Protection ESD sur la ligne CMS : où naissent les charges en dehors du poste de travail ?
Sur une ligne CMS, les charges naissent surtout là où la matière est séparée, déplacée ou aspirée : film de couverture décollé, convoyeurs, buses à vide, soufflage à l'air comprimé. Les parades sont des machines reliées à la terre, des surfaces de contact dissipatives, l'ionisation des isolants inévitables et la mesure de champ selon NF EN 61340-5-1.
Voir les ioniseursSommaire
Pourquoi une ligne CMS se charge-t-elle autrement qu'un poste de travail ?
Au poste de travail, l'opérateur est la principale source de charge ; sur une ligne CMS, ce sont les machines et la matière. Bandes, films, cartes et composants y sont sans cesse séparés, glissent sur des convoyeurs et sont aspirés. Chaque mouvement crée des charges par frottement et séparation, sans que personne ne touche le composant.
Le risque dominant n'est donc plus la décharge d'une personne (HBM), mais le Charged Device Model (CDM) : composant ou carte se chargent puis se déchargent brutalement dès qu'une broche touche un métal à la terre, buse ou pointe de test. La décharge dure quelques nanosecondes et peut endommager les oxydes de grille sans que le test fonctionnel le révèle.
- Isolants nécessaires au procédé : substrat de la carte, bandes, films, plateaux. Impossibles à mettre à la terre.
- Conducteurs isolés : composants sur la carte et pièces métalliques sans liaison à la terre. Ils gardent leur charge jusqu'au contact.
Quels postes de la ligne CMS génèrent le plus de charges ?
Les points critiques sont les transferts où la matière est séparée ou déplacée : déballage à la réception, décollage du film dans le chargeur, séparation carte et pochoir, prise par la buse, transport sur convoyeur, détourage et emballage. Le tableau associe à chaque poste sa source de charge et sa contre-mesure.
| Poste | Source de charge | Mesure |
|---|---|---|
| Réception et stockage | Cartons, ruban adhésif, reconditionnement hors ZPE | Ouvrir en ZPE, contrôler emballage et marquage |
| Chargeurs et bobines | Décollage du film, déroulement de la bobine | Chargeurs à la terre, ionisation au décollage |
| Sérigraphie | Séparation pochoir et carte | Pochoir à la terre, supports dissipatifs |
| Machine de pose | Prise et dépose par la buse à vide | Buses dissipatives, machine au point de terre |
| Refusion et convoyeur | Frottement sur bandes et guides | Bandes dissipatives, mécanique à la terre |
| AOI et test | Adaptateurs, soufflage, manipulation | Adaptateurs à la terre, air ionisé, opérateur à la terre |
| Détourage | Fraisage, aspiration par tuyaux plastiques | Aspiration dissipative, ionisation |
| Emballage | Sachets en film, calage, étiquettes | Emballage ESD selon NF EN 61340-5-3 |
La charge arrive souvent avec la marchandise : une bobine reconditionnée hors ZPE charge la ligne avant la première machine. Voir Contrôle ESD à la réception et, pour la machine, Choisir une machine de pose.
Comment relier à la terre machines et surfaces de contact ?
Chaque machine est reliée à la terre de protection et au point de terre commun de la ZPE, carter et pièces conductrices en contact avec composants ou cartes compris. Le raccordement secteur ne suffit pas : il faut une liaison continue jusqu'à la surface de contact, c'est-à-dire buse, préhenseur, bande et butée.
Anodisation, paliers plastiques et courroies coupent souvent la chaîne : un préhenseur sur palier isolé reste un conducteur isolé.
- Surfaces de contact dissipatives pour un écoulement amorti.
- Pièces mobiles reliées par contacts glissants, balais ou tresses.
- Chariots et porte-bobines à la terre par roulettes dissipatives ou cordon.
- Opérateurs à la terre par talonnière et sol dissipatif, aux postes fixes par bracelet antistatique (personne à la terre < 3,5 x 107 Ω).
Le testeur de terre mesure aussi les tensions AC et DC et le bruit haute fréquence sur le conducteur de protection.
Systèmes de mise à la terreTalonnières, bracelets et composants de terre pour opérateurs et machines.
Voir les produitsAppareils de mesure ESDTesteurs de terre, de résistance et de champ électrostatique.
Voir les produitsQuand la ligne CMS a-t-elle besoin d'ionisation ?
L'ionisation s'emploie là où la mise à la terre est impossible : substrat de la carte, bande porteuse, film de couverture et composants isolés pendant le transport. L'ioniseur produit des ions positifs et négatifs qui neutralisent les charges de ces surfaces. Il complète la mise à la terre des machines et des personnes, sans la remplacer.
On utilise des ioniseurs soufflants dans les carters, des barres au-dessus des convoyeurs et des buses ionisantes pour les points précis. Les appareils DC régulés gardent un équilibre stable avec peu d'air, utile dans la machine de pose où un courant d'air déplace les petits composants.
Un ioniseur déséquilibré charge lui-même. Offset (en ZPE généralement < ± 35 V) et temps de décharge se contrôlent donc régulièrement selon NF EN 61340-4-7, pointes émettrices nettoyées.
Comment vérifier que les mesures sont efficaces ?
L'efficacité se mesure avec un mesureur de champ électrostatique sur le procédé : cartes et bandes sont mesurées aux points de transfert après l'étape critique, les valeurs consignées et comparées à la limite du programme de contrôle ESD. La terre et les ioniseurs sont aussi contrôlés périodiquement, les points critiques surveillés en continu.
- Points de mesure : sortie chargeur, après sérigraphie et pose, sortie refusion, après détourage.
- Toujours à la même distance, mesureur relié à la terre.
- Points suspects mesurés avec et sans ioniseur.
- Mise à la terre des personnes chaque jour, surfaces selon le plan (à la terre < 109 Ω).
- Résultats archivés selon NF EN 61340-5-1.
La surveillance continue est utile aux postes à bracelet et sur les machines dont la terre est coupée en maintenance : le moniteur signale aussitôt la rupture. Pour l'instrument, voir Choisir un mesureur de champ électrostatique.
Questions fréquentes
Suffit-il que la machine soit reliée à la terre par le secteur ?
Non. Le conducteur de protection relie le carter, mais pas forcément buses, préhenseurs ou bandes. Les pièces sur paliers plastiques ou courroies peuvent être isolées. La liaison doit être continue jusqu'à la surface de contact et se mesure.
Pourquoi le CDM est-il plus dangereux que le HBM sur la ligne ?
En procédé automatisé, presque personne ne touche le composant, mais il se charge par mouvement et séparation. Au contact d'un métal à la terre, il se décharge en nanosecondes. La mise à la terre de l'opérateur n'y change rien, seule une faible charge du composant protège.
Peut-on souffler les cartes à l'air comprimé ?
Uniquement avec de l'air ionisé. L'air comprimé sec ordinaire charge carte et composants par son écoulement rapide. Les buses ou pistolets ionisants émettent des ions des deux polarités et neutralisent la charge à la surface.
À quelle fréquence mesurer sur la ligne ?
Mise à la terre des personnes chaque jour ; terre des machines, surfaces et ioniseurs selon le plan de contrôle. Les mesures de champ sont utiles après une modification de ligne, un changement de matériau ou une baisse d'humidité. L'entreprise fixe les intervalles selon le risque.
Quel équipement pour votre ligne CMS ?
Ioniseurs pour machines et transferts, systèmes de mise à la terre, appareils de mesure de champ et de terre.
Fondé sur les normes
Mesures selon NF EN 61340-5-1.
Mesurable
Champ et terre contrôlés sur la ligne.
Orienté procédé
Chaque poste avec sa contre-mesure.
Aide au choix
Nous vous aidons à choisir les produits, les détails techniques se règlent avec le fabricant.