Qu'est-ce que l'électricité statique et comment est-elle générée ?

L'électricité statique désigne l'accumulation de charges électriques à la surface d'un objet. Les charges statiques sont généralement générées de trois manières différentes :

1. Friction
2. Deux objets se séparent après contact
3. Induction électrostatique

Presque tous les objets présents sur le lieu de travail peuvent générer de l'électricité statique :

• Objets mobiles : Chariots et chaises
• Matériaux : Ruban adhésif, boîtes de retournement et autres articles utilisés pour la manipulation du matériel.
• Vêtements : gants, chiffons utilisés dans les salles blanches, chaussures et vêtements ordinaires.
• Composants du poste de travail : Surfaces de l'établi, écrans d'ordinateur à tube cathodique, outils à main, papier, cahiers, classeurs et stylos.
• Infrastructure : Murs, sols et bouteilles d'alcool
• Emballages : plastiques ordinaires, papier et carton.

Que signifie ESD ?

ESD signifie Electrostatic Discharge (décharge électrostatique). Il s'agit d'un flux soudain d'électricité entre deux objets chargés électriquement, causé par un contact, un court-circuit ou une rupture diélectrique. Lorsque ce processus de transfert de charge électrostatique est suffisamment puissant, il peut endommager les composants et les produits.

Facteurs influençant la création d'électricité statique

La production d'électricité statique est influencée par divers facteurs. Il est essentiel de comprendre ces facteurs pour gérer efficacement l'ESD.

• Conductivité du matériau: La conductivité des matériaux a un impact direct sur la production d'électricité statique. Les matériaux conducteurs et les substances antistatiques produisent une charge statique minimale, tandis que les matériaux isolants génèrent une électricité statique importante.
• Humidité relative: L'humidité relative de l'environnement exerce une influence substantielle sur la production d'électricité statique. Une humidité relative plus élevée, indiquant une atmosphère humide, entraîne une réduction de la production de charges statiques et moins de problèmes d'ESD. Inversement, une humidité relative plus faible amplifie les problèmes d'ESD en favorisant une production accrue d'électricité statique.

Humidité relative ambiante	10-20% RH	40-50% RH	70-90% RH
marcher sur un tapis	35000V	8000V	1500V
marcher sur le sol ESD avec chaussures normales sans bracelet	10000V	4000V	200V
marcher sur un sol ESD avec Chaussures ESD et bracelet	50V	10V	0V
Matériaux d'isolation contre le frottement	4000V	1500V	300V

• Impact du mouvement : Marcher sur le sol génère plus d'électricité statique que de rester immobile, ce qui souligne l'importance du mouvement dans l'accumulation des charges statiques.
• Mesures de contrôle de l'EDD: L'utilisation de Revêtement de sol ESDChaussures de sécurité ESD, brassard ESD, Testeur combiné ESD , Tourniquet ESD et d'autres équipements de protection sont très efficaces pour minimiser l'électricité statique générée par l'homme.

Pour comprendre comment les décharges électrostatiques sont créées et comment elles endommagent les composants et les produits, nous devons apprendre la partie la plus importante...Comment gérer et prévenir les décharges électrostatiques (ESD) ?

Les propriétés électrostatiques de différents matériaux

L'importance de l'électricité statique varie en fonction du matériau. Tous les objets peuvent générer de l'électricité statique, et les phénomènes induits par l'électricité statique peuvent être très différents selon l'objet, ce qui est lié à la conductivité du matériau correspondant.

Matériaux conducteurs, isolants et dissipatifs

En fonction de leur conductivité électrique, les matériaux sont généralement classés en trois catégories : les conducteurs, les matériaux dissipatifs et les isolants. En ESD ADV 1.0Les définitions spécifiques de la résistivité superficielle et de la résistivité volumique pour ces trois catégories sont fournies ci-dessous. Pour les matériaux incertains, un appareil de mesure de la résistance de surface peuvent être utilisés pour mesurer leur résistivité de surface ou de volume.

	Résistance de surface/résistance de volume
Matériaux conducteurs	＜1.0 × 104 ohms
Matériaux dissipatifs	≥1.0 × 104 ohms et ＜1,0 × 1011 ohms
Matériaux isolants	≥1.0 × 1011 ohms

Lorsque deux objets entrent en contact, de l'électricité statique est générée, que ces objets soient conducteurs ou isolants. Toutefois, la nature de l'électricité statique générée diffère selon qu'il s'agit d'un conducteur ou d'un isolant.

Dissipation de l'électricité statique sur les matériaux conducteurs

Lorsqu'un objet conducteur est chargé, il conserve cette charge à moins qu'une action ne soit entreprise. L'action qui peut instantanément ramener l'objet à un état neutre, non chargé, est la "mise à la terre".

La mise à la terre consiste à relier l'objet conducteur chargé à la terre. La terre est un grand corps conducteur stable qui peut agir comme un réservoir de charge. En reliant l'objet à la terre, un chemin conducteur est formé, permettant à la charge de l'objet de se dissiper.

Pour un objet chargé positivement, la mise à la terre permet aux charges négatives de la terre d'être fournies à l'objet. Pour un objet chargé négativement, la mise à la terre permet aux charges négatives de s'écouler dans la terre. Grâce au processus de mise à la terre, l'objet peut passer à un état stable et non chargé.

Dissipation de l'électricité statique sur les matériaux isolants

Pour les isolants, la dissipation de l'électricité statique est différente de celle des conducteurs. Les isolants étant de mauvais conducteurs, même s'ils sont mis à la terre, l'électricité statique accumulée ne pourra pas s'écouler facilement.

Dissipation de l'électricité statique sur les matériaux dissipatifs

Les matériaux dissipatifs ont des valeurs de résistivité qui se situent entre les isolants et les conducteurs. Si les électrons peuvent circuler dans les matériaux dissipatifs, leur mouvement est régi par la résistivité superficielle ou volumique des matériaux. Le taux de transfert de charge dans ces matériaux est sensiblement plus rapide que dans les isolants, mais plus lent que dans les conducteurs.

Événement ESD

Les événements ESD comprennent trois scénarios : la décharge d'un conducteur chargé (y compris le corps humain) sur un élément sensible aux décharges électrostatiques (ESDS), le transfert de charge de l'ESDS vers un conducteur et les transferts de charge résultant des champs électrostatiques. Chacun de ces scénarios peut potentiellement endommager ou détruire des composants électroniques, entraînant des défaillances dans les appareils et les systèmes.

Comment les décharges électrostatiques endommagent-elles les composants ?

Lorsqu'une charge statique importante se déplace rapidement entre un objet (qu'il s'agisse d'une personne ou d'une machine) dont le potentiel varie et un produit, elle induit un courant élevé dans un court laps de temps, dépassant le niveau de courant tolérable du produit. Cela peut avoir des conséquences graves, telles que l'endommagement du circuit, rendant le produit inutilisable. Dans des cas moins graves, cela peut conduire à une surchauffe du circuit et à une détérioration, affectant en fin de compte la longévité et la fiabilité du produit.

Les décharges électrostatiques (DES) sont un phénomène omniprésent qui nous entoure, le corps humain n'étant capable de les détecter qu'à des niveaux supérieurs à 3 000 volts. Il est surprenant de constater que les décharges électrostatiques de 100 à 500 volts seulement peuvent endommager les produits de l'entreprise. Dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Ce qui aggrave le problème, c'est que seuls 10% des cas de défaillance immédiate d'un composant sont détectables en usine, alors que 90% des défauts potentiels susceptibles d'entraîner une détérioration de ces dispositifs sensibles restent difficiles à déceler au cours du processus de fabrication. Ce déséquilibre explique pourquoi Contrôle complet des décharges électrostatiques (ESD) pour la fabrication de produits électroniques devient cruciale.

Pour protéger les produits contre les dommages dus aux décharges électrostatiques (ESD), il est nécessaire de mettre en place un système complet de contrôle de la qualité. Programme de contrôle ESD.

Comment éviter les décharges électrostatiques ?

• Mise à la terre: Relier le personnel et l'équipement à un point de mise à la terre commun pour neutraliser les charges statiques. Utilisez des bracelets, des chaussures ou des revêtements de sol conducteurs pour diriger les charges vers la terre en toute sécurité.
• Matériaux sans danger pour l'ESD : Utilisez des matériaux conducteurs ou dissipateurs (par exemple, des surfaces de travail antistatiques, des conteneurs) pour empêcher l'accumulation de charges. Évitez les matériaux isolants tels que les plastiques ordinaires ou les tissus non traités.
• Contrôle de l'humidité : Maintenir l'humidité relative entre 40 et 60% pour réduire l'accumulation d'électricité statique. L'air sec augmente la production de charges.
• Protection individuelle : Portez des vêtements sécurisés contre les décharges électrostatiques (par exemple, des blouses, des gants) et évitez les mouvements rapides ou le contact avec des surfaces non protégées.
• Contrôles quotidiens : Utilisation Testeur de mise à la terre du personnel ESD vérifier quotidiennement les dispositifs de protection individuelle (par exemple, les bracelets, les chaussures) afin de s'assurer de leur bon fonctionnement et de leur mise à la terre.
• Manipulation des composants : Stocker et transporter les composants sensibles à l'électricité statique dans des emballages blindés (sacs métallisés, mousse conductrice, etc.). Utiliser des ionisateurs pour neutraliser les charges sur les surfaces isolantes.
• Zones protégées contre les décharges électrostatiques (EPA) : Désigner les zones à l'aide de systèmes de mise à la terre, d'outils antistatiques et de panneaux de signalisation. Interdire l'accès des EPA aux objets isolants non essentiels (par exemple, les tasses à café, le papier).
• Formation et conformité : Sensibiliser le personnel aux risques et aux protocoles liés aux décharges électrostatiques, y compris les normes clés telles que ANSI/ESD S20.20 et IEC-61340-5-1.

En combinant ces mesures, les charges statiques sont contrôlées, ce qui minimise les risques d'ESD pour les composants sensibles.