Ce que « ESD safe » veut vraiment dire sur un rack PCB
Résistance de surface, les bandes ANSI/ESD S541, comment lire un rapport d'essai, et les cinq questions qui séparent le produit mesuré du produit peint.
« ESD safe » est imprimé sur presque tous les racks, plateaux et bacs vendus à l'assemblage électronique. Ce n'est pas une spécification. C'est une formule marketing, et deux produits qui la portent peuvent se comporter de façon totalement différente dans votre atelier.
La vraie spécification, c'est la résistance de surface, mesurée en ohms, et une norme la range en bandes. Dès que vous savez lire ce nombre, il vous faut une dizaine de secondes pour savoir si un fournisseur vous vend un produit mesuré ou un produit peint.
Les trois bandes
ANSI/ESD S541 est la norme de l'ESD Association pour les matériaux d'emballage utilisés dans une EPA, une zone protégée contre les décharges. Elle classe les matériaux par résistance de surface en trois plages :
| Bande | Résistance de surface | Comportement |
|---|---|---|
| Conducteur | moins de 1 × 104 Ω | La charge s'y déplace très vite |
| Dissipatif | 1 × 104 à moins de 1 × 1011 Ω | La charge s'écoule de façon contrôlée |
| Isolant | 1 × 1011 Ω et au-delà | La charge reste et s'accumule |
L'intuition qui piège : plus conducteur n'est pas automatiquement meilleur. Un matériau trop conducteur décharge très vite une carte chargée, et une décharge rapide à travers un composant sensible est exactement l'événement que vous cherchez à éviter. C'est pour cela que la bande dissipative existe. Vous voulez que la charge parte, mais qu'elle parte progressivement.
Pour la manutention de cartes, la zone utile va du bas du dissipatif au haut du conducteur, environ 104 à 106 Ω. La charge ne s'accumule pas, et elle ne se vide pas d'un coup.
Pourquoi le matériau compte plus que le revêtement
Il y a deux façons de fabriquer un panneau plastique qui mesure dans la bonne bande.
Traitement de surface
Un agent antistatique topique est appliqué en surface. Il fonctionne en attirant une fine couche d'humidité de l'air. C'est bon marché, et cela mesure correctement le jour de l'expédition.
Les ennuis : cela dépend de l'humidité, donc le rendu est moins bon dans une usine sèche en hiver que dans le laboratoire où la mesure a été faite. Cela s'enlève au nettoyage. Cela se dégrade avec le cyclage thermique. Et un panneau qui a subi cent étuvages ne mesure plus ce qu'il mesurait neuf.
Polymère chargé
Le matériau conducteur est incorporé dans le plastique lui-même, dans toute la pièce. Aucune couche à effacer, aucune dépendance à l'humidité, et le cyclage thermique ne change pas la composition dans la masse. Le chargé coûte plus cher à produire. C'est le seul qui vaille d'être spécifié pour un rack qui passe au four ou qui est nettoyé.
Si une fiche technique dit « antistatique » sans valeur de résistance et sans préciser si le traitement est topique, considérez qu'il l'est.
Comment lire un vrai rapport d'essai
Un rapport doit vous donner quatre choses, pas une. Quand vous en recevez un avec une seule valeur, c'est un essai partiel.
- Résistance point à point. Deux électrodes sur la même surface, à distance fixe. Cela dit comment la charge circule dans le matériau. Nos panneaux y mesurent 3,24 × 104 Ω.
- Résistance à la terre. Électrode en surface, chemin vers un point de mise à la terre. Cela dit si la charge peut réellement quitter la pièce quand la pièce est reliée. Un rack qui mesure bien de surface à surface mais n'a pas de chemin vers la terre est un rack qui retient la charge.
- Temps de décharge. On charge la surface à une tension connue, puis on mesure le temps de descente à une petite fraction de cette valeur. C'est celui qui dit ce qui se passe en pratique. Nos panneaux se déchargent en 0,2 seconde. Moins d'une demi-seconde, c'est la valeur à viser.
- Conditions d'essai. Température et humidité relative doivent figurer au rapport. Une résistance mesurée à 50 pour cent d'HR et une mesurée à 12 pour cent sont deux essais différents. Sans les conditions, le rapport n'est comparable à rien.
Nos racks sont testés par NASTC sous le rapport 2025AS4693AP, qui couvre les quatre points ci-dessus, avec point à point, mise à la terre, tension et décharge tous conformes. Demandez l'équivalent à n'importe quel fournisseur. Celui qui teste vous l'envoie. Celui qui ne teste pas vous envoie une brochure.
RoHS est une autre question
La résistance de surface ne dit rien des substances réglementées, et les deux sujets sont confondus en permanence.
RoHS, la directive UE 2015/863, restreint le plomb, le mercure, le cadmium, le chrome hexavalent, les PBB, les PBDE et quatre phtalates dans les équipements électriques. Pour un rack cela compte parce que le rack est dans votre procédé, dans votre four et dans votre flux de déchets, et parce que vos propres clients poseront la question.
La bonne question n'est pas « est-ce RoHS » mais « combien de composants ont été testés ». Un rack, ce sont des panneaux, des montants, une embase, de la visserie, des pignons et des butées. Un certificat portant sur un échantillon de plastique n'est pas un certificat de rack. Le nôtre couvre les 20 composants, vérifié par SGS sous le rapport NGBEC25007648601.
Cinq questions à poser à un fournisseur de racks
Elles prennent une minute et trient le marché très vite :
- Quelle est la résistance de surface, en valeur, pas en adjectif ?
- La propriété ESD est-elle inhérente au matériau ou appliquée en surface ?
- Puis-je voir le rapport d'essai, avec le temps de décharge et les conditions ?
- Le certificat RoHS couvre-t-il chaque composant ou un seul échantillon ?
- Quelle température est admissible, et la propriété ESD tient-elle après cyclage thermique ?
Un fournisseur dont le produit est mesuré répond aux cinq dans un seul e-mail. C'est tout le filtre.
Vous voulez les chiffres avant de parler à qui que ce soit ?
Chaque page produit porte le bloc de conformité avec les valeurs mesurées et les numéros de rapport, et chaque fiche technique se télécharge en PDF direct, sans formulaire.