Décharge électrostatique

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La décharge électrostatique (DES) est un soudain et momentané passage de courant électrique entre deux objets possédant des potentiels électriques différents. Le terme est souvent utilisé en électronique et dans les autres industries lorsqu'on veut décrire des courants fugaces non-désirés pouvant endommager l'équipement électronique. Une décharge électrostatique est un problème grave dans l'électronique des solides, tels que les circuits intégrés.

Cause[modifier | modifier le code]

La cause des effets de l'ESD est l'électricité statique. L'électricité statique est générée par une charge triboélectrique Triboélectricité, la séparation des charges électriques qui se produit lorsque deux matériaux sont mis en contact et ensuite séparés. Un exemple, comme la marche sur un tapis, en frottant un peigne en plastique contre des cheveux secs, frotter un ballon contre un chandail ou la suppression de certains types d'emballages en plastique. Dans tous ces cas, la rupture de contact entre deux matériaux résulte à une charge, créant ainsi une différence de potentiel électrique qui peut conduire à un événement ESD .

Types[modifier | modifier le code]

La forme la plus spectaculaire de l'ESD est l'étincelle qui se produit quand un champ électrique crée un canal conducteur ionisé dans l'air. Cela peut provoquer une gêne mineure pour les personnes, de graves dommages à l'équipement électronique, des incendies et des explosions si l'air contient des gaz ou des particules combustibles.


Protection contre les décharges électrostatiques[modifier | modifier le code]

Les protections contre les décharges électrostatiques dans l'industrie électronique et microélectronique.

Les décharges électrostatiques causent des dégâts dans les systèmes électroniques. L'électricité statique génère des hautes tensions de 10 000 Volts à 30 000 Volts. Un mouvement peut générer une charge de 10 000 Volts. Les matériaux isolants créent des champs électrostatiques, ils génèrent des tensions proches des circuits électriques et détériorent les composants quand le courant se décharge sur le composant.

Dans l'industrie des zones protégées contre les décharges électrostatiques sont créés pour la production de systèmes électroniques. Appelés couramment des 'Zones EPA'. L'environnement des zones doit être ni capacitif et ni conducteur, les éléments doivent avoir une moyenne de 1 méga ohms pour chaque élément, afin de créer une décharge lente, cette décharge lente protège les circuits électriques, le circuit ne reçoit pas de décharge de son environnement et ne se décharge pas lui-même dans un élément. La résistance entre la table de travail et la sol doit être Rg < 1 x 10 puissance 9 ohms. Dans les 'Zones EPA' le champ électrostatique la matériel manipulé ne doit pas dépasser 10 000 V/m.

Le sigle d'avertissement le plus couramment utilisé pour avertir si une zone est EPA.

ESD zone.

Les tables de travail sont constituées d'éléments conducteurs et les opérateurs portent des blouses conducteurs et des bracelets conducteurs, les bracelets sont reliés à la terre avec un file et une résistance de 1 méga ohm. La mise à terre du personnel; la résistance totale du système, de la personne en passant par les chaussures et le revêtement de sol à la terre, doit être inférieure à 3,5 × 10 puissance 7 ohm.

Bracelet ESD.
Test Blouse ESD.
ESD voltage.

Avant de pénétrer dans la zone, l'opérateur test la conductivité de son corps, entre son doigt et le sol, la résistance doit se situer entre 1 méga ohms et 10 méga ohms, des chaussures spéciales ESD sont nécessaires. La tension d'essai est de 0.97 volt.

Sur les tables de travail, des ioniseurs sont souvent nécessaires, Ionisation.

Les cartes électroniques et les éléments électroniques qui sortent de la zone ESD doivent être emballés dans des sachets spéciaux ESD. Dans le plastique des sachets, il y a des filaments conducteurs minuscules afin de laisser la matière continuellement déchargée. L'effet Cage de Faraday.

Protection ESD.

Les tests sur les blouses de travail s’effectuent tous les mois la résistance doit être de moins 10 puissance 12 ohms.

Les tests des personnes avec les chaussures ESD se font une fois par année, la valeur en mouvement ne doit pas dépasser 100 volts. Si le sol n'est pas assez conducteur il existe différentes méthodes pour rendre la sol conducteur, y comprit la peinture ESD pour sol.

Définitions des signes[modifier | modifier le code]

  • ESD 'ElectroStatic Discharge', décharge électrostatique, un transfert de charges entre des corps ayant des potentiels électrostatiques différents avec des contacts directs ou induit par un champ électrostatique.
  • ESDS 'Electrostatic Sensitive Device S' , un composant sensible à la décharge électrostatique, un circuit intégré qui peut être endommagé par un champ électrostatique ou une décharge électrostatique, lors d'un' manipulation ou d'un transport.
  • EPA 'Electrostatic Protected Area', Une zone de protection ESD, une zone ou les éléments ESDS peuvent être manipulés avec un risque minimal de dégradation par un décharge ou une champ électrostatique.
  • Les matériaux dissipateurs, un matériau avec une résistance de surface dissipative.
  • Les matériaux conducteurs, un Matériau avec une résistance de surface de conducteur.
  • Blindage, l'effet de blindage contre la décharge électrostatique. Une enveloppe qui limite le passage du courant et atténue l’énergie produite par une décharge électrostatique.

Normes[modifier | modifier le code]

  • CEI 61000
  • CEI 61340, La protection des dispositifs électroniques contre les phénomènes électrostatiques. La commission électrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation

composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux. Elle a pour objectif de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de l'électricité et de l'électronique.

La couvre les exigences nécessaires pour la conception, l’établissement, la mise oeuvre et le maintien d’un programme de contrôle des décharges électrostatiques quant aux activités concernant: la fabrication, le traitement, l’assemblage, l’installation, l’emballage, l’étiquetage, l’entretien, l’essai, l’examen, le transport et la manipulation des parties, des ensembles et des équipements électriques ou électroniques susceptibles d’être endommagés par des décharges électrostatiques supérieures ou égales à 100 V sur le modèle du corps humain. Trois modèles différents sont utilisés pour la caractérisation des composants, le modèle du corps humain (HBM), le modèle de la machine (MM), et le modèle du composant chargé (CDM).

  • CEI 61340-5-1, points de mise à la terre pour bracelets, résistance à la terre.
  • CEI 61340-2-3, EHS-rapports de mesure, coordinateur ESD, surfaces des plans de travail, résistance à la terre.
  • CEI 61340-5-1, rapports de mesure, coordinateur ESD, sièges, résistance à la terre.
  • CEI 61340-4-9, résistance point à point, Rpp.
  • CEI 60364, Installations électriques à basse tension
  • CEI/TS 60479-1, Effets du courant sur l'homme et les animaux domestiques.
  • CEI/TS 60479-2, Effets du courant passant par le corps humain et les animaux domestiques.
  • CEI 60749-26, Dispositifs à semi-conducteurs – Méthodes d’essais mécaniques et climatiques.
  • CEI 61010-1, Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation et de laboratoire.
  • CEI 61140, Protection contre les chocs électriques – Aspects communs aux installations et aux matériels.
  • CEI 61340-2-3, Méthodes d'essais pour la détermination de la résistance et de la résistivité des matériaux planaires solides destinés à éviter les charges électrostatiques.
  • CEI 61340-4-1, Méthodes d'essai normalisées pour des applications spécifiques – Résistance électrique des revêtements de sol et des sols.
  • CEI 61340-4-5, Méthodes de caractérisation de la protection électrostatique des chaussures et des revêtements de sol par rapport à une personne

Plan de programme de contrôle ESD dans l'industrie[modifier | modifier le code]

– la formation. – la vérification de la conformité. – les systèmes de mise à la terre/de connexion. – la mise à la terre du personnel. – les exigences pour les zones protégées. – les systèmes d’emballage. – le marquage.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]