Pourquoi il est important de bien protéger des composants / appareils sensibles aux ESD ?

L’électricité statique se produit quand deux objets se frottent l’un à l’autre, c’est alors que des charges électriques se forment à la surface de ces objets.

Aujourd’hui, à l’ère de la miniaturisation, la tension inférieure à 100V peut être très dangereuse pour les composants électroniques. Pour illustrer: 3 000V se fait sentir au toucher, on entend des grésillements à 5 000V, et à 10 000V on peut observer un saut d’étincelle électrique.

Ces composants / appareils sensibles à la décharge sont appelés ESDS (eng. Electrostatic discharge sensitive device).

Les ESD peuvent sérieusement endommager des circuits électroniques en provoquant des dommages sur la continuité des connexions. Cela peut fortement fragiliser ou même entièrement détruire les composants touchés.

L’utilisation des emballages ESD est donc critique pour bien protéger les ESDS.

Qu’est-ce que des emballages antistatiques ESD?

Selon la norme IEC 61340-5-2 des emballages antistatiques de protection ESD comprennent tous les objets destinés à contenir et à bien protéger des produits ESDS pour permettre leur manutention, stockage ou leur acheminement.

Les emballages antistatiques servent pour protéger les produits ESDS des chocs, et surtout de  l’électricité statique.  Le mauvais choix d’emballage ou l’usage des emballages traditionnels pour les composants électroniques peut avoir des conséquences fatales.

Certain emballages ESD sont produits à parti des granulés plastiques avec des additifs spéciaux ce qui réduit la résistance de surface et augmente la conductivité de l’emballage.  Cela permet d’éviter la formation de charges électrostatiques et les décharges sur les produits dans l’emballage. D’autre type offrent une protection encore plus efficace grâce à leur structure multicouche avec la couche d’aluminium.

Quel sont les type des emballages antistatiques ?

Les emballages antistatiques sont catégorisés selon 3 groupes :

• Emballage antistatique conducteur (résistance de surface : 10² Ω <R_s<10⁵ Ω, couleur noir)
• Emballage antistatique dissipatif (résistance de surface : 10⁵ Ω <R_s<10¹¹ Ω, couleur généralement rose)
• Emballage antistatique métallisé ou blindé (en anglais shielding), pas de création de charge + cage de faraday

Ils se déclinent ensuite en fonction des types d’emballages suivant : film, feuille, gaine, pochette, caisse, carton, mousse, boites, bac etc.

Les pochettes antistatiques sont des sacs, des sachets avec ou sans bulles qui annulent le contact d’électricité statique et même des champs électromagnétiques sur les composants ou les pièces stockées à l’intérieur.

Ils protègent leur contenu en créant une barrière qui neutralise les charges électrostatiques ainsi, évitant les dégâts dus à l’électricité statique. Certains sachets peuvent être fabriqués avec des caractéristiques telles que les sachets anti-humidité et antirouille.

Comment choisir l’emballage antistatique adapté ?

La norme IEC 61340-5-2 recommande 6 étapes à respecter dans le choix de votre emballage de protection ESD :

1/ Comprendre la sensibilité du produit aux ESD

Cela devrait être mesuré en interne, récupéré en contactant le fabricant du produit ou en analysant les données sur la sensibilité ESD disponible.

2/ Déterminer l’environnement de distribution du produit emballé

Il faut bien définir l’environnement dans lequel le produit serait transporté et manipulé. L’humidité et la température sont les principaux facteurs à prendre en compte pour choisir le bon type d’emballage pour vos articles sensibles aux ESD.

3/ Bien comprendre les types des emballages antistatiques

La première étape consiste à choisir le matériel d’emballage parmi 3 catégories : conducteurs, dissipateurs ou métallisés, marquées sur l’emballage par des lettres : (C), (D), (S).

En plus, d’autres questions doivent être posées comme :

• Emballage réutilisable, jetable, à l’usage unique
• Exigences esthétiques pour l’emballage
• Barrière à la vapeur d’eau
• Fermeture (ouvert, thermosoudable, zip, bande adhésif)
• Marquage

4/ Savoir tester le matériel sélectionné

Les méthodes de test sont bien décrites dans la norme 61340-5-1.

5. Choisir la solution d’emballage finale

Une fois que la sensibilité ESD, l’environnement de distribution de produit à emballer sont défini et les matériaux préférés sont connus, alors on peut passer au choix de la solution finale :

Conformément à la norme, les règles suivantes s’appliquent:

• Emballages ESD dans les zones EPA, si l’emballage est principalement utilisé pour transporter le produit ESDS dans un environnement protégé contre les décharges électrostatiques (salle blanche, zone EPA), il est alors recommandé d’utiliser les solutions dissipateurs ou conducteurs avec l’étiquette D et C. Ils empêchent les décharges directes et conduisent les décharges électrostatiques à la surface.

• Si le produit ESDS est déplacé entre des zones protégées contre les décharges électrostatiques (entre les zone EPA), les solutions métallisées avec l’étiquette S sont recommandés
• Si le produit ESDS est déplacé dans un environnement totalement incontrôlé (en dehors des zones de protection EPA), les solutions métallisées avec l’étiquette S sont nécessaire comme sachets blindés métallisés accompagnés de préférence de boîtes d’expédition et caisses cartons empilables.

Facteurs supplémentaires à prendre en compte:

• Relation coût / valeur: Le coût de l’emballage par rapport à la valeur totale du contenu est important. Certaines entreprises choisissent des emballages moins chers pour les pièces moins précieuses.
• Pour les produits sensible aux chocs : emballage secondaire, la boîte rembourrée à envisager.

6. Tester l’efficacité de la solution finale avant l’utilisation massive

Il est fortement recommandé de soumettre le produit dans son emballage final aux risques attendus lors son manutention, stockage ou acheminement.

Il est recommandé de tester les éléments suivants:

• Décharges à l’extérieur de l’emballage
• Vibrations pendant le transport
• Tests de chute
• Exposition environnementale