Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pamięci DRAM i zanieczyszczenie siarką... co je łączy?

ghost666 11 Kwi 2019 12:22 1296 2
  • Pamięci DRAM i zanieczyszczenie siarką... co je łączy?
    Dobra wiadomość jest taka, że producenci przemysłowych pamięci DRAM instalują w swoich układach systemy zapobiegające zasiarczeniu. Czemu jednak skażenie tym pierwiastkiem ma być w jakikolwiek sposób szkodliwe dla tego rodzaju elementów? Informacje o pamięciach DRAM zazwyczaj dotyczą cen i trendów rynkowych, rzadziej nowinek technicznych - o wpływie siarki na działanie pamięci DRAM nie mówi się w ogóle.

    Po pierwsze, problem zasiarczenia pamięci związany jest z przemysłem naftowym i gazowniczym, elektrowniami oraz miejscami o zwiększonej aktywności wulkanicznej. Jednakże, co jest już mniej znane, zasiarczenie występuje też w miejscach takich jak papiernie, przetwórnie żywności czy garbarnie. Podwyższony poziom związków siarki w powietrzu powodowany jest także przez ruch pojazdów spalinowych.

    Głównym winnym skażenia elektroniki siarką jest siarkowodór - H2S. Gaz ten pachnie jak zgniłe jaja (a może to zgniłe jaja pachną jak siarkowodór?) i silnie reaguje m.in. ze srebrem. Metal ten obecny jest m.in. w układach DRAM w postaci ścieżek czy metalizowanych rezystorów. Siarkowodór powoduje korozję tych elementów - to dokładnie ta sama reakcja, która powoduje np. czernienie srebrnych sztućców. W reakcji tej powstaje siarczek srebra, który to ma o wiele niższą przewodność niż czyste srebro. W ten sposób ścieżki i metalizacje rezystorów zaczynają mieć o wiele wyższy opór niż normalnie

    Zjawisko to nie jest niczym nowym - znane jest od długiego czasu. Dotychczasowo producenci niewiele robili w zakresie ochrony układów przed związkami siarki. Powodów zwiększonego zainteresowania tym tematem w ostatnich czasach jest kilka. Pierwszym jest rosnący poziom zanieczyszczenia powietrza, także związkami siarki, a drugim fakt, iż systemy komputerowe instalowane są w coraz trudniejszych dla nich warunkach, w tym także w rafineriach naftowych etc., gdzie jest ryzyko wysokiego zanieczyszczenia siarkowodorem.

    Różni producenci różnie rozwiązują problemy zasiarczenia atmosfery, w której pracować mają układy scalone. Jednakże wszystkie te metody muszą być zgodne z normą ASTM B809-95. Inaczej, nie można w oficjalnej dokumentacji stwierdzać, iż układ jest chroniony przez zasiarczeniem. Testy zawarte w normie mają na celu zbadanie w jakiej atmosferze może pracować dany układ scalony (chodzi o zawartość siarki) i przez jak długo może on tak pracować. Wykorzystuje się przy tym techniki przyspieszonego starzenia układów, które sprawiają, że nawet najmniejsza powierzchnia niechronionego srebra poddaje się korozji i doprowadza do awarii elementy. Dzięki temu testy te są tak czułe.

    Istnieje szereg metod ochrony układów przed związkami siarki. Pierwsza z nich polega na zmianie materiału, z jakiego wykonuje się metalizację w strukturze krzemowej. Najczęściej zamiast srebra stosuje się jakiś jego stop, który jest odporniejszy na korozję. Niestety stopy te są dosyć drogie i mają inną przewodność niż czyste srebro, co powoduje konieczność zmian w strukturze układu i może także wpływać na parametry pamięci.

    Druga metoda skupia się natomiast na izolacji srebrnych elementów od atmosfery. Jakkolwiek w sytuacji takiej nadal występuje ryzyko korozji, to jest ono znacznie mniejsze. Metoda ta jest także istotnie tańsza w implementacji i nie zmienia parametrów samego układu scalonego. W większości przypadków daje także zadowalające rezultaty, dlatego też stosowana jest przez większość producentów układów DRAM.

    Jeśli zatem projektujemy system, który pracować ma dłuższy czas w atmosferze, w której występuje ryzyko zasiarczenia, musimy być świadomi, że doprowadzić może to do uszkodzenia naszych układów pamięci. Nawet niski poziom zanieczyszczenia siarkowodorem jest dewastujący dla srebrnych elementów układów scalonych, dlatego też wybierajmy takie moduły pamięci, które spełniają normę ASTM B809-95, mówiącą o ochronie przed zasiarczeniem układów.

    Na szczęście na rynku dostępnych jest wiele tego rodzaju układów pamięci dla systemów przemysłowych i wbudowanych - producenci świadomi są problemu, więc implementują w układach tego rodzaju zabezpieczenia.

    Inżynierowie projektujący płytki drukowane także mogą zmniejszać ryzyko uszkodzenia elementów na płytkach drukowanych przez zasiarczenie. Istnieje wiele metod, takich jak chociażby stosowanie żywic pod elementami do montażu powierzchniowego, moduły o niskiej wysokości (VLP) itp. Oczywiście kluczowy jest dobór elementów spełniających odpowiednie normy.

    Tego rodzaju kwestie, jak ochrona przed zasiarczeniem itp., są coraz bardziej istotne we współczesnej elektronice z uwagi na rosnący poziom zanieczyszczeń w powietrzu. Wymagania, jakie stawiamy układom przemysłowym, które pracować mają w trudnych warunkach, niedługo mogą okazać się powszechnymi wymaganiami co do elektroniki, z uwagi na rosnący problem zanieczyszczenia powietrza smogiem.

    Źródło: https://www.eeweb.com/profile/innosam/articles/dram-and-sulfur-contamination-whats-the-deal


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 11 Kwi 2019 15:27
    szymon122
    Poziom 37  

    ghost666 napisał:
    Pierwsza z nich polega na zmianie materiału, z jakiego wykonuje się metalizację w strukturze krzemowej.

    Rozumiem, że srebro jest wewnątrz krzemu, który jest wewnątrz plastikowej obudowy. Jak więc te związki siatki mają z nim reagować? Chodzi o jakiś proces "przenikania" związków siarki przez obudowę? A może są jakieś układy z odkrytym krzemem?

  • #3 11 Kwi 2019 20:52
    krisRaba
    Poziom 27  

    ghost666 napisał:
    Gaz ten pachnie jak zgniłe jaja (a może to zgniłe jaja pachną jak siarkowodór?)

    Heh, made my day ;)

    Swoją drogą zastanawiam się jak to się ma do powlekania elektroniki warstwą ochronną. Raz to co wspomniano wyżej, że newralgiczny element znajduje się wewnątrz plastikowej obudowy, a dwa, że do ciężkich warunków raczej nie puszcza się płytki "golasa", tylko traktuje się ją lakierem ochronnym. Chyba, że chodzi o warunki, gdzie niby atmosfera jest przyjazna, a jednak H2S panoszy się w powietrzu, np. serwerownia na platformie wiertniczej, gdzie np. montuje się zwykły sprzęt serwerowy? :-/
    Chyba że wspomniany H2S to takie dziadostwo, co przenika przez wszystko ;)