ESD (décharge électrostatique)

La charge électrostatique est provoquée par le frottement, le contact et les procédés d'acheminement. Les matières telles que les plastiques, les textiles ou les métaux stockent des charges électriques qui se déchargent brusquement lorsqu'on les touche ou qu'on s'en approche. Ce procédé est particulièrement critique dans l'industrie électronique, car les tensions les plus infimes peuvent conserver des composants sensibles.

Les conséquences sont souvent des dommages irréversibles aux composants électriques, électroniques et optoélectroniques. Printed-circuit boards (PCBs) fitted with components such as metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) or insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) are particularly susceptible. Les puces IC (circuits intégrés) et les substrats utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs et la fabrication électronique sont également menacés. L'égalisation rapide des potentiels provoque des tensions électriques élevées, qui peuvent conserver des défauts irréparables dans les circuits imprimés assemblés et leurs composants individuels sensibles.

Conductivité électrique des matières

Pour protéger efficacement les composants électroniques des dommages causés par les ESD, par exemple lors de leur manipulation, la conductivité électrique des matières utilisées joue un rôle central. Comme ces matières sont en contact direct avec la pièce, elles doivent assurer que les charges électrostatiques peuvent être conservées de manière commandée et sans dommage.

La conductivité électrique décrit la capacité d'une matière à décharger de manière fiable les charges par le biais de sa résistance spécifique. En fonction de la valeur de la résistance, cela se produit soit très rapidement - comme c'est le cas pour les matières conductrices - soit de manière retardée et commandée, comme c'est le cas pour les matières dissipatives. Le facteur décisif est toujours la résistance spécifique, qui détermine à quelle vitesse et de quelle manière les charges sont déchargées de manière fiable.

Plages de résistance dans la protection ESD

Selon la classe de matière, il existe différentes plages de résistance spécifique :

• Les plastiques conducteurs se situent généralement entre¹⁰³ et¹⁰⁵ Ω et permettent une décharge très rapide des charges.
• Lesmatières dissipatives se situent entre¹⁰⁶ et¹⁰⁹ Ω et assurent une décharge commandée et sans dommage. Les matières NBR-ESD et HT1-ESD utilisées par Schmalz se situent précisément dans cette plage et assurent ainsi une dissipation fiable de la tension sur la pièce.
• Lesmatières antistatiques présentent des valeurs nettement plus élevées entre¹⁰¹⁰ et¹⁰¹² Ω et agissent principalement contre l'accumulation de charges sans les dissiper fortement elles-mêmes.

Méthode d'essai pour la conductivité

La mesure "point à terre" est un moyen particulier de vérifier la capacité de décharge tout en tenant compte de la résistance spécifique. Sur la base de cette mesure, il est possible d'identifier la plage dans laquelle couche la résistance de l'ensemble du système. À l'aide de résistances spéciales, il est possible de conserver la résistance de décharge entre un point de mesure (1) et un point de mise à la terre du système (potentiel de terre) (2).

Pour une meilleure orientation, les matières appropriées sont souvent marquées du symbole de protection ESD. Ce symbole indique qu'un produit est adapté à la protection ESD et qu'il protège de manière fiable d'autres composants contre les décharges électrostatiques.

Pour assurer que la protection ESD n'est pas seulement garantie au niveau des matières et des procédures d'essai, mais qu'elle est également mise en œuvre de manière cohérente dans l'environnement de travail pratique, il est nécessaire de disposer de zones clairement définies avec des mesures coordonnées.

Une zone de protection ESD, ou "EPA" en abrégé (Electrostatic Protected Area), est une surface de travail spéciale dans laquelle toutes les matières, tous les outils et tous les équipements de travail sont construits de manière à être dissipatifs sur le plan électrique. Cela comprend les sols dissipatifs, les systèmes de mise à la terre, les vêtements et les conditionnements conformes aux normes ESD. L'objectif est de prévenir et de décharger les charges électrostatiques de manière commandée afin de protéger de manière fiable les composants sensibles tels que les circuits imprimés, les semi-conducteurs ou les composants optoélectroniques.

La protection ESD est essentielle dans le secteur de l'électronique. Les circuits imprimés sensibles contenant des composants tels que les MOSFET et les IGBT sont très vulnérables aux décharges électrostatiques et exigent une protection fiable tout au long des procédures de manipulation.