Unterscheidet sich mein Boden nicht vom Boden der Fabrik?

Ich verstehe, dass ESD-Sicherheitsvorkehrungen (Matten, Handgelenkbänder, speziell gekennzeichnete Lötkolben) so ausgelegt sind, dass alles, was ein Bauteil berühren kann, auf das gleiche elektrische Potential gebracht wird - Masse.

Es erscheint jedoch unvernünftig zu erwarten, dass zwischen meinem Schreibtisch und der Fabrik, in der meine Komponenten hergestellt wurden, keine Spannung herrscht. Schließlich ist die Fabrik wahrscheinlich auf halbem Weg der Welt, und der Widerstand zwischen hier und da ist erheblich.

Nehmen wir an, eine Komponente wird sorgfältig verpackt und in einer dieser kleinen ESD-sicheren Taschen an mich versandt. Vor dem Öffnen der Tasche habe ich mich und meine Workstation sorgfältig geerdet. Trotzdem wird das Bauteil zerstört, sobald ich es berühre, da der Boden, an den ich mich gebunden habe, sich stark vom Boden unterscheidet, an dem das Bauteil bei seiner Herstellung gebunden war.

Welche Vorkehrungen werden dagegen getroffen? Ist es nur etwas, was theoretisch passieren kann, aber in der Praxis kein Problem ist?

Komponenten werden dadurch beschädigt, dass zwei oder mehr ihrer Stifte eine ausreichend große Potenzialdifferenz aufweisen. Wenn die Komponente ein leitfähiges Gehäuse oder Pad hat, gilt dies auch als „Stift“.

Es ist möglich, sie zu unterbrechen, indem versucht wird, sie über einen empfindlichen Stift auf ein neues Potential aufzuladen, während die Spannung der anderen Stifte über die Kapazität gegen Erde mehr oder weniger konstant gehalten wird. Dies kann die Situation sein, in der Sie, möglicherweise auf 15 kV in Bezug auf Masse aufgeladen, eine Komponente aufnehmen, die über die Gate-Leitung auf Massepotential liegt.

Die leitfähige Verpackung schließt alle Stifte zusammen. Was Sie tun, ist, den leitfähigen Beutel zuerst zu Ihrem Potential zu holen . Jeder Ladestrom, der in die Komponente fließen muss, fließt durch alle Stifte und beschädigt die Komponente nicht.

Nehmen wir an, ein isolierter Karton mit Bauteilen in leitfähigen Beuteln, die auf 100 kV aufgeladen sind, kommt an Ihrem Arbeitsplatz an. Sie und die Workstation sind geerdet. Sie öffnen den Karton und sobald Sie einen Komponentenbeutel berühren, fließt ein Strom zwischen Ihnen und dem Beutel, um ihn auf Erdpotential abzuleiten. Währenddessen hat der Beutel alle Komponentenstifte auf dem gleichen Potential gehalten, so dass keine schädliche Spannung über die Komponente angelegt wird. Jetzt haben Sie und die Komponente dasselbe Potenzial, das Sie öffnen und berühren können.

Warum hat das Bauteil 100kV erreicht? Sicherlich unterscheidet sich das andere Fabrikgelände nicht so von Ihrem? Nein, aber das letzte Stück der Reise könnte von einem Mann mit Nylonschuhen getragen worden sein. Wenn die Sachen richtig gepackt sind, spielt es keine Rolle, ob die Zwischenetappen der Reise auf einen möglichen Weg führen, der sich vom Boden unterscheidet.

Hoffentlich sind Ihre Teile in einer ESD-ableitenden Schale oder einem Beutel verpackt. Wenn Sie sie dann in Ihrem Labor auf Ihre ESD-Matte ablegen, kann jede Ladung, die sich auf ihnen ansammelt, durch die Verpackung und die Matte abfließen. Sie werden nicht schnell genug entladen, um die Komponenten zu beschädigen, da sowohl die Tasche als auch die Matte einen erheblichen Widerstand aufweisen (1 Megaohm gegen Erde ist bei ESD-Matten und Handgelenkbändern üblich).

Ich verstehe, dass ESD-Sicherheitsvorkehrungen so ausgelegt sind, dass alles, was eine Komponente berühren kann, auf das gleiche elektrische Potential gebracht wird

Dann hast du recht.

Boden.

Und hier ist, wenn du falsch liegst. Es gibt keinen "universellen Grund". Nicht einmal die Erde ist. Wählen Sie einfach einen Punkt eines Stromkreises und sagen Sie: "Hiermit erkläre ich Sie durch die Kraft, die mir von Science of Electrical Engineering übertragen wurde, als den Grund und alle anderen Gründe für null und nichtig." und anstatt eines Schwertes fasst man es mit einem ESD-Sicherheits-Ding an. Das ist es.

Es spielt keine Rolle, ob Ihre Erdung gleich oder 1000 V anders ist als die Erdung, die sie im Werk verwendet haben. Wie Sie bereits gesagt haben, ist die ESD-sichere Ausrüstung so konzipiert, dass das Teil sicher (langsam) auf den Boden gebracht wird.

Eine logische Erweiterung wäre das Senden einer Ersatzplatine an die ISS oder einen Satelliten, bei dem "Masse" im Sinne Ihrer Position weit entfernt und durch Vakuum getrennt ist. Im Weltraum können sich große Ladungen aufbauen , sodass ein erheblicher Potenzialunterschied besteht. In elektrischer Hinsicht gibt es kein Problem, solange Sie die beiden Erdungspunkte richtig zusammenführen (langsam durch einen signifikanten Widerstand und ohne eine große Potentialdifferenz im Stromkreis zu verursachen - siehe Antwort von Neil_UK).

Grundlegende Elektrostatik: Wenn ein Beutel, eine Metallbox oder ein anderer leitfähiger Behälter einen Gegenstand vollständig umgibt, ist das Potential dieses Gegenstands praktisch Null, unabhängig davon, ob er an Masse oder an eine 10-kV-Stromquelle angeschlossen ist. (Ich vermute, es gibt eine Ausnahme für Hochfrequenz-Wechselstrom, aber das können wir ignorieren.)

Wenn der Gegenstand in der Fabrik verpackt ist, wird der Beutel für die Übertragung auf die Fabrikmasse geerdet. Es kann durch mehrere tausend Volt Fluktuation zwischen dort und wo Sie sind gehen, aber das Potenzial zwischen zwei beliebigen Punkten in der Tasche ist immer noch Null.

Wenn Sie den Beutel erhalten, erden Sie ihn zuerst auf Ihrem Schreibtisch und öffnen ihn dann. Wenn Ihre Hand nach innen reicht, ist dies eine Null in Bezug auf den Schreibtischboden, da dies durch die Handschlaufe sichergestellt wird, und die Komponente befindet sich auf dem Schreibtischboden, da die Tasche (und alles darin) auch auf Ihrem Schreibtisch geerdet ist.