Mon terrain n'est-il pas différent de celui de l'usine?

Ma compréhension est que les dispositifs de sécurité ESD (tapis, bracelets, fers à souder spécialement marqués) sont conçus pour amener tout ce qui peut toucher un composant à la même énergie potentielle électrique - la masse.

Mais il semble déraisonnable de s'attendre à ce qu'il n'y ait pas de tension entre mon bureau et l'usine où mes composants ont été fabriqués. Après tout, l'usine est probablement à mi-chemin à travers le monde, et la résistance entre ici et là est importante.

Donc, disons qu'un composant est soigneusement emballé et envoyé dans l'un de ces petits sacs ESD. Avant d'ouvrir le sac, je me mets soigneusement à la terre et à mon poste de travail. Malgré cela, le composant est détruit dès que je le touche car le sol auquel je me suis attaché est très différent du sol auquel le composant était lié lors de sa fabrication.

Quelles précautions sont prises contre cela? Est-ce juste quelque chose qui peut se produire en théorie, mais ce n'est pas un problème dans la pratique?

Les composants sont endommagés par au moins deux de leurs broches présentant une différence de potentiel suffisamment importante. Si le composant a un boîtier conducteur ou un tampon, cela compte également comme une «broche».

Il est possible de les casser en essayant de les charger jusqu'à un nouveau potentiel via une broche sensible, tandis que la tension des autres broches est maintenue plus ou moins constante par le biais de la capacité à la terre. Cela peut être la situation où vous, peut-être chargé à 15 kV par rapport à la terre, prenez un composant qui est au potentiel de la terre par (disons) le fil de la porte.

L'emballage conducteur court-circuite toutes les broches ensemble. Ce que vous faites, c'est d'abord amener le sac conducteur à votre potentiel . Tout courant de charge qui doit circuler dans le composant le fait à travers toutes les broches, donc n'endommage pas le composant.

Disons qu'un carton isolé de composants dans des sacs conducteurs chargés à 100 kV arrive à votre poste de travail. Vous et le poste de travail êtes mis à la terre. Vous ouvrez le carton et dès que vous touchez un sac de composants, un courant circule entre vous et le sac pour le décharger jusqu'au potentiel de masse. Pendant ce temps, le sac a maintenu toutes les broches du composant au même potentiel, donc aucune tension dommageable n'est appliquée à travers le composant. Maintenant, vous et le composant êtes au même potentiel, vous pouvez ouvrir et toucher.

Pourquoi le composant est-il arrivé à 100kV? Sûrement que l'autre terrain d'usine n'est pas si différent du vôtre? Non, mais le dernier morceau du voyage aurait pu être porté par un gars avec des chaussures en nylon. Lorsque les choses sont correctement emballées, peu importe si les étapes intermédiaires du voyage l'amènent à un chemin potentiellement différent du sol.

Espérons que vos pièces soient emballées dans un bac ou un sac dissipant les décharges électrostatiques. Ensuite, lorsque vous les posez sur votre tapis ESD dans votre laboratoire, toute charge qui s'y accumule peut s'écouler à travers l'emballage et le tapis. Ils ne se déchargeront pas assez rapidement pour endommager les composants car le sac et le tapis ont une résistance substantielle (1 mégohm à la masse est courant pour les tapis ESD et les dragonnes).

Ma compréhension est que les éléments de sécurité ESD sont conçus pour amener tout ce qui peut toucher un composant à la même énergie potentielle électrique

C'est là que tu as raison.

sol.

Et voici quand vous vous trompez. Il n'y a pas de «terrain universel». Même la Terre ne l'est pas. Vous venez de choisir un point d'un circuit et de dire "Par la présente, par le pouvoir qui m'est confié par la science de l'électrotechnique, je vous déclare comme The Ground et tous les autres motifs comme nuls et non avenus." et au lieu d'une épée, vous la touchez avec une chose de sécurité ESD. C'est ça.

Peu importe si votre terre est identique ou différente de 1000 V par rapport à la terre utilisée en usine. Comme vous l'avez dit, l'équipement de sécurité ESD est conçu pour amener la pièce en toute sécurité (lire: lentement) sur votre sol.

Une extension logique de cela serait d'envoyer un PCB de remplacement à l'ISS ou à un satellite où la "masse" dans le sens où vous vous tenez est loin et séparée par le vide. Des charges importantes peuvent s'accumuler dans l'espace , il y aura donc une différence de potentiel significative. D'un point de vue électrique, il n'y a pas de problème tant que vous rapprochez correctement les deux masses (lentement à travers une résistance significative, et sans provoquer une grande différence de potentiel sur le circuit - voir la réponse de Neil_UK)

Electrostatique de base: si un sac ou une boîte métallique ou un autre conteneur conducteur entoure complètement un objet, le potentiel de cet objet est effectivement nul, qu'il soit connecté à la terre ou à une source d'alimentation 10KV. (Je soupçonne qu'il y a une exception pour le CA haute fréquence, mais nous pouvons l'ignorer.)

Lorsque l'objet est mis en sac en usine, le sac est mis à la terre à la terre de l'usine pour le transfert. Il peut traverser plusieurs milliers de volts entre là et où vous êtes, mais le potentiel entre deux points à l'intérieur du sac est toujours nul.

Lorsque vous recevez le sac, vous devez d'abord le mettre à la terre sur votre bureau, puis l'ouvrir. Lorsque votre main atteint, c'est un zéro par rapport à la terre du bureau car votre dragonne le garantit, et le composant est à la terre du bureau parce que le sac (et tout ce qu'il contient) est également mis à la terre sur votre bureau.