Décharge électrostatique :qu'est-ce que c'est, comment cela se produit-il et comment le résoudre ?

23 février 2021

Une décharge électrostatique (ESD) est un phénomène qui provoque une surtension électrique entre deux objets chargés électriquement. C'est l'une des préoccupations fréquemment rencontrées dans les cartes de circuits imprimés (PCB). Il est également responsable des pénuries électriques, des pannes de PCB, etc. Certains problèmes causés par les décharges électrostatiques peuvent entraîner une panne du système électrique, une électrocution, etc. Par conséquent, il est essentiel de s'attaquer au problème des décharges électrostatiques. Cependant, il est également essentiel de savoir exactement ce qu'est l'ESD, quelles sont ses causes et comment résoudre les problèmes. Cet article présente le concept de décharge électrostatique suivi de ses causes et solutions.

Introduction aux décharges électrostatiques (ESD)

La décharge électrostatique (ESD) est l'augmentation soudaine de charge électrique entre deux éléments chargés électriquement à proximité. Dans une configuration électrique ou électronique comme un PCB, à mesure que l'induction électrostatique s'accumule, l'électricité statique augmente, ce qui entraîne une décharge électrostatique soudaine. L'induction électrostatique a lieu lorsque deux éléments chargés de manière différente entrent en contact direct ou à proximité en raison de la rupture du diélectrique entre eux.

L'ESD apparaît comme une version micro de la foudre. Il apparaît comme une étincelle entre les deux éléments chargés de manière différente (l'un négativement et l'autre positivement chargé), qui porte le potentiel d'endommagement suffisant pour détruire une carte de circuit imprimé (PCB) entière ou un circuit électrique ou électronique intégré.

Dans un circuit imprimé ou une configuration électrique ou électronique intégrée, les décharges électrostatiques sont souvent causées pour les raisons suivantes.

• Ne pas utiliser de bracelet électrostatique ou d'équipement de protection lors du dépannage d'un équipement électronique peut déclencher une décharge électrostatique.
• Présence de matériaux synthétiques tels que plastique, polystyrène, etc. à proximité immédiate du passage électrique dans le circuit électronique.
• L'utilisation d'une circulation d'air forcée sur l'équipement électriquement actif peut entraîner l'accumulation de potentiel électrique statique, ce qui finit par provoquer des décharges électrostatiques.

Les PCB peuvent subir des dommages latents ou catastrophiques dus aux décharges électrostatiques, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement/défaillance partiel ou complet des PCB. Étant donné que le potentiel d'endommagement des décharges électrostatiques est élevé dans les circuits imprimés ou les configurations électroniques intégrées, il est essentiel de prévenir les décharges électrostatiques.

Discutons de quelques mesures préventives ou solutions à l'ESD.

Mesures/solutions de prévention pour les décharges électrostatiques dans les PCB

Les PCB peuvent être protégés contre les décharges électrostatiques en concevant avec diligence les PCB antistatiques ou en adoptant le processus de fabrication et d'utilisation de PCB préventif contre les décharges électrostatiques. Discutons de quelques lignes directrices pour les deux méthodes préventives.

• Directives de prévention des décharges électrostatiques pour la conception de PCB :

  Les conseils suivants aideront à prévenir l'accumulation d'ESD dans la conception de PCB.

  • Afin de réduire les inductances parasites, il est important de réduire la longueur des lignes électriques. Une inductance parasite plus élevée empêche les circuits de protection de fonctionner correctement, provoquant ainsi des décharges électrostatiques. La réduction de la longueur de la ligne et de l'inductance parasite entraîne finalement la prévention des décharges électrostatiques.

  • Un espacement/entrefer adéquat entre deux composants électroniques consécutifs doit être fourni. Cet espacement d'entrefer empêche l'interaction de tension directe entre deux composants. En cas de fonctionnement à haute tension du circuit imprimé, une isolation appropriée entre deux composants peut être nécessaire.

  • Les bords du PCB sont très sensibles à l'accumulation d'ESD, par conséquent, les pistes IC ne doivent pas passer à proximité des bords du PCB.

  • L'utilisation de tampons d'isolation pour les connecteurs métalliques peut être utile pour prévenir les décharges électrostatiques dans les PCB.

• Directives de prévention des décharges électrostatiques par processus :

  Les étapes suivantes peuvent être suivies pour éviter les décharges électrostatiques lors de la fabrication et de l'utilisation des PCB.

  • Lors de la fabrication des PCB, il est essentiel de créer un environnement antistatique ou antistatique. Cela peut impliquer la protection ESD des tables de fabrication. Les tables de travail doivent être protégées par des tapis sans ESD et une mise à la terre appropriée. Selon la norme NFPA-77, les pratiques pour créer un environnement de prévention des décharges électrostatiques incluent l'utilisation de tapis de mise à la terre antistatiques, de bracelets à haute résistance, etc.

  • L'utilisation de matériaux d'emballage et de peintures résistants à l'électricité statique peut résister aux décharges électrostatiques.

Maintenant que le concept de décharge électrostatique (ESD) dans les PCB est persuadé, il est essentiel de travailler avec un fabricant sous contrat de PCB aux États-Unis qui offre des services de conception et de fabrication préventifs ESD tels que Creative Hi- Technologie. La société propose des conceptions de PCB de haute qualité et sécurisées ainsi que des services de fabrication rapide. La société est certifiée ISO 9001:2015, IPC-WHMA-A-610 et IPC-CC-830B. En outre, ils offrent des services d'assemblage de circuits imprimés conformes aux normes IPC-A-610-D et ANSI/J-STD-001 pour garantir une qualité et des performances optimales.

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