Comment prévenir les dommages ESD dans le processus d'assemblage SMT

Les appareils montés en surface sont sensibles à l'électricité statique. C'est pourquoi vous devez être particulièrement prudent lors du processus d'assemblage SMT, sinon vous risquez des dommages par décharge électrostatique (ESD) pouvant entraîner une défaillance.

Souhaitez-vous savoir comment empêcher les décharges électrostatiques d'endommager vos produits et votre technologie ? Continuez à lire pour en savoir plus sur l'importance de la protection et sur la façon de protéger vos applications contre les dommages !

Qu'est-ce que l'ESD ?

Avant de pouvoir parler d'EDD, nous devons mieux la connaître. Une décharge électrostatique se produit lorsqu'une charge statique se déplace entre deux surfaces ou objets ayant les mêmes capacités électrostatiques.

L'électricité statique se produit sur un matériau ou une surface qui n'a pas un équilibre optimal de charges négatives et positives. Une fois que l'ESD se produit, il s'agira de l'un des deux types :une panne d'un champ électrique ou une décharge causée par un contact.

Le problème est que les décharges électrostatiques peuvent endommager les composants et même provoquer leur défaillance. Vous voulez éviter cela, nous discutons donc de la manière d'empêcher les décharges électrostatiques lors de l'assemblage SMT.

Comment vous pouvez générer des ESD

Ne compliquons pas les choses et entrons dans des définitions et des explications délicates. Tout ce que vous devez savoir, c'est que l'électricité statique se produit partout où le mouvement se produit.

Puisque nous nous concentrons sur le processus d'assemblage SMT, voici quelques exemples de génération d'ESD dans un environnement d'usine :

Votre corps en contact avec vos vêtements génère de l'électricité. •  Frottement – c'est la cause la plus fréquente d'apparition d'électricité statique. C'est compréhensible car vous pouvez prendre deux objets quelconques, établir un contact entre eux et les séparer de l'électricité statique. Ce niveau peut parfois être suffisamment élevé pour endommager les composants des appareils, même si vous ne le sentez peut-être pas non plus.

•   Conduction  - s'il y a des broches métalliques ou des fils sur vos pièces, ils peuvent conduire des décharges électrostatiques dès qu'ils entrent en contact avec. De cette façon, vous transférez l'électricité statique des parties trop sensibles de votre corps. Encore une fois, vous ne le ressentirez peut-être pas, mais cela affectera vos parties.

•​ Induction – si des substances ou des objets qui ont une quantité importante d'énergie entrent en contact avec vos composants électroniques, ces composants commenceront également à générer de l'électricité statique. Vous pouvez rapidement induire des décharges électrostatiques sur des outils et des équipements, tels que des fours, des ordinateurs, des fers à souder, etc.

Comme vous pouvez le voir, il est facile de générer des ESD, en particulier lors de l'assemblage SMT. C'est pourquoi vous devez être prudent et prendre les précautions nécessaires pour éviter les décharges électrostatiques et tout problème qui pourrait en résulter.

Quelles sont les caractéristiques de l'ESD ?

Nous avons déjà mentionné la caractéristique la plus cruciale de la décharge électrostatique. C'est que les humains pourraient ne pas être en mesure de le reconnaître. C'est parce que la puissance est si faible qu'elle n'est pas dangereuse pour les personnes. Cependant, les composants peuvent subir des dommages dus aux décharges électrostatiques, nous devons donc également discuter de ses autres caractéristiques.

Pour commencer, l'ESD ne dure pas longtemps. Plusieurs millisecondes peuvent suffire à l'ESD sur les parties endommagées de votre appareil. L'électricité statique peut être plus élevée dans les endroits où l'humidité est élevée, et c'est pourquoi vous pouvez réduire les dommages en contrôlant l'humidité.

Si vous pensez que vous pouvez remarquer l'ESD, détrompez-vous. Ce n'est que dans les situations où il est supérieur à 2 kV que vous pouvez détecter une décharge électrostatique. C'est pourquoi beaucoup qualifient l'ESD de danger déguisé. Les experts recommandent de prendre les précautions nécessaires pour éviter les décharges électrostatiques et de les inspecter pendant le processus.

Il est intéressant de noter que même les inspections peuvent ne pas être suffisantes pour remarquer les dommages légers causés par les décharges électrostatiques. Les performances du composant en danger peuvent diminuer avec le temps, mais il faudra un certain temps pour le voir. Si l'ESD faisait suffisamment de dégâts, les performances de la pièce diminueraient plus rapidement avec le temps.

Quels dommages les décharges électrostatiques peuvent-elles causer ?

La technologie a progressé, et nous ne considérons pas seulement les performances des appareils électroniques. Au lieu de cela, l'industrie fait tout son possible pour maintenir la fiabilité tout en réduisant la taille des composants et des produits en général.

Étant donné que le PCB fait partie intégrante de tout appareil électronique, des cartes petites et légères sont impératives. Il ne s'agit pas seulement de miniaturiser les éléments, car l'isolation et le câblage doivent également être plus fins.

Vous ne le savez peut-être pas – de nombreux appareils électroniques ont une tension de choc que les gens ne peuvent pas détecter. En effet, même une très basse tension peut endommager les composants ou le produit. Dans certains cas, l'énergie peut être si élevée pour les pièces qu'elle peut entraîner des chocs mous et durs, qui provoquent souvent des pannes ou affectent considérablement la fiabilité.

Une défaillance soudaine peut entraîner des dommages importants aux composants, de sorte que la fonctionnalité des composants peut être en danger. Même un choc léger (défaillance latente) peut partiellement affecter la fonctionnalité et les performances du composant.

La bonne nouvelle est que seulement 10 % des dommages ESD sont des défaillances soudaines, alors que la plupart d'entre eux sont des défaillances légères. Cependant, les experts suggèrent que les décharges électrostatiques causent jusqu'à un tiers de tous les accidents d'appareils électroniques. Si vous considérez le nombre de produits fabriqués chaque année, cela peut endommager des milliards de dollars. C'est pourquoi nous ne pouvons pas ignorer l'ESD et faire de notre mieux pour minimiser les dommages qu'elle cause. Si vous arrêtez efficacement l'ESD, vous augmenterez la fiabilité du produit et l'efficacité de l'assemblage, ce qui entraînera une augmentation des coûts.

Protection ESD lors de l'assemblage SMT

Puisqu'il est difficile d'identifier l'ESD lorsqu'elle se produit, la prévention devient le meilleur remède contre elle. Si vous passez par un processus de technologie de montage en surface, il est essentiel de vous assurer que l'électricité statique ne peut pas endommager votre produit.

Vous voulez arrêter de former un champ électrostatique et contrôler toute puissance statique. Vous faites cela en empêchant trop d'électricité statique de s'accumuler dans les points sensibles. Il y a de fortes chances qu'une décharge occasionnelle se produise, mais vous devez vous assurer que tout est sous contrôle.

Voici plusieurs choses que vous pouvez faire pour renforcer la protection ESD dans votre usine :

•  Un atelier antistatique - qu'il s'agisse d'une usine ou d'un studio privé, votre objectif principal est de le rendre antistatique. Commencez par utiliser des sols en PVC adéquats et des peintures aux propriétés antistatiques. N'oubliez pas de nettoyer le sol régulièrement et assurez-vous qu'il n'y a pas de rayures. C'est pourquoi vous devez éviter d'y mettre du matériel pointu.

•​ Contrôle de l'humidité – saviez-vous que vous pouvez prévenir les décharges électrostatiques en contrôlant l'humidité relative (HR) ? Si vous ne maintenez pas les niveaux d'humidité relative bas, cela peut entraîner la génération d'électricité statique.

•   Matériaux  – si possible, optez toujours pour des matériaux antistatiques ou produisez peu d'électricité statique. Il serait utile que vous envisagiez également de garder les matériaux à haut niveau électrostatique à l'écart de la chaîne de montage réelle.

Il est également essentiel de se débarrasser efficacement des décharges électrostatiques générées. Le meilleur moyen consiste à connecter l'appareil à un produit ou à un objet pour gérer des niveaux ESD élevés. De cette façon, vous vous assurerez que ces objets prennent tous les coups ESD qui pourraient endommager votre appareil.

Processus d'assemblage SMT - Protection ESD du corps humain

Outre la protection de l'installation, vous devez également vous assurer de vous protéger. Toute personne travaillant dans la chaîne de montage doit porter une combinaison de protection et des gants, des chapeaux, des chaussures, etc. L'idée est de porter tout ce qui peut aider à la protection contre les décharges électrostatiques.

Votre corps doit servir de système de mise à la terre électrostatique. En proposant un circuit de mise à la terre, vous évitez l'accumulation d'électricité statique.

La mise à la terre peut être un moyen efficace de prévenir les dommages potentiels aux décharges électrostatiques, mais gardez à l'esprit qu'elle ne fonctionnera pas sur les matériaux isolants. C'est pourquoi vous devriez envisager d'appliquer la neutralisation des ions.

Processus d'assemblage SMT - Protection du circuit ESD pendant le transport et le stockage

Voici une chose passionnante à considérer - votre travail de prévention des décharges électrostatiques ne se termine pas une fois que vous avez assemblé l'appareil. Au lieu de cela, il serait utile que vous pensiez à protéger le circuit tout en le stockant et en le transportant jusqu'à l'utilisateur. Vous pouvez utiliser des sacs ESD spécialisés, qui utilisent l'approche Faraday Cage pour s'assurer qu'il n'y a pas d'électricité statique.

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Conclusion

Les décharges électrostatiques peuvent être très dommageables pour votre appareil électronique. C'est pourquoi la protection contre les dommages ESD est vitale tout au long du processus d'assemblage SMT. Cela prendra du temps et des efforts pour garantir à votre appareil une fiabilité et des performances optimales. N'oubliez pas que la protection contre les dommages ESD commence dès la première étape du processus et dure même après avoir terminé l'assemblage, car vous devez garantir un transport et un stockage sans électricité statique.