Programme de gestion des parasites électrostatiques de SCS : relever les défis critiques de l'industrie électronique grâce à une solution basée sur l'Industrie 4.0

Dans l'univers de la fabrication électronique où tout va très vite, des perturbations même mineures peuvent entraîner des retards considérables. Parmi les menaces les plus insidieuses qui planent sur le rendement et l'intégrité des produits figurent la décharge électrostatique (DES) et la surcharge électrique (EOS). Le programme de gestion des parasites électrostatiques de SCS va au-delà des mesures typiques de limitation des parasites et relève ces défis grâce à une solution de surveillance évolutive, la première du genre dans l'Industrie 4.0.

La menace cachée de l'électricité statique, de la décharge électrostatique et de la surcharge électrique

L'électricité statique ou charge électrostatique découle d'un déséquilibre des charges électriques au sein des matériaux ou sur leur surface. Elle est provoquée par la triboélectricité, un phénomène qui survient lors d'un contact ou d'une séparation.

La décharge électrostatique (DES) est le résultat d'une charge électrostatique, d'où le fait que pour limiter les DES, il est nécessaire de supprimer ou de réduire les charges électrostatiques. Cette décharge survient lorsque deux éléments ayant un niveau (potentiel) de charge électrostatique différent s'approchent l'un de l'autre et que se produit un transfert de charge spontané et rapide. Cela génère de la chaleur, et si la tension est suffisamment élevée, cette chaleur peut être ressentie. En revanche, avec des niveaux de tension beaucoup plus bas, cela peut faire fondre les circuits de composants électroniques. Au quotidien, cela peut constituer un désagrément mineur, mais dans le cadre de la fabrication de composants électroniques, ce phénomène peut entraîner des conséquences dévastatrices. La décharge électrostatique (DES) peut endommager ou détruire des composants sensibles et ainsi entraîner des réparations coûteuses, des retards de production et une réduction de la fiabilité des produits.

La surcharge électrique (EOS) survient lorsque des signaux électriques appliqués à un circuit ou un dispositif dépassent les paramètres de fonctionnement normal. Au fil du temps, cela peut provoquer des dommages similaires à ceux d'événements de DES. Cette surcharge peut être provoquée par la perte de la connexion à la terre, ou par la présence de bruit haute fréquence ou d'interférences électromagnétiques (EMI) au niveau de la terre.

Ces trois phénomènes sont difficiles à limiter, à éliminer ou à détecter, car ils ne sont pas visibles à l'œil nu, tout comme les dommages qu'ils provoquent.

Défis auxquels fait face l'industrie électronique

Dommages causés aux composants et contrôle de la qualité

Les composants électroniques modernes sont incroyablement sensibles à la décharge d'électricité statique. Même un événement de DES mineur peut rendre une micropuce ou une carte à circuit imprimé inutilisable, ce qui entraîne des pertes financières considérables. Pire encore, les entreprises peuvent subir des défauts latents liés aux DES. Ces défauts surviennent lorsque des DES affaiblissent ou endommagent un composant de sorte qu'il fonctionne encore lors des tests et qu'il est remis au client, mais qu'à ce moment-là il tombe en panne ou connaît des dysfonctionnements par intermittence. Ces défauts latents sont non seulement plus coûteux en termes de réparations sous garantie, mais peuvent également mécontenter le client et nuire gravement à la réputation de l'entreprise.

Temps d'arrêt de la production

Les dommages liés aux charges statiques entraînent souvent une recherche à la fois longue et difficile pour en déterminer les causes et trouver un moyen de résoudre le problème. Cela peut provoquer l'arrêt des lignes de production pendant le diagnostic et la résolution des problèmes, entraînant ainsi l'impossibilité de respecter les délais et une réduction de la productivité.

Conformité réglementaire

Le non-respect des normes DES comme la norme ANSI/ESD S20.20 peut entraîner une perte d'activité auprès d'un bon nombre de vos clients ou de futurs clients potentiels qui exigent un minimum de conformité aux normes.

Limitation des DES sur les lignes automatisées

Jusqu'à présent, la limitation des DES au niveau du poste de travail et des événements DES liés au modèle du corps humain (HBM) constituait la principale préoccupation. Aujourd'hui, avec la majeure partie de la fabrication de composants électroniques réalisée par des machines, l'industrie s'efforce de suivre les mesures nécessaires pour protéger les dispositifs sensibles aux DES lors de ces processus.

La meilleure solution

Alors quelle est la meilleure solution pour faire face aux pressions qui pèsent sur le paysage de fabrication d'aujourd'hui ? Il faut un système basé sur les éléments suivants :

Détection continue

Le programme de gestion des parasites électrostatiques (SMP, Static Management Program) de SCS peut utiliser une combinaison de trois types différents de systèmes de surveillance, des ioniseurs, ainsi que l'application Web SMP. Avant d'aborder plus en détail l'aspect d'acquisition de données du système, il convient d'évoquer les notions de base de la détection continue dans le cadre de la limitation des DES.

Les systèmes de surveillance en continu fournissent un retour d'information instantané sur l'état et les fonctionnalités des différents paramètres utilisés dans la limitation des DES :

• La mise à la terre d'une personne via un bracelet antistatique
• La mise à la terre d'une surface de travail
• La tension dans le corps d'une personne
• La mise à la terre et l'intégrité électromagnétique d'outils métalliques comme les semi-conducteurs, les lecteurs de disque, les écrans plats et les environnements de fabrication d'équipements électroniques
• La tension statique
• Les événements DES
• Le temps d'équilibrage et de décharge des ioniseurs

Les systèmes de surveillance en continu des postes de travail offrent des avantages considérables par rapport aux tests quotidiens avec bracelet antistatique, ce qui permet d'avoir une solution plus efficace et plus fiable pour répondre à la norme de limitation des DES S20.20. Voici quelques-uns de ces avantages :

• Détection immédiate de toute panne liée au système de bracelet antistatique, ce qui permet aux opérateurs d'être immédiatement informés de tout problème
• Surveillance continue pour détecter les pannes d'une fraction de seconde, comme celles qui surviennent à l'étape « intermittente » en raison de la fatigue de souplesse initiale
• Contrôles automatisés et enregistrement des résultats, ce qui élimine la nécessité des tests manuels et réduit les risques d'erreurs

Cette approche proactive contribue à empêcher les événements DES avant qu'ils ne puissent endommager des composants sensibles. La surveillance constante réduit les risques de dommages liés aux DES, élimine la nécessité des contrôles manuels et permet aux opérateurs de se concentrer sur leurs tâches, améliorant ainsi le rendement des processus et la productivité.

Même attention à toutes les étapes de la fabrication

Pour limiter efficacement les parasites électrostatiques, il convient de surveiller chaque étape du processus de fabrication. Le programme SMP veille à ce que tous les paramètres concernés soient contrôlés de manière régulière, notamment sur les machines, les postes de travail et le personnel. En garantissant une vigilance à chaque étape, le programme empêche les dommages et assure l'intégrité des produits.

Outil convivial

Pour les coordinateurs DES qui assument diverses responsabilités, le programme SMP offre des outils conviviaux qui permettent de simplifier les tâches et de gérer efficacement le protocole lié aux DES. Cette simplicité d'utilisation améliore le rendement et garantit l'application constante de mesures de limitation des parasites électrostatiques, ce qui permet de réduire les risques d'événements DES.

Approche proactive

Le programme SMP met l'accent sur une approche proactive de la gestion des parasites électrostatiques. En utilisant des analyses et des données en temps réel, il règle les problèmes de parasites électrostatiques avant qu'ils ne provoquent des dommages. Ce passage d'une lutte réactive à une gestion proactive améliore le rendement, renforce la fiabilité des produits et fournit un retour sur investissement mesurable.

Surveillance à distance

L'adoption du télétravail a complexifié la gestion des parasites électrostatiques, mais le programme SMP traite ce problème grâce à une connectivité avancée et à des capacités de gestion à distance. Le logiciel hébergé localement avec interface Web permet aux ingénieurs et aux techniciens de surveiller les niveaux d'électricité statique et de contrôler les équipements où qu'ils soient, ce qui garantit des mesures efficaces de limitation des parasites électrostatiques, quel que soit le lieu.

Surveillance et analyses intelligentes

Le programme SMP de SCS tire parti de technologies de pointe de l'Industrie 4.0 et de dispositifs compatibles IoT pour surveiller en continu les paramètres de limitation des DES. Ce système avancé rassemble des données en temps réel pour identifier les tendances et les problèmes potentiels, ce qui permet de prendre des mesures proactives pour réduire les risques de dommages et de perturbations opérationnelles.

Les analyses sophistiquées du programme SMP permettent une détection immédiate des événements DES et des potentielles pannes des composants, facilitant ainsi une résolution rapide des problèmes. Le système est équipé pour émettre des alertes instantanées et envoyer des notifications par e-mail, ce qui garantit une réaction dans les meilleurs délais et une continuité opérationnelle. Structuré comme une interface de programmation, le programme SMP s'intègre aux systèmes de fabrication existants, pour une optimisation du rendement des processus sans aucune complexité.

En gérant efficacement les risques de décharges électrostatiques, d'interférences électromagnétiques et de surcharges électriques, le programme SMP permet aux fabricants de prendre une longueur d'avance sur leurs concurrents. Ses capacités de capture de données et d'analyse en temps réel améliorent non seulement la qualité des produits, mais contribuent également à une satisfaction accrue des clients et à des économies potentielles.

De quoi se compose le programme SMP ?

Le programme SMP peut être aussi général ou aussi flexible que vous le souhaitez, car il est composé de dispositifs individuels qui surveillent différents paramètres. Voici un aperçu des différents dispositifs :

Système de surveillance EM Aware

• Détecte et mesure les événements de décharge électrostatique (DES), la tension statique et les paramètres d'ionisation
• Outil de diagnostic complet qui identifie les environnements problématiques et qualifie les outils, comme ceux que l'on trouve sur une ligne de montage en surface et dans les systèmes de soudage à la main, pour gérer les dispositifs sensibles aux DES

Figure 1 : Système de surveillance EM Aware du programme SMP. (Source de l'image : SCS)

Système de surveillance Ground Master

• Surveille l'impédance du trajet à la terre et l'intégrité électromagnétique de huit connexions métalliques à la terre dans les outils de traitement au sein des zones de travail. Étant donné le nombre de connexions à la terre que le système peut surveiller, il est idéal pour la mise à la terre des lignes de montage en surface.

Figure 2 : Système de surveillance Ground Master du programme SMP. (Source de l'image : SCS)

Système de surveillance WS Aware

• Surveille en continu l'intégrité du trajet à la terre des opérateurs, des surfaces de travail conductrices ou dissipatives, et des outils métalliques
• Les terminaux à distance Big Brother en option permettent au système de surveillance d'émettre une alarme lorsqu'un opérateur s'approche de composants sensibles à l'électricité statique sans brancher correctement son bracelet antistatique
• Il peut être combiné au relais de puissance de SCS, qui empêche la mise sous tension des postes de travail, des outils à main et autres dispositifs électroniques au sein de la zone de travail si l'opérateur n'est pas correctement relié à la terre

Figure 3 : Système de surveillance WS Aware du programme SMP. (Source de l'image : SCS)

Ioniseur de plan de travail Ion Pro™

• Le premier ioniseur à utiliser la technologie brevetée Ion Gauge™ et à avoir son temps d'équilibrage et de décharge surveillé par le programme SMP.
• Génère un rendement de neutralisation optimal en utilisant une plaque de collection ionique pour échantillonner le temps d'équilibrage et de décharge. Émet une alarme si l'ioniseur nécessite une opération de maintenance en raison d'une neutralisation inefficace

Figure 4 : Ioniseur de plan de travail Ion Pro du programme SMP. (Source de l'image : SCS)

Kit de diagnostic

Les kits de diagnostic SMP offrent un moyen portatif de valider vos processus DES. Les logiciels inclus vous permettent de surveiller les résultats à distance depuis n'importe quel PC sur le réseau. La caisse Pelican avec cloisons personnalisées et compartiments à fermeture éclair permet de ranger le système pour l'emmener dans une autre zone sensible aux DES. Il existe trois kits, chacun avec une configuration différente de systèmes de surveillance :

• Kit de diagnostic SMP
• Kit de diagnostic pour les événements DES
• Kit de diagnostic pour poste de travail

Figure 5 : La caisse Pelican peut être utilisée pour stocker et transporter les kits de diagnostic SMP vers les zones sensibles aux DES. (Source de l'image : SCS)

Conclusion

Dans l'industrie électronique, où précision et fiabilité sont primordiales, le programme de gestion des parasites électrostatiques de SCS offre une solution essentielle pour relever les défis liés à l'électricité statique. En intégrant des innovations de l'Industrie 4.0 et en s'adaptant aux environnements de télétravail, ce programme améliore la sécurité, l'efficacité et la qualité des produits, ce qui permet à terme de protéger les résultats d'une entreprise.

Pour les fabricants de composants électroniques qui cherchent à protéger leurs opérations et à garantir les normes de qualité les plus élevées dans un environnement numérique dynamique, le programme de gestion des parasites électrostatiques de SCS constitue un investissement vital pour un avenir sans parasites électrostatiques.