¿No es mi terreno diferente al de la fábrica?

Entiendo que las cosas de seguridad ESD (alfombrillas, muñequeras, soldadores especialmente marcados) están diseñadas para llevar todo lo que pueda tocar un componente a la misma energía potencial eléctrica: la tierra.

Pero parece irracional esperar que no haya voltaje entre mi escritorio y la fábrica donde se produjeron mis componentes. Después de todo, es probable que la fábrica esté al otro lado del mundo, y la resistencia entre aquí y allá es significativa.

Entonces, digamos que un componente es cuidadosamente empaquetado y enviado a mí en una de esas pequeñas bolsas a prueba de ESD. Antes de abrir la bolsa, cuidadosamente me puse a tierra a mí y a mi estación de trabajo. A pesar de esto, el componente se destruye tan pronto como lo toco porque el suelo al que me até es muy diferente del suelo al que estaba atado el componente cuando se produjo.

¿Qué precauciones se toman contra esto? ¿Es algo que puede suceder en teoría pero que no es un problema en la práctica?

Los componentes están dañados por dos o más de sus pasadores al estar en una diferencia de potencial lo suficientemente grande. Si el componente tiene una carcasa conductiva, o almohadilla, eso también cuenta como un 'pin'.

Es posible romperlos intentando cargarlos a un nuevo potencial a través de un pin sensible, mientras que el voltaje de los otros pines se mantiene más o menos constante a través de la capacitancia a tierra. Esa puede ser la situación en la que, quizás cargado a 15kV con respecto a tierra, recoja un componente que esté en potencial de tierra mediante (digamos) el cable de la puerta.

El embalaje conductivo pone en cortocircuito todos los pasadores juntos. Lo que debe hacer es llevar primero la bolsa conductora a su potencial . Cualquier corriente de carga que tenga que fluir hacia el componente lo hace a través de todos los pines, por lo que no daña el componente.

Digamos que un cartón aislado de componentes en bolsas conductoras cargadas a 100kV llega a su estación de trabajo. Usted y la estación de trabajo están castigados. Abre la caja de cartón y, tan pronto como toca una bolsa de componentes, fluye una corriente entre usted y la bolsa para descargarla al potencial de tierra. Mientras tanto, la bolsa ha mantenido todos los pines del componente con el mismo potencial, por lo que no se aplica voltaje dañino a través del componente. Ahora, usted y el componente tienen el mismo potencial, puede abrir y tocar.

¿Por qué el componente llegó a 100kV? ¿Seguramente el otro terreno de la fábrica no es tan diferente al suyo? No, pero la última parte del viaje podría haberla llevado un tipo con zapatos de nylon. Cuando las cosas están debidamente empaquetadas, no importa si las etapas intermedias del viaje lo llevan a una forma potencial diferente del suelo.

Esperemos que sus piezas estén empaquetadas en una bandeja o bolsa con disipación de ESD. Luego, cuando los coloque en su tapete ESD en su laboratorio, cualquier carga acumulada en ellos puede drenarse a través del empaque y el tapete. No se descargarán lo suficientemente rápido como para dañar los componentes porque tanto la bolsa como el tapete tienen una resistencia sustancial (1 megaohmio a tierra es común para los tapetes ESD y las muñequeras).

Entiendo que las cosas de seguridad ESD están diseñadas para llevar todo lo que puede tocar un componente a la misma energía potencial eléctrica.

Ahí es cuando tienes razón.

suelo.

Y aquí es cuando te equivocas. No existe el "terreno universal". Ni siquiera la Tierra lo es. Simplemente elija un punto de un circuito y diga "Por el presente, por el poder que me confiere la Ciencia de la Ingeniería Eléctrica, lo declaro como El Terreno y todos los demás terrenos como nulos". y en lugar de una espada, la tocas con una cosa de seguridad ESD. Eso es.

No importa si su tierra es igual o 1000V diferente a la tierra que usaron en la fábrica. Como ha dicho, el equipo seguro ESD está diseñado para llevar la pieza de forma segura (léase: lentamente) a su suelo.

Una extensión lógica de esto sería enviar un PCB de reemplazo a la ISS o un satélite donde "tierra" en el sentido de lo que está parado está muy lejos y separado por el vacío. Se pueden acumular grandes cargas en el espacio , por lo que habrá una diferencia potencial significativa. En un sentido eléctrico, no hay problema siempre y cuando junte las dos bases correctamente (lentamente a través de una resistencia significativa y sin causar una gran diferencia de potencial en todo el circuito; consulte la respuesta de Neil_UK)

Electrostática básica: si una bolsa o caja de metal u otro contenedor conductor rodea completamente a algún objeto, el potencial de ese objeto es efectivamente cero, independientemente de si está conectado a tierra o a una fuente de alimentación de 10KV. (Sospecho que hay una excepción para la CA de alta frecuencia, pero podemos ignorar eso).

Cuando el objeto se embolsa en la fábrica, la bolsa se conecta a tierra con la tierra de fábrica para la transferencia. Puede pasar por una fluctuación de varios miles de voltios entre allí y donde se encuentra, pero el potencial entre dos puntos dentro de la bolsa sigue siendo cero.

Cuando recibe la bolsa, primero la pone a tierra en el escritorio y luego la abre. A medida que su mano llega a él, es un cero en relación con el suelo del escritorio porque su correa para la muñeca lo asegura, y el componente está en el suelo del escritorio porque la bolsa (y todo lo que contiene) también está conectada a su escritorio.