Il mio terreno non è diverso da quello della fabbrica?

La mia comprensione è che le cose di sicurezza ESD (tappetini, cinturini da polso, saldatori appositamente contrassegnati) sono progettate per portare tutto ciò che può toccare un componente sulla stessa energia elettrica potenziale - terra.

Ma sembra irragionevole aspettarsi che non ci sia tensione tra la mia scrivania e la fabbrica dove sono stati prodotti i miei componenti. Dopotutto, la fabbrica è probabilmente a metà del mondo e la resistenza tra qui e là è significativa.

Quindi, supponiamo che un componente sia accuratamente imballato e spedito a me in una di quelle piccole borse ESD. Prima di aprire la borsa, ho accuratamente messo a terra me stesso e la mia postazione di lavoro. Nonostante ciò, il componente viene distrutto non appena lo tocco perché il terreno a cui mi sono legato è molto diverso da quello a cui era legato il componente quando è stato prodotto.

Quali precauzioni sono prese contro questo? È solo qualcosa che può accadere in teoria ma che non è un problema in pratica?

I componenti sono danneggiati da due o più dei loro pin con una differenza di potenziale abbastanza grande. Se il componente ha una custodia conduttiva o un pad, anche quello conta come un 'pin'.

È possibile romperli provando a caricarli fino a un nuovo potenziale attraverso un pin sensibile, mentre la tensione degli altri pin viene mantenuta più o meno costante attraverso la capacità a terra. Questa può essere la situazione in cui tu, forse caricato a 15kV rispetto al suolo, raccogli un componente che è al potenziale di terra (diciamo) dal conduttore del cancello.

L'imballaggio conduttivo mette insieme tutti i perni. Quello che fai è portare prima la borsa conduttiva al tuo potenziale . Qualsiasi corrente di carica che deve fluire nel componente lo fa attraverso tutti i pin, quindi non danneggia il componente.

Diciamo che un cartone isolato di componenti in sacchi conduttivi caricati a 100kV arriva sulla tua postazione di lavoro. Tu e la workstation siete collegati a terra. Aprite il cartone e non appena toccate un sacchetto componenti, una corrente scorre tra voi e il sacchetto per scaricarlo fino al potenziale di massa. Nel frattempo, il sacchetto ha mantenuto tutti i pin del componente allo stesso potenziale, quindi non viene applicata alcuna tensione dannosa sul componente. Ora tu e il componente avete lo stesso potenziale, è possibile aprire e toccare.

Perché il componente è arrivato a 100kV? Sicuramente l'altra fabbrica non è così diversa dalla tua? No, ma l'ultimo pezzo del viaggio potrebbe essere stato portato da un ragazzo con scarpe di nylon. Quando la roba è adeguatamente imballata, non importa se le tappe intermedie del viaggio la portano in un modo potenzialmente diverso dal suolo.

Si spera che le parti siano confezionate in un vassoio o sacchetto dissipativo ESD. Quindi, quando le appoggi sul tappetino ESD nel tuo laboratorio, qualsiasi carica accumulata su di esse può scaricarsi attraverso la confezione e il tappetino. Non si scaricheranno abbastanza rapidamente da danneggiare i componenti perché sia ​​la borsa che il tappetino hanno una resistenza sostanziale (1 megohm a terra è comune per tappetini ESD e cinturini da polso).

La mia comprensione è che le cose di sicurezza ESD sono progettate per portare tutto ciò che può toccare un componente alla stessa energia elettrica potenziale

Questo è quando hai ragione.

terra.

Ed ecco quando ti sbagli. Non esiste un "terreno universale". Nemmeno la Terra lo è. Basta scegliere un punto di un circuito e dire "Con la presente, per il potere investito da me di Science of Electrical Engineering, ti dichiaro come The Ground e tutti gli altri motivi come nulli." e invece di una spada, la tocchi con una cosa di sicurezza ESD. Questo è tutto.

Non importa se la tua terra è uguale o 1000V diversa dalla terra che hanno usato in fabbrica. Come hai detto, l'attrezzatura di sicurezza ESD è progettato per portare la parte in modo sicuro (leggi: lentamente) per la vostra terra.

Un'estensione logica di questo sarebbe l'invio di un PCB sostitutivo all'ISS o ad un satellite in cui "terra" nel senso di ciò su cui ci si trova è molto lontana e separata dal vuoto. Grandi cariche possono accumularsi nello spazio , quindi ci sarà una differenza potenziale significativa. In senso elettrico non ci sono problemi fintanto che riunisci correttamente i due motivi (lentamente attraverso una resistenza significativa e senza causare una grande differenza potenziale attraverso il circuito - vedi la risposta di Neil_UK)

Elettrostatica di base: se una borsa o una scatola di metallo o un altro contenitore conduttivo circonda completamente un oggetto, il potenziale di quell'oggetto è effettivamente zero, indipendentemente dal fatto che sia collegato a terra o a una fonte di alimentazione da 10KV. (Sospetto che ci sia un'eccezione per l'AC ad alta frequenza, ma possiamo ignorarlo.)

Quando l'oggetto viene insaccato in fabbrica, la borsa viene messa a terra sul terreno di fabbrica per il trasferimento. Potrebbe attraversare diverse fluttuazioni di diverse migliaia di volt tra lì e dove ti trovi, ma il potenziale tra due punti qualsiasi all'interno della borsa è ancora zero.

Quando ricevi la borsa, prima la metti a terra sulla scrivania, quindi la apri. Quando la tua mano arriva in esso è zero rispetto alla terra della scrivania perché il cinturino da polso lo assicura, e il componente è a terra della scrivania perché anche la borsa (e tutto ciò che contiene) è collegata alla scrivania.