Protection ESD : Concevoir un environnement anti-statique pour appareils électroniques

Les questions de sécurité devraient toujours être une préoccupation particulière lorsqu'on traite avec des appareils électroniques. Souhaitez-vous concevoir une protection ESD ? À quoi devriez-vous faire attention dans ce cas ?

Consultez cet article et apprenez tous les détails. Dans ce document, nous présenterons la conception, la fonction et l'effet de ce dispositif.

Qu'est-ce que l'ESD ?

L'abréviation ESD signifie deux choses. La première est un dispositif sensible à l'électrostatique, qui marque tout composant électrique que la charge statique peut endommager. Les semi-conducteurs et non-conducteurs, tels que les outils et les personnes, transfèrent cette charge.

Quelques dispositifs courants incluent les cartes d'ordinateur, LEDs, diodes laser, transistors MOSFET et résistances.

Vous pouvez aussi rencontrer que ESD décrit la décharge électrostatique. C'est une surtension électrique inattendue qui se produit quand deux objets avec une charge électrique entrent en contact, ou qu'un court-circuit électrique se produit.

Comment choisir la protection ESD

Vous devriez suivre plusieurs étapes en décidant de la protection ESD. Le mouvement initial est d'établir la tension de travail de votre diode ESD. Ensuite, vous voulez choisir entre une diode bidirectionnelle et unidirectionnelle.

Une fois que vous faites cela, passez au choix de la capacité maximale de la diode. En décidant cette capacité, assurez-vous de garder à l'esprit qu'il ne devrait y avoir aucune interférence avec le signal de l'interface. Maintenant, choisissez une tension de clampage dont vous aurez besoin pour protéger le système des décharges électrostatiques.

Finalement, vous devriez inspecter si votre diode a une classification IEC 61000-4-2 niveau 4 car vous avez besoin d'un espace d'air de 15 kV et d'un contact de 8 kV.

Comment planifier le dispositif de protection électrostatique ESD

Si vous planifiez de protéger un dispositif sensible à l'électrostatique contre les dommages ESD, voici les étapes à suivre :

• Considérez ce que vous voulez protéger – tous les dispositifs n'ont pas les mêmes besoins en matière de protection contre les décharges électrostatiques. Si vous avez plusieurs dispositifs dans la zone, vous voulez considérer les plus sensibles. Analysez la tension qu'ils peuvent supporter, et assurez-vous de protéger la zone en conséquence.
• Y a-t-il des normes industrielles ? — La prochaine chose à considérer est la norme dans votre industrie. Celles-ci peuvent s'appliquer à la fabrication, l'installation, l'emballage et d'autres processus.
• Choisissez la méthode de mise à la terre souhaitée — vous pouvez utiliser la terre de protection pour la mise à la terre, ou une terre fonctionnelle. Alternativement, vous pouvez opter pour la liaison équipotentielle, qui implique l'utilisation d'un point de connexion commun.
• N'oubliez pas la mise à la terre du personnel — chaque membre qui entre dans la zone doit porter des vêtements, chaussures et bracelets appropriés.
• Délimitez la zone ESD — vous voulez marquer clairement la zone où vous prévoyez de travailler avec un dispositif sensible à l'électrostatique. Personne ne devrait entrer sans équipement approprié, et vous pouvez même envisager un contrôle d'accès.

Considérez le plan de stockage et d'emballage — vous voulez stocker les dispositifs dans un environnement sûr, aussi. Avant qu'ils ne quittent la zone, vous devriez considérer comment les emballer pour qu'ils restent protégés contre les dommages potentiels.

Comment mettre en place la protection ESD pendant l'assemblage CMS

La chose délicate avec la décharge électrostatique est qu'elle peut causer des dommages sans que vous ne le remarquiez même. Les surtensions électriques que les humains pourraient ne même pas ressentir peuvent suffire à ruiner le produit.

Si vous voulez garder votre assemblage CMS en sécurité contre les dommages ESD, vous devriez commencer par sécuriser les sections les plus sensibles. En identifiant où l'électrostatique pourrait se produire, vous pouvez trouver les étapes nécessaires pour la prévenir.

L'approche que vous voulez prendre est de voir où l'ESD se forme, et la garder sous contrôle. Vous faites cela en suivant toutes les étapes que nous avons mentionnées au chapitre précédent. Cela signifie que vous devriez utiliser du PVC anti-statique pour couvrir les sols, et la même chose pour les peintures utilisées dans la pièce. Quiconque entre devrait aussi être correctement vêtu. Les experts recommandent de garder tout objet qui pourrait causer une électrostatique significative loin de l'assemblage CMS.

Comment créer un environnement anti-statique pour l'ESD

La meilleure façon de comprendre comment faire un environnement anti-statique est d'utiliser un exemple. C'est pourquoi nous utiliserons les produits LED maintenant. Ils sont sensibles à la fois aux surtensions et à l'électricité statique, et celles-ci peuvent affecter leur performance et fiabilité.

La première chose que vous voulez est de vous assurer que la charge statique n'apparaîtra pas dans la zone où vous travaillez sur votre dispositif. C'est pourquoi il est vital de choisir des matériaux conducteurs pour les sols, stocks, plans de travail, et tout autre objet dans la zone.

Il est aussi important de mettre à la terre les outils et machines, ainsi que d'utiliser des vêtements et chaussures conducteurs. Vous pouvez aussi éliminer la charge statique en portant des bracelets ou en installant un tapis ESD.

Si vous prévoyez d'utiliser du plastique et du verre pour les machines et outils, veuillez noter qu'ils sont des matériaux isolants. Cela signifie que vous pouvez vous attendre à une charge statique, et vous devez la dissiper en utilisant des conducteurs.

De plus, vous devez maintenir un environnement à faible humidité. L'humidification augmente l'accumulation statique, et c'est quelque chose que vous voulez prévenir. L'utilisation d'ioniseurs est aussi un excellent moyen de neutraliser les charges électriques.

5.1. Comment mesurer si une LED a été endommagée par l'ESD ?

Si vous appliquez un faible courant électrique (jusqu'à 1 mA) aux produits LED et mesurez la tension directe, vous pouvez déterminer s'il y a des dommages dus à la décharge électrostatique. Imaginez que le courant que vous appliquez est de 0,5 mA. Cela signifie que la tension directe ne devrait pas être supérieure à 2 V. Cependant, cela peut varier selon les modèles de LED.

Autres considérations ESD

Une fois que vous avez créé un environnement anti-statique, il est vital de le maintenir. Si vous travaillez avec des matériaux tranchants, les mettre sur le sol peut causer des rayures ou des trous. Cela peut mener à des décharges et causer des dommages à votre application.

Outre le maintien des sols sans rayures, vous devriez les nettoyer régulièrement. La poussière peut aussi causer des problèmes, alors assurez-vous de garder tout en ordre.

Finalement, il est vital d'accrocher des avertissements appropriés sur le côté extérieur de la zone ESD. Vous ne voulez pas que quelqu'un entre par accident et ruine l'environnement, c'est pourquoi les panneaux doivent être clairs.

Résumé

Les décharges électrostatiques sont un gros problème pour les composants électroniques. Elles peuvent affecter la performance et la longévité des produits, c'est pourquoi il est impératif de créer un environnement anti-statique. Ce n'est pas un travail facile, mais tant que vous le faites correctement, vous pouvez maximiser le potentiel et la durée de vie de chaque composant.