Comment éliminer les risques liés à l'électricité statique
L'électricité statique constitue une menace pour tous les produits électroniques ; La prévention efficace est une priorité absolue dans l’industrie électronique.
I. Le danger des décharges électrostatiques pour les puces : les ordinateurs sont composés de circuits imprimés et de cartes, dont la plupart sont fabriquées à l'aide de la technologie MOS ; les circuits qu'ils contiennent sont très sensibles à l'électricité statique à haute tension-. Lorsqu'une personne ou un objet porteur d'une charge statique touche ces composants, une décharge électrostatique (ESD) se produit. Lorsque de l'électricité statique à haute tension - frappe un circuit MOS, la couche d'oxyde interne peut être percée ou détruite, provoquant une défaillance immédiate ou un dysfonctionnement du composant. Bien entendu, les composants soumis aux décharges électrostatiques ne tombent pas toujours en panne instantanément-c'est pourquoi de nombreuses personnes sous-estiment le problème. En effet, étant donné que l’électricité statique est omniprésente dans la vie quotidienne, l’expérience montre que l’électricité statique doit atteindre au moins 3,5 kV pour être ressentie, plus de 4,5 kV pour être audible et plus de 5 kV pour produire des étincelles visibles (comme celles que l’on voit sur un pull).
Au-delà de causer des dommages physiques directs, les décharges électrostatiques peuvent déclencher un effet de « verrouillage - (également connu sous le nom d'effet de thyristor parasite) dans les circuits MOS. Cela entraîne une augmentation massive du courant interne et une défaillance des fonctions logiques internes. Une fois qu'un circuit MOS entre dans cet état verrouillé, il reste verrouillé tant que l'alimentation est connectée ; un verrouillage prolongé peut griller le circuit ou dégrader ses performances. Par exemple, si le "branchement à chaud" d'un câble d'imprimante provoque des dysfonctionnements de l'ordinateur (comme une souris qui ne répond pas ou des alertes d'erreur d'imprimante), la solution immédiate consiste à éteindre l'ordinateur.
Pour résoudre ce problème, les organisations internationales ont établi des normes spécifiques catégorisant les pannes électriques liées aux décharges électrostatiques comme suit :
1. Défaillances ESD opérationnelles : elles se produisent lorsqu'un utilisateur porteur d'une charge statique touche l'extérieur de l'ordinateur-tel que le clavier, la souris ou le bouton de réinitialisation. Cela peut entraîner des problèmes tels que des redémarrages inattendus, des pauses ou des pannes du système. Les cas mineurs peuvent nécessiter une réinitialisation du système ou une réinstallation du logiciel, tandis que les cas graves peuvent nécessiter le remplacement du matériel.
2. Défaillances ESD de maintenance : elles se produisent lorsqu'un utilisateur porteur d'une charge statique touche des pièces métalliques conductrices à l'intérieur du boîtier de l'ordinateur. Par exemple, toucher des circuits imprimés ou des cartes internes avec les mains peut déclencher les pannes susmentionnées.. 3. Défauts ESD lors de la maintenance ou de la réparation : si une personne manipulant l'ordinateur porte une charge statique et touche des composants tels que le processeur ou les circuits imprimés, l'ESD qui en résulte peut endommager les pièces.
II. Mesures pour éliminer l'ESD
1. Mise à la terre appropriée : les ordinateurs modernes incluent généralement un fil de terre connecté à l’entrée d’alimentation CA ; cette ligne de terre est reliée aux lignes sous tension et neutre via deux petits condensateurs. Une mauvaise mise à la terre peut provoquer chez les utilisateurs sensibles une légère décharge électrique lorsqu'ils touchent le châssis métallique (impliquant 110 V mais un courant très faible). Étant donné que les puces ont une tolérance de tension bien inférieure à 110 V, le fait de ne pas mettre correctement à la terre tous les équipements informatiques (tels que l'unité centrale, l'imprimante et le moniteur) peut entraîner des dommages aux composants tels que les ports d'imprimante et les cartes graphiques. De nombreuses multiprises de mauvaise-qualité semblent avoir une conception à trois-broches mais n'ont pas de véritable connexion à la terre interne ; les utilisateurs doivent être particulièrement prudents à ce sujet lors de l’achat.
2. Emballage pour le transport des puces et des circuits imprimés : les fabricants donnent généralement la priorité à la protection ESD, en utilisant des sacs anti-statiques pour les composants informatiques avant expédition. Les matériaux d'emballage dotés de propriétés isolantes élevées-tels que le papier bulle ou la mousse de polystyrène-sont susceptibles de générer des décharges électrostatiques et ne conviennent pas à l'emballage de composants informatiques.
3. Gestion de l'électricité statique sur le personnel : Les opérateurs et les techniciens doivent rester constamment conscients des risques d'ESD et éviter autant que possible de toucher les circuits imprimés internes. Si un contact avec les circuits internes est nécessaire, un bracelet antistatique doit être porté.
4. Gérer l'électricité statique sur le lieu de travail : lorsque cela est possible, un revêtement de sol antistatique doit être installé (remarque : marcher sur des tapis peut facilement générer de l'électricité statique à haute tension-, tout comme une faible humidité intérieure). La plage d’humidité idéale est de 40 à 60 %.
5. Montage de puces sur des circuits imprimés pour améliorer la résistance ESD : Les puces individuelles ont une faible résistance ESD, tandis que leur montage sur des circuits imprimés améliore considérablement leur résilience. Ce principe explique pourquoi les puces CMOS vulnérables sont souvent transportées avec leurs broches court-circuitées-ensemble.