Contributions to the study of certain electrostatic hazards in the manufacturing process of electronic devices and circuits
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Abstract EN:
The risk of electrostatic discharge (ESD) on electronic devices and systems depends on the charge state of the operator and nearby objects. This thesis aimed at contributing to the development of a measurement methodology to characterize the state of charge of the operators and textile materials, in order to determine their ability to produce harmful effects. Direct and indirect measuring methods have been proposed for assessing the charge of operators in three situations of practical interest. Other techniques, such as surface potential and electric field intensity measurements were used for monitoring the state of charge of textile materials. Behavioural models have been established for the charging and discharging of these materials, using the methodology of experimental design. Tests on samples of polypropylene and polyester have also validated two methods for accelerating the reduction of the charge of insulating nonwoven media using ion generators or corona discharge produced by electrodes energized from sinusoidal or triangular high voltage supplies, at frequencies up to 400 Hz. An example of static electricity on a silicon wafer is also discussed in relation with an application to the fabrication of mechanical and electronic micro-systems. Refinement of the measurement methodology is a prerequisite for the adoption of best strategies to control electrostatic risks in an industrial environment.
Abstract FR:
Les risques des décharges électrostatiques (DES) sur des dispositifs et systèmes électroniques dépend de l'état de charge de l'opérateur et des objets situés à proximité. Cette thèse a eu comme objectif de contribuer à la mise au point d'une méthodologie de mesure pour caractériser l'état de charge des opérateurs et des matériaux textiles, afin d'établir leur capacité de produire DES nuisibles. Des méthodes de mesure directes et indirectes ont été proposées pour l'évaluation de la charge des opérateurs dans trois situations d'intérêt pratique. D'autres techniques, telles que la mesure de potentiel de surface et de l'intensité du champ électrique ont été utilisées pour le monitoring de l'état de charge des matériaux textiles. Des modèles comportementaux ont été établis pour la charge et la décharge de ces matériaux, en faisant appel à la méthodologie des plans d'expériences. Les essais réalisés sur des échantillons de polypropylène et de polyester ont permis de valider aussi deux méthodes permettant d'accélérer la diminution de la charge des médias isolants non-tissés en utilisant des générateurs d'ions ou des décharges couronne produites par des électrodes alimentées à des hautes tensions sinusoïdales ou triangulaires, de fréquences allant jusqu’à 400 Hz. Un exemple d'accumulation d'électricité statique sur une plaquette de silicium est aussi discuté, en rapport avec une application à la fabrication des microsystèmes électromécaniques. L'amélioration de la méthodologie de mesure est un pré-requis pour l'adoption des meilleures stratégies destinées à maîtriser les risques électrostatiques dans un environnement industriel.