L’histoire du contrôle des décharges électrostatiques dans le domaine de l’industrie électrique ne date que d’un demi-siècle – mais le phénomène de l’électrostatique a été observé dès l’Antiquité.
Les Grecs anciens ont observé dès 550 avant J.-C. que l’on pouvait charger l’ambre électrostatiquement par frottement. Ce n’est pas sans raison que le terme « électron » vient du grec et désigne justement l’ambre.
L’électrostatique a commencé à poser problème notamment dans la fabrication de munitions et au début de l’impression automatisée des livres au 15ème siècle. Au cours du XIXe siècle, le traitement à la flamme fut l’une des premières mesures de lutte contre les décharges électrostatiques (ESD).
L’homme ne ressent une décharge électrostatique qu’à partir de 3000 volts. À partir de 5000 volts, ces décharges deviennent audibles et à partir de 10000 volts, on peut voir une décharge électrostatique sous la forme d’une étincelle ou d’un éclair.
Mais 30 volts suffisent pour détruire un semi-conducteur, raison pour laquelle des appareils de mesure sont nécessaires pour contrôler les décharges électrostatiques.
Ce que l’on entend aujourd’hui par “mesures de protection ESD” ne trouve son origine qu’à la fin des années 1960, lorsque des problèmes de décharges électrostatiques sont apparus au moment de la fabrication de composants électroniques : des valeurs de résistance modifiées avaient été mesurées sur certaines livraisons de résistances en carbone. Les problèmes sont devenus encore plus importants lors de la fabrication de semi-conducteurs en métal-oxydé (MOS).
Pour lutter contre les décharges électrostatiques dans la production électronique, on a d’une part utilisé des matériaux remplis de carbone ; d’autre part, utilisé des matériaux antistatiques qui ne se chargeaient que faiblement. Dans ce dernier cas, il s’agissait de matières plastiques traitées de manière organique.
Les systèmes de mise à la terre des personnes ont également été utilisés très tôt, comme les bracelets de poignet et la mise à la terre par les chaussures. Puis, dans les années 1970, des revêtements de sol et des plans de travail spéciaux ont été introduits pour contrôler les décharges électrostatiques. C’était le début de la zone de protection ESD (ou EPA pour « ESD protected area »).
À la fin des années 1970, le premier congrès spécialisé sur l’ESD a eu lieu à Denver aux États-Unis.
L’étape suivante dans l’histoire de l’ESD a été l’utilisation de films ESD qui, sous forme de sachets de protection contre les décharges électrostatiques, ont été utilisés partout dans l’industrie électronique comme emballage de composants et d’appareils électroniques.
L’introduction de produits ESD sur le marché de l’électronique a entraîné la nécessité de normaliser ces produits.
En 1982, l’association EOS/ESD Association, Inc. (ESDA) a été fondée par moins de 100 membres. Cette association avait notamment pour objectif d’élaborer des normes dans le domaine de l‘ESD. Entre-temps, l’EOS/ESD Association, Inc. comptait près de 16000 membres. Son propre comité de normalisation a commencé à travailler sur la première norme ESD dès 1982. L’objet de cette première normalisation ESD était les bracelets ESD.
Il s’en est suivi le développement de nombreuses autres normes dans le domaine ESD par l’ESDA, qui a été accréditée par l’American National Standards Institute (ANSI) comme unique organisation responsable du développement de normes électrostatiques. Aujourd’hui encore, l’ESDA élabore des normes pour les produits ESD.
Une autre association importante dans l’histoire de l’ESD a été l’Electronic Industry Association, dont le Packaging of Electronics for Shipment Committee (PEPS) a publié en 1988 la norme EIA-541:1988 (Packaging Material Standards for ESD Sensitive Items), la première norme commerciale pour les matériaux d’emballage ESD.
Au milieu des années 1990, le ministère américain de la Défense a demandé à l’ESDA de développer des programmes de contrôle de l‘ESD qui pourraient être utilisés à la fois par les utilisateurs commerciaux et militaires. L’ESDA a alors élaboré la norme ANSI/ESD S20.20-1999 (Protection of Electrical and Electronic Parts, Assemblies and Equipment (Excluding Electrically Initiated Explosive Devices)). La version actuelle est l’ANSI/ESD S20.20-2014. Peu après, l’ESDA a également développé un programme de certification des installations ESD.
Pour contrôler l’aptitude des matériaux ESD, on utilise des instruments de mesure spéciaux. Au début, on utilisait surtout deux instruments de mesure : un appareil de mesure de la résistance élevée et un appareil de mesure des champs électrostatiques, également appelé électromètre.
Les sensibilités de mesure de la haute résistance sont devenues plus importantes au fil du temps pour faire face au développement des produits ESD. Si au début on utilisait des tensions de 500 à 1000 volts pour la mesure, on utilise aujourd’hui des tensions de 10 à 100 volts.
Si au début on utilisait des tensions de 500 à 1000 volts pour la mesure, on utilise aujourd’hui des tensions de 10 à 100 volts.
Les appareils de mesure plus sophistiqués tiennent également compte de l’humidité et de la température, car ces paramètres ont une influence sur le comportement des matériaux ESD lors du contrôle des décharges électrostatiques.
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