La puce tuée sans bruit
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La puce tuée sans bruit : les décharges électrostatiques
Trop faible pour vous, fatale pour une puce
Vous ne sentez rien sous 3 000 V environ. Une puce électronique, elle, a des couches isolantes de quelques milliardièmes de mètre d'épaisseur : une décharge que vous ne remarquez même pas peut les percer.Tensions électrostatiques : seuil de sensation et sensibilité des composants
Une personne commence à sentir une décharge électrostatique vers 3 000 volts et voit l'étincelle vers 5 000 volts. Marcher sur une moquette charge le corps jusqu'à 35 000 V par air sec et environ 1 500 V par air humide. Les composants électroniques les plus sensibles peuvent être détruits par quelques dizaines de volts ; les normes de manipulation prennent 100 V comme repère.
- beaucoup de composants courants supportent une ou deux centaines de volts ;
- les plus sensibles meurent à quelques dizaines de volts ;
- les normes de l'électronique prennent 100 V comme repère : tout composant qui peut mourir à partir de là se manipule avec précaution.
Le piège :
une puce touchée ne meurt pas toujours tout de suite. Affaiblie, elle peut fonctionner, puis lâcher des semaines plus tard. La panne n'a alors plus aucun lien visible avec le geste qui l'a causée.
On parle de décharges électrostatiques, ou ESD, de l'anglais ElectroStatic Discharge.une puce touchée ne meurt pas toujours tout de suite. Affaiblie, elle peut fonctionner, puis lâcher des semaines plus tard. La panne n'a alors plus aucun lien visible avec le geste qui l'a causée.
Le modèle du corps humain
Pour tester les composants, les laboratoires imitent votre doigt avec deux pièces seulement :Le modèle du corps humain (HBM) pour tester les composants
Pour tester la tenue d'un composant aux décharges électrostatiques, on imite le doigt d'une personne chargée par un condensateur de 100 picofarads et une résistance de 1 500 ohms. Chargé à 4 000 volts, il envoie un pic d'environ 2,7 ampères ; la constante de temps R × C vaut 150 nanosecondes : tout est fini en moins d'une microseconde.
- un condensateur de 100 pF : votre corps chargé ;
- une résistance de 1 500 Ω : votre peau et votre doigt ;
- on le charge à 2 000, 4 000 ou 8 000 V, puis on le décharge dans une broche du composant.
constante de temps = R × C = 1 500 Ω × 100 pF = 150 nanosecondes
À 4 000 V, le courant atteint 4 000 ÷ 1 500 ≈ 2,7 A, mais pendant si peu de temps que tout est fini en moins d'une microseconde. Pour vous, rien ; pour une couche isolante de quelques nanomètres, un claquage.Ce « modèle du corps humain », HBM en anglais (Human Body Model), est fixé par les normes de test des composants. Les fiches techniques indiquent la tension que le composant supporte selon ce modèle.Publicité
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Bracelet, pochette, sol : tout au même potentiel
À l'atelier, on ne cherche pas à supprimer les charges : on supprime les différences de potentiel. Sans tension entre votre main et la carte, pas d'étincelle.- le bracelet antistatique relie votre poignet à la masse du poste de travail, à travers une résistance d'environ 1 mégohm : les charges s'écoulent doucement, sans étincelle ;
- les pochettes grises métallisées forment une petite cage de Faraday autour de la carte (chapitre 6) ;
- tapis, sol et chaussures légèrement conducteurs, vêtements en coton plutôt qu'en fibres synthétiques.
Attention :
le bracelet sert pour l'électronique hors tension. Jamais pour travailler dans une armoire ou un tableau sous tension : il vous relierait à la masse (cours Soyez Vigilants, en lien en fin de page).
le bracelet sert pour l'électronique hors tension. Jamais pour travailler dans une armoire ou un tableau sous tension : il vous relierait à la masse (cours Soyez Vigilants, en lien en fin de page).
Chez vous :
avant de manipuler une barrette de mémoire ou une carte d'ordinateur, touchez une pièce métallique reliée à la terre, puis tenez la carte par ses bords, sans toucher les contacts.
avant de manipuler une barrette de mémoire ou une carte d'ordinateur, touchez une pièce métallique reliée à la terre, puis tenez la carte par ses bords, sans toucher les contacts.
Une étincelle à la pompe à essence
L'étincelle de la poignée ne vous fait rien, mais elle porte quelques millijoules. Or il suffit d'environ 0,2 millijoule pour enflammer des vapeurs d'essence.Aux États-Unis, d'après un recensement de l'association des équipementiers pétroliers (PEI) repris par la presse, environ la moitié des départs de feu dus à l'électricité statique aux pompes sont survenus quand la personne était remontée dans sa voiture pendant le plein, puis était revenue saisir le pistolet sans toucher de métal.
Au plein :
restez dehors pendant le remplissage. Si vous êtes remonté dans la voiture, touchez la carrosserie, loin du goulot, avant de reprendre le pistolet.
Mêmes précautions, en grand, dans l'industrie : le camion-citerne est relié à la cuve par un câble avant de dépoter (fiche Équipotentialité, en lien en fin de page), et les silos de farine, de sucre ou de céréales sont classés ATEXATmosphères EXplosibles : zones où gaz, vapeurs ou poussières peuvent former un mélange explosif avec l'air. Matériel et vêtements y sont choisis pour ne produire aucune étincelle..restez dehors pendant le remplissage. Si vous êtes remonté dans la voiture, touchez la carrosserie, loin du goulot, avant de reprendre le pistolet.
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