Parlons de conception pour l'immunité ESD

Introduction

Ce bref article est destiné à ceux qui sont nouveaux dans le domaine de l'ingénierie de conformité et qui souhaitent mieux comprendre le processus de conception de produits insensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Certaines personnes peuvent ne pas savoir par où commencer le processus de conception ou ne pas connaître les principaux défis et problèmes liés au développement d'un produit totalement immunisé contre les événements d'immunité aux décharges électrostatiques. Les lecteurs sont encouragés à prendre ces informations et à les utiliser comme tremplin pour rassembler leurs propres connaissances sur ce sujet très important et souvent incontournable.

Remarque : Cet article couvre la conception pour l'immunité ESD et non les tests d'immunité ESD. Voir la référence 1 pour un bref article couvrant les tests ESD et l'utilisation de simulateurs ESD. Les tests d'immunité ESD sont entièrement décrits dans des normes telles que CEI 61000-4-2, MIL-STD-461G CS118, ISO 10605, ANSI C63.16 et RTCA/DO-160.

Calendrier de développement d’un produit immunitaire ESD

Bien que cela ne soit pas toujours possible, il est extrêmement important de prendre en compte la conception de l'immunité et de la protection contre les décharges électrostatiques dans le cadre du travail de conception initial du développement de produits. À la fin du cycle de développement du produit, les éléments clés de la conception, notamment le schéma de mise à la terre, la conception du châssis, la configuration des circuits imprimés (PCB), la structure des logiciels/micrologiciels et les exigences de production, sont déjà solidifiés. C'est beaucoup plus simple, plus efficace et moins coûteux si les solutions aux problèmes ESD anticipés sont mises en œuvre au début du cycle de développement du produit alors que la conception est encore fluide, plutôt que ajoutées à la fin du projet. La résolution des problèmes d’EDD suit souvent une approche au niveau du système. Par conséquent, si la majorité du système est déjà gravée dans le marbre, alors les solutions les plus pratiques dont dispose le concepteur sont moins nombreuses, moins pratiques, plus compliquées et beaucoup plus difficiles à mettre en œuvre.

Conseil de pro : Lorsque vous essayez de résoudre un problème lié au bruit ou de réussir un test d'immunité ou d'émission de compatibilité électromagnétique (CEM), de quelque nature que ce soit, la mise en œuvre précoce des solutions les plus pratiques et les plus simples est généralement la clé du succès. Commencez le processus de conception le plus tôt possible. Raccourcissez la boucle de rétroaction de la conception en effectuant des tests CEM/ESD dès que des prototypes fonctionnels sont disponibles.

Conception de base des lignes directrices sur l’immunité ESD

L’approche systémique mentionnée ci-dessus n’est peut-être pas le seul moyen de prévenir et d’atténuer les problèmes d’ESD. Cependant, l’expérience montre que c’est la méthode la plus efficace. Le respect de cette approche et des directives qui suivent garantiront que toute conception est capable de répondre à ses exigences en matière d'immunité ESD. Gardez à l’esprit que toutes les directives décrites dans cet article ne peuvent pas être mises en œuvre à 100 % du temps en raison de contraintes de conception spécifiques imposées à un produit spécifique. Ces contraintes de conception varient d'un produit à l'autre et d'une entreprise à l'autre. Il appartient à l'ingénieur de conception de trouver la meilleure combinaison de méthodes pour obtenir l'immunité ESD de chaque produit spécifique et situation spécifique. À titre d'exemple, une contrainte de conception peut être qu'un client a déjà spécifié que seuls des câbles non blindés peuvent être utilisés. Par conséquent, vous ne pourrez pas utiliser de câbles blindés dans votre solution pour garantir que le produit est immunisé contre les événements ESD. Une autre contrainte de conception pourrait être la nécessité d'utiliser un châssis métallique. Dans cette situation, vous devrez trouver un moyen de contrôler le chemin emprunté par le courant ESD pour l’empêcher de pénétrer à l’intérieur du boîtier.

Empêcher l'entrée de la décharge

La première partie de la conception au niveau du système pour les décharges électrostatiques consiste à empêcher l'entrée des décharges électrostatiques à l'intérieur du boîtier. Il est préférable, mais pas toujours possible, d'empêcher en premier lieu qu'un événement ESD ne se produise. Cela devrait être une tâche facile à accomplir si votre produit est contenu dans un boîtier non métallique/plastique.

Conseil de pro :Même si la formation d'un arc ESD est impossible, le produit pourrait toujours être sensible aux événements ESD à proximité et les autres directives décrites ci-dessous doivent être suivies.