Meu terreno não é diferente do terreno da fábrica?

Meu entendimento é que as coisas de segurança contra ESD (tapetes, correias de pulso, ferros de solda especialmente marcados) são projetadas para trazer tudo o que pode tocar um componente na mesma energia potencial elétrica - terra.

Mas parece irracional esperar que não haja tensão entre minha mesa e a fábrica onde meus componentes foram produzidos. Afinal, a fábrica provavelmente está no meio do mundo, e a resistência entre aqui e ali é significativa.

Então, digamos que um componente seja cuidadosamente embalado e enviado para mim em uma daquelas pequenas sacolas com proteção contra ESD. Antes de abrir a bolsa, eu cuidadosamente aterrei a mim e a minha estação de trabalho. Apesar disso, o componente é destruído assim que eu o toco, porque o solo ao qual me ativei é muito diferente do solo ao qual o componente estava ligado quando foi produzido.

Que precauções são tomadas contra isso? É apenas algo que pode acontecer na teoria, mas que não é um problema na prática?

Os componentes são danificados por dois ou mais pinos estarem com uma diferença de potencial grande o suficiente. Se o componente tiver um estojo ou almofada condutora, isso também conta como um 'pino'.

É possível quebrá-los, tentando carregá-los até um novo potencial através de um pino sensível, enquanto a tensão dos outros pinos é mantida mais ou menos constante através da capacitância ao terra. Essa pode ser a situação em que você, talvez cobrado a 15kV em relação ao terra, escolhe um componente com potencial de terra (digamos) pelo condutor do portão.

Embalagem condutora shorts todos os pinos juntos. O que você faz é trazer a bolsa condutora para o seu potencial primeiro. Qualquer corrente de carga que precise fluir para o componente o faz através de todos os pinos, não danificando o componente.

Digamos que uma caixa de componentes isolada em sacos condutores carregados a 100kV chegue à sua estação de trabalho. Você e a estação de trabalho estão aterrados. Você abre a caixa e, assim que toca em uma bolsa de componentes, uma corrente flui entre você e a bolsa para descarregá-la até o potencial de aterramento. Enquanto isso, a bolsa mantém todos os pinos do componente com o mesmo potencial; portanto, nenhuma tensão prejudicial é aplicada ao componente. Agora você e o componente têm o mesmo potencial, é possível abrir e tocar.

Por que o componente chegou a 100kV? Certamente o outro terreno da fábrica não é tão diferente do seu? Não, mas a última parte da viagem pode ter sido realizada por um cara com sapatos de nylon. Quando o material é embalado adequadamente, não importa se estágios intermediários da jornada o levam a um potencial potencial diferente do solo.

Esperamos que suas peças sejam embaladas em uma bandeja ou saco dissipador de ESD. Então, quando você os coloca no seu tapete ESD em seu laboratório, qualquer carga acumulada sobre eles pode drenar através da embalagem e do tapete. Eles não descarregam com rapidez suficiente para danificar os componentes, porque a bolsa e o tapete têm resistência substancial (1 megohm no chão é comum para tapetes ESD e pulseiras).

Meu entendimento é que as coisas de segurança contra ESD foram projetadas para trazer tudo o que pode tocar um componente na mesma energia potencial elétrica

É quando você está certo.

chão.

E é aqui que você está errado. Não existe "terreno universal". Nem a Terra é. Você apenas escolhe um ponto de um circuito e diz "Nisto, pelo poder investido em mim pela Ciência da Engenharia Elétrica, eu o declaro como o solo e todos os outros motivos como nulos e sem efeito". e em vez de uma espada, você a toca com uma coisa de segurança contra ESD. É isso aí.

Não importa se o seu terreno é igual ou 1000V diferente do que eles usaram na fábrica. Como você disse, o equipamento de segurança contra ESD foi projetado para trazer a peça com segurança (leia-se: lentamente) ao seu terreno.

Uma extensão lógica disso seria enviar um PCB substituto para o ISS ou um satélite onde o "terra", no sentido em que você está, está muito distante e separado pelo vácuo. Grandes cargas podem se acumular no espaço , portanto haverá uma diferença de potencial significativa. Do ponto de vista elétrico, não há problema, desde que você junte os dois terra corretamente (lentamente através de uma resistência significativa e sem causar uma grande diferença de potencial no circuito - veja a resposta de Neil_UK)

Eletrostática básica: se uma bolsa ou caixa de metal ou algum outro recipiente condutor envolver completamente algum objeto, o potencial desse objeto será efetivamente zero, independentemente de estar conectado ao terra ou a uma fonte de energia de 10KV. (Suspeito que haja uma exceção para a CA de alta frequência, mas podemos ignorá-lo.)

Quando o objeto é ensacado na fábrica, o saco é aterrado no chão da fábrica para a transferência. Pode passar por vários milhares de volts de flutuação entre lá e onde você está, mas o potencial entre dois pontos dentro da bolsa ainda é zero.

Quando você recebe a bolsa, primeiro aterra-a no chão da mesa e depois abre-a. À medida que a mão chega, é zero em relação ao chão da mesa, porque sua pulseira garante isso, e o componente está no chão da mesa, porque a bolsa (e tudo nela) também está aterrada na sua mesa.