Causantes de ESD, ejemplos

Causas de Electricidad Estática

Se produce electricidad estática cuando se frotan dos materiales uno contra el otro o separado el uno del otro. Por ejemplo cuando andamos por una alfombra, los zapatos rozan contra la alfombra y producen electricidad estática. Cada vez que se levantan los pies, los zapatos se separan de la alfombra y producen electricidad estática adicional.

El cuerpo de una persona llega a ser eléctricamente cargada y la carga eléctrica continúa mientras camina. Cuando una persona se acerca a un objeto conectado a tierra, se produce una descarga eléctrica y oirá o verá una chispa que salta hacia el objeto. A esto se le llama Descarga de Electricidad Estática (ESD).

ESD es una descarga repentina de electricidad estática acumulada en un objeto u/o persona. Esta descarga ocurre cuando un objeto o persona tiene contacto directo con un objeto o persona con carga eléctrica diferente con respecto a tierra. Aunque la ESD normalmente no es peligrosa en los humanos, puede dañar seriamente un circuito electrónico o componente  

Usualmente, el daño no aparece como fallo durante el tiempo de instalación o prueba de equipo. El daño de ESD continúa degradándose en el tiempo de instalación y el deterioro conduce a un fallo total del componente en un período de días, meses, o años.

Desde el punto de vista de la electricidad estática las personas se consideran buenos conductores y se pueden tener descargas:

1. entre una persona en contacto con tierra y un cuerpo conductor o aislante que estén cargados
2. entre una persona cargada y un conductor conectado a tierra
3. entre una persona cargada y un conductor aislado

  

Se pueden tener también situaciones peligrosas particularmente en trabajos en altura, debidas a reacciones instintivas con movimientos del cuerpo humano por choque eléctrico. Esto ocurre cuando personas que se han cargado electrostáticamente provocan descargas al acercarse a tocar objetos conductores en comunicación con tierra o cuando un cuerpo cargado descarga a través de una persona. En este último caso la descarga es más energética y completa si la persona está sobre un suelo conductor con continuidad a tierra.

Hacer un plan contra ESD

Prioridades

Podemos reducir daños y riesgos de la siguiente manera:

1.    Teniendo una formación ESD.

2.    Manejando productos sensibles ESD solo en áreas protegidas electrostáticamente

3.    Mantenimiento de todos los posibles conductores de la electricidad estática (incluyendo a las personas) protegidos contra las descargas.

4.    Eliminación de todos los plásticos normales, ya que son generadores de carga electrostática y su sustitución por plásticos antiestáticos.

5.    Neutralización de las cargas electrostáticas sobre materiales aislantes mediante la ionización.

6.    Todos los productos sensibles al ESD deben ser embalados con un embalaje antiestático.

Un adecuado Programa de Control Antiestático ESD debe incluir el siguiente equipamiento:

a)     Localización / Medidor de campo estático: Para verificar si las cargas electrostáticas están presentes.

b)    Verificadores de muñequeras y calzado antiestático: Se deben verificar muñequeras, calzado o zapatos diariamente, antes de entrar a la EPA.

c)     Superficie con conexión a tierra: Se debe verificar trimestralmente que la superficie de trabajo, alfombras y suelo tienen conexión a tierra.

d)    Verificador de ionizadores: Se deben verificar los equipos de ionización dependiendo de factores tales como, el uso, los elementos de durabilidad, así como el impacto en el Programa de Control Antiestático EDS y consecuentemente sobre los productos sensibles a la electricidad estática.

Estación de trabajo contra ESD

La siguiente imagen muestra una mesa de trabajo adecuada para el manejo de material sensible a electrostática.

La superficie de la mesa es conductiva y antiestática, el piso también debe estar cubierto con material antiestático, las personas que estan en la mesa de trabajo deben estar conectadas a tierra a traves de una pulsera y una resistencia. Los equipos electrónicos deben estar conectados a tierra.

Mesa antiestática con conexiones a tierra

Estación de trabajo tipica que muestra posibles peligros ESD a componentes SMD.

Equipos de medición y control ESD

Equipos de prueba para verificar el correcto funcionamiento de los sistemas de control estático.

Kit medidor de la resistencia eléctrica

Para medición de pisos. Este kit cumple con el propósito de ANSI/ESD Estándar 4.1, "Superficies de Trabajo - Caracterización Resistiva." ANSI/ESD Estándar 7.1, "Materiales de Piso - Caracterización Resistiva de Materiales," y MIL-PRF-87893, "Estación de Trabajo, Control de Descarga Electrostática (ESD)," para fines de auditoría. El medidor tiene escalas separadas y configuraciones de prueba para medir la resistencia superficie a tierra y superficie a superficie a dos voltajes de prueba preescritos (10V y 100V), y continuidad del sistema. Las escalas están tanto numeradas como codificadas por color, y fáciles de leer.

Megohmetro Digital

Mide Resistencia Eléctrica en Superficies hasta 10e13 ohmios, Temperatura Ambiente y Humedad relativa

Medidor de campo estático

Este medidor de campos permite medir y registrar la intensidad y la polaridad de los campos. Además, también permite realizar mediciones en lugares difíciles. Dos LED integrados indican la distancia de medición correcta. La carcasa de plástico conductiva, con toma de tierra integrada en el lateral, garantiza la precisión de las mediciones. Su exclusiva pantalla bicolor reproduce los valores medidos tanto en valores numéricos como en gráficas. Asimismo, en la pantalla también se indica el nivel de carga de la batería.

Medidor de resistencia superficial

                                                  Las 730 medidas de la resistencia superficial y resistencia a la tierra. Las 730 aplicaciones el método estándar D257 de ASTM de detección de la barras paralelas. Para la resistencia superficial, coloque los 730 en la superficie plana que se medirá, presione el botón y sostenga. El LED que ilumina es la década medida en los ohmios/cuadrado. Para la resistencia a la medida de tierra, inserte el conectador de tierra de la cuerda en el zócalo del metal en el lado derecho del cuerpo. Después conecte el clip del cocodrilo con la tierra y coloque los 730 en la superficie que se probará. Presione el -- del botón que la lectura es resistencia a la tierra en ohmios.

Medidor de funcionamiento de ionizadores

El kit  sirve para monitorear periódicamente el rendimiento del Ionizador, consta de un adaptador de placa y un cargador

Verificador de pulsera y calzado

La Pulsera y Probador de Calzado, es una unidad de voltaje AC diseñada para ser montada en pared en una facilidad de producción para probar diario las pulseras de control de estática de los empleados.

 

Ionizador

El Ionizador de  neutralizan las descargas electrostáticas en materiales no-conductivos y ayudan a prevenir daños por descargas electrostáticas a los componentes sensibles. En general, hay dos tipos de ionizadores, el común, encontrado en hogares y que produce un sólo tipo de iones que son, cargados negativo y que se cree que son buenos para el bienestar de las personas y el ionizador especializado que está diseñado para controlar cargas estáticas y es llamado "balanceado" o también Jaula de Faraday, y que produce cantidades similares de los dos tipos de iones. Los primeros  no son buenos para el control de ESD ya que una vez neutralizadas las cargas positivas continuarán cargando un cuerpo negativamente. Los Ionizadores balanceados son usados para eliminar cargas estáticas de las superficies aislantes. Existe una distancia óptima a la cual el ionizado debe ser ubicado desde el objetivo para obtener la mejor eficiencia, el fabricante proporciona estos detalles con el equipo. La Asociación de ESD proporciona estándares de cómo hacer los tests a los ionizadores balanceados.

Monitor Work Station

Para Monitorear Una Carpeta y Una Pulsera “ Single CORD”

Productos que ayudan al control de ESD:

Soluciones Líquidas Antiestáticas para aplicación tópica, solución líquida acrílica base agua para neutralizar formación de estática en pisos: Concreto, Piso Laminado, entre otros, solución Líquida para neutralizar formación de estática en superficies lisas: mesas, escritorios, etc., solución líquida para neutralizar formación de estática en superficies porosas: Telas, Muebles, Cortinas, entre otros.

