Fiche de référence
ESD et manipulation
Ce qui tue vraiment les composants, et ce que font vraiment les sachets
ESD et manipulation
Vous ne sentez pas une décharge en dessous d'environ 3 kV, ne l'entendez pas en dessous d'environ 5 kV, et ne voyez pas l'étincelle en dessous de quelque chose comme 8 kV. Un composant de classe 0 est détruit sous 250 V. Chaque événement destructeur que vous provoquerez est un événement que vous n'aurez pas remarqué. Pire, la plupart ne tuent pas le composant sur le coup — ils amincissent un oxyde ou fondent un coin de jonction, la carte passe le test, et la panne apparaît sur le terrain des semaines plus tard. Ces dégâts latents sont ce que le contrôle ESD vous achète vraiment.
Le modèle du corps humain (HBM) correspond à 100 pF déchargés à travers 1.5 kΩ, la référence standard pour une personne qui touche une broche. Le modèle du composant chargé (CDM) est l'autre moitié de l'histoire : le composant lui-même se charge, puis se décharge par une broche en moins d'une nanoseconde dès que cette broche touche la masse. Les tenues CDM sont typiquement de quelques centaines de volts, et le CDM est le mécanisme dominant sur une ligne automatisée, car les machines manipulent les composants bien plus que les humains.
| Classe HBM | Tenue | Composants concernés |
|---|---|---|
| Classe 0 | Moins de 250 V | MMIC GaAs et amplificateurs RF faible bruit, diodes laser, capteurs magnétorésistifs, puces nues et boîtiers wafer-level |
| Classe 1A | 250 – 500 V | Broches d'interfaces rapides (USB 3, HDMI, DDR), certains étages RF, entrées analogiques de précision |
| Classe 1B | 500 – 1000 V | JFET et MOSFET petits signaux, microphones MEMS, CAN et CNA rapides |
| Classe 1C | 1 – 2 kV | Beaucoup de MCU modernes et de composants mixtes, surtout leurs broches analogiques et de quartz |
| Classe 2 | 2 – 4 kV | Logique générale (74HC/AHC/LVC), amplis op courants, la plupart des GPIO numériques de MCU |
| Classe 3A | 4 – 8 kV | Composants dotés d'une protection intégrée volontaire : émetteurs-récepteurs de ligne, puces d'interface robustes |
| Classe 3B | Plus de 8 kV | Diodes TVS et de protection ESD dédiées, discrets de puissance, passifs ordinaires |
D'où vient la charge. L'humidité est le moyen de contrôle le moins cher — le même geste génère une à deux décades de charge en moins dans une pièce humide que dans une pièce sèche, c'est pourquoi les pannes ESD se concentrent en hiver et dans les bureaux climatisés.
| Action | À 10–20 % d'humidité | À 65–90 % d'humidité |
|---|---|---|
| Marcher sur une moquette | 35 kV | 1.5 kV |
| Marcher sur un sol vinyle | 12 kV | 250 V |
| Se lever d'une chaise en mousse | 18 kV | 1.5 kV |
| Quelqu'un qui travaille simplement à l'établi | 6 kV | 100 V |
| Prendre un sachet plastique sur l'établi | 20 kV | 1.2 kV |
| Ouvrir une enveloppe en vinyle | 7 kV | 600 V |
| Élément | Ce que c'est | À utiliser pour | À ne pas faire |
|---|---|---|---|
| Sachet blindé métallisé (argenté) | Une cage de Faraday — une couche métallique enfouie tient les champs extérieurs à l'écart du contenu | Tout ce qui contient une puce, en transport et en stockage | En réutiliser un froissé, percé ou à la soudure déchirée. Le blindage est cette couche métallique, et un trou reste un trou |
| Sachet antistatique rose | Une surface dissipative et rien d'autre — aucun blindage | Emballage intérieur et calage, matériel compatible ESD, boîtiers | Y expédier des cartes ou des circuits intégrés en vrac. Le traitement antistatique est un revêtement de surface qui s'use avec le temps et les manipulations |
| Sachet ou bac conducteur noir (chargé en carbone) | Conducteur, moins de 1×10⁴ Ω | Déplacer des assemblages à l'intérieur du bâtiment ; bacs et plateaux | Le traiter comme une barrière contre l'humidité, ou le laisser toucher une carte alimentée — c'est un conducteur |
| Mousse conductrice noire | Conducteur, moins de 1×10⁴ Ω | Court-circuiter entre elles les broches des DIP, MOSFET et discrets non protégés | Y stocker des composants pendant des années — elle laisse des résidus et corrode les pattes |
| Sachet barrière d'humidité avec dessiccant et carte indicatrice | Blindage plus barrière d'humidité scellée | Boîtiers classés MSL avant refusion : l'humidité piégée se vaporise et fissure le boîtier | L'ouvrir trop tôt. Le compte à rebours de durée hors emballage démarre dès que la soudure est rompue |
| Sachet zip transparent ordinaire, papier bulle, ruban adhésif | Isolant, au-dessus de 1×10¹² Ω, et un générateur de charge énergique | Rien qui s'approche d'un composant | Tout. C'est la façon la plus courante dont de bons composants arrivent morts |
| Tapis d'établi dissipatif | 1×10⁶ – 1×10⁹ Ω, relié à la terre via 1 MΩ | La surface de travail — elle évacue la charge lentement au lieu de la décharger d'un coup | Le relier directement à la terre sans résistance |
| Bracelet antistatique | 1 MΩ en série ; tout le chemin vers la terre doit mesurer moins de 35 MΩ | Vous, chaque fois qu'un composant est hors de son sachet | En porter un en travaillant sur quoi que ce soit sous tension secteur |
La résistance de 1 MΩ d'un bracelet n'est pas là pour les composants — elle vous limite à une fraction de milliampère si le bracelet touche un jour le secteur. Testez le bracelet lui-même, pas seulement le cordon : un poignet sec ou une bande lâche donne un circuit ouvert tout en paraissant parfaitement normal. Et vous relier à la terre ne fait rien contre les isolants encore sur l'établi — le rouleau d'adhésif, la tasse de café, le plateau en plastique, les calages en polystyrène. Retirez-les, ou orientez un ioniseur vers ce qui ne peut pas être retiré. À un établi amateur, le minimum honnête est un tapis et un bracelet reliés à la terre, une pièce pas complètement sèche, des composants laissés dans leur sachet blindé jusqu'au moment de les monter, et l'habitude de tenir un boîtier par son corps plutôt que par ses broches.
