ESD orsakar allvarliga skador
Man kan säga att ESD åstadkommer två typer av fel; tillfälliga och permanenta. De tillfälliga felen resulterar ofta i en krasch och sedan fungerar datorn igen. Ett NFF – No Fault Found.
Tänk dig situationen ovan. Du har gått runt på företaget och blivit uppladdad och går in i datorhallen (eller i din datorgarderob) och råkar snudda vid ett datorrack. Det slår en gnista från din hand till den till synes jordade racken och alltihop kraschar. Varför?
Den elektrostatiska urladdningen är en mikrovågspuls, en kort bruspuls med stort frekvensspektrum. Rackskåpet ska helst vara jordat, men sannolikt är jordledaren för lång och för högimpediv för att kunna ta hand om all laddning på en mikrosekund, även om den givetvis fungerar som avsett för likström och 50 Hz.
Resultatet blir att datorracken far upp 100 kV i potential under en mikrosekund, tills laddningen läckt ut i luften (antennsymbolen i bilden). På sin väg dit passerar strömmen genom rackens alla delar och genom datorerna och skulle någon av dem ha en öppen slits (hörn, plåtlock) kommer den att bilda en slitsantenn som strålar in mikrovågorna i datorlådan. En kilovoltpuls som träffar ett moderkort där spänningsnivåerna bara är ett par volt, ställer till oreda och en instruktion på databussen kan misstolkas. Programmet stannar.
Är en dator som man har hemma över huvud taget jordad? Går det att jorda en dator i hemmet? Ur elverkssynpunkt kan man jorda den i ett jordat uttag. Det fungerar fint för 50 Hz, men induktansen i nätsladden är allt för stor för att mikrovågspulsen ska kunna ta sig igenom.
Istället kommer datorn och en bit av sladden att fungera som antenn och stråla ut pulsen i omgivningen. Är datorns skal ordentligt elektriskt tillslutet, som en sann faradaybur, kommer pulsen inte att göra skada, men finns det springor fungerar de som slitsantenner och strålar in de elektromagnetiska vågorna inuti datorlådan.
Pulsen kan ta sig in genom kablaget också. Det är av den anledningen man sätter ferritringar (runda klumpar) på tilledare. Dessutom ska det finnas störningsfilter på ingångarna på moderkortet. Ethernet är dock ett specialfall, eftersom nätverksledningen är isolerad mot moderkortet av en pulstransformator som ska tåla några kilovolt. Därför är Ethernet tämligen ofarligt i sammanhanget. Det bästa är naturligtvis fiberoptisk anslutning, exempelvis Toslink, som inte leder ström alls.
Det finns otaliga historier kring dessa fenomen. En handlar om ett icke närmare namngivet företag som upplevde oförklarliga datorkraschar. Testutrustningen i datorhallen stängdes märkligt nog av klockan nio varje morgon. Man satte in folk som fick stå och titta på vad som hände och kunde konstatera att det var just då som städarna kom och samlade in sina svarta sopsäckar, som de sedan släpade över golvet genom halva byggnaden. Det genererade massor av statisk elektricitet som slog ut testutrustningen.
Permanenta fel är mycket lurigare. En CMOS-krets kan skadas av en gnista som är så svag att du inte känner den. ESD-skador på integrerade kretsar ser närmast ut som luftangrepp på en stad när man tittar i elektronmikroskop. Gnistan slår upp stora hål i kislet och material sprutar omkring.
Det behöver inte vara direkt dödande för elektroniken. Du kanske bara har skjutit av halva ledaren. Den resterande ledaren utsätts då för mycket högre strömtäthet och metallen börjar migrera. Eller också gjorde du bara en halv kortslutning mot en intilliggande ledare.
Det kan ta tid för felet att visa sig. Blåskärmarna kommer efter ett tag, när just den ledaren börjar användas, eller den börjat brytas ned av strömmen som flyter igenom den. Du kanske bara skjuter bort ena halvan av en av de miljarder transistorer som finns i processorn, och just den transistorn används inte när Windows startar, men sedan, när du ska köra Excel, då används den. Kretsen åldras och det aluminium som sprutat upp, migrerar långsamt över mot intilliggande ledare.