Materiales sensibles a ESD

Al igual que algunos componentes THT los SMD también pueden ser sensibles a las cargas electrostáticas. ESD (componentes sensibles a la electrostática) y viene indicada convenientemente en el empaque. Esto significa que debemos manipularlos con normas antiestáticas que se recomiendan para estos casos. Así mismo existen componentes cuyo material de encapsulado poseen propiedades higroscópicas, es decir absorben humedad. Estos son suministrados en bolsas herméticas llamadas Dry-Pack y contienen en su interior algún material disecante que acompaña a los componentes hasta su utilización para evitar la presencia de humedad durante el almacenamiento. Si no se respetan las recomendaciones exponiendo los componentes a fuentes de humedad puede suceder que llegado el momento de la soldadura la humedad absorbida forme vapor y provoque fisuras en el encapsulado, lo cual será causa de falla eléctrica a corto o largo plazo.

Equipos vulnerables a la ESD

Todo equipo electrónico que contenga un punto de entrada externo para conectar cables, estaciones de acoplamiento, etc., es susceptible de recibir ESD. Una cantidad muy reducida de ESD puede provocar daños en los circuitos, que actualmente funcionan con voltajes muy bajos.

Los dispositivos móviles acumulan ESD de una forma peculiar, debido a la electricidad estática que se acumula en el cuerpo y que pasa automáticamente al dispositivo por el hecho de llevarlo con uno. Al colocar el dispositivo en la base, la electricidad se descarga y pasa al equipo de escritorio. La mayoría de los fabricantes admiten esta posibilidad e incluyen componentes de protección en sus dispositivos para que, aunque la electricidad estática penetre, no se produzcan daños. Nuestros productos están diseñados para impedir que la ESD acumulada en la carcasa del dispositivo penetre en los circuitos internos.

Elementos básicos en una estación de trabajo ESD

Una estación de trabajo es un área separada para que una persona pueda operar o manipular un equipo sensitivo a ESD (ESDS) bajo condiciones especiales de protección para los dos, la persona y el equipo. La idea es tener todos los elementos que inter-actúan juntos con aproximadamente una misma resistencia a tierra, de esta manera existirán potenciales similares en todos estos elementos de manera que las diferencias de potencial entre dos elementos adyacentes será mínima.  Los elementos comunes serían:

Elementos comunes de ESD/ESC 

*    Una carpeta disipativa de superficie sobre el mesón de trabajo con una resistencia a tierra entre              1MΩ   y 1GΩ, está conectada al punto común de tierra (CPG) a través de un cable flexible de cobre que podría o no, tener una resistencia de 1MΩ ubicada bajo el conector de la carpeta.

*    Una caja de conexiones hecha en ángulo recto, fabricada de aluminio anodizado, con uno o dos pares de soquetes de tipo banana, internamente interconectados a tierra, permitiendo la conexión de uno o más cordones de tierra de muñequeras. La caja es conectada al CPG y puede tener una resistencia de 1MΩ en series. También tiene la caja dos cortes para permitir colgar un par de muñequeras cuando estas no están en uso.

 *    Un tapete en el piso del tipo disipativo cubriendo el área de la silla y aproximación (este tapete debe cubrir una área tal que la estación de trabajo no pueda ser alcanzada por una persona sin pisar sobre ella). Este tapete también es conectado al CPG.

*    El punto común de tierra debe ser conectado a la tierra local de la red domiciliaria (cable verde or verde-amarillo).

*    Leyendas y carteles adecuados para establecer claramente la función y cuidados de la estación de trabajo.

Dependiendo de la sensibilidad del equipo con el que se trabaja puede ser que otras medidas necesiten ser sumadas a los elementos básicas enunciados arriba, por ejemplo, uso de ionizador, conectando a tierra