。
  • チップを他の人に渡す場合は、接触せずに投げるように渡して下さい。 このようにすればチップを介した電位の均等化を防ぐことができます。
    もし、あなたが他の人に触れる嫌悪がない場合、別の解決策はあなたが相手の人にチップを渡す前に彼/彼女に触れることです。


この図はESDで保護された理想的な環境を示しています

Ideal_ESD_protected_workplace

電子機器の相互接続に関する規則

全ての開発者は‘グランド’が最も重要であることを知っています。2つのデバイスに共通のグランドがない場合、それらが相互接続されると均等化電流がそれらを流れます。
勿論、それらは望むように流れず、特にユーザーが望まないように流れます。
等化電流の強度は2つのデバイスの電位差(ミリボルトから数百ボルトの範囲)に依存しますの、それらの内部インピーダンス、及び、接続パスの インピーダンス(ショートカット)に依存します。
主電源から電力を供給されるデバイスについて考えると、‘グランド’の電位差は電源の非常に低いインピーダンスで最大数十ボルト になる可能性があります。
良好な状態(特にGND/GND接続)の場合、ワイヤに過大な電流が流れる結果、ワイヤの絶縁が損傷する可能性があります。
損傷の程度はどのインターフェース接点が最初に互いに接触するかによっても異なります。
いくつかの例外を除いて、最初に地面が互いに接触した場合、何も起こりません。
信号接点が先に接触すると電子回路保護素子(ブロッキング・ダイオード)が損傷します。
一般に、同じ主電源コンセントからデバイスに電力を供給するか、相互接続されたデバイスのアース間の差動電圧を確認することをお勧めします。
別のワイヤを使用してデバイスのアースを相互接続するのに適しています。

ノート: 上記の相互接続規則はインターフェースにガルバニック分離が含まれているデバイスには関係しません。

この図はISPプログラミング・ワークプレイスの推奨配線を示しています:

GND_ISP

Elnec製品の取り扱いに関する注意事項

  • より高度な統合チップは最も損傷を受けやすいため、架空の損傷責任チャートの上部にはFPGAベースのプログラマ(保護デバイスが実装されていない) と主にISPプログラマがあり、ISPコネクター上の信号がターゲットアプリケーションに直接接続されています。
    従って、MEMprog2及び、SmartProg2プログラマを使用する場合は、取り扱い上の注意事項を守ってください。
  • 当社の高品質プログラマ(BeeHive208S、BeeHive204、BeeHive204AP、BeeHive204AP-AU、BeeProg2、BeeProg2C、及び、BeeProg2AP)は最大15kVのESD放電に耐える特別な回路によって保護されています。
  • 結論:どこかで、"設計者の経験は、彼/彼女が破壊するチップの数に比例する"という主張を読みました。
    罪悪感を減らすためにこの主張と同一視することをお勧めします。 例え、その作者が"反比例"を意味したとしても!


Presov, April 2005
updated July 2012
Author: Jan Puobis, Elnec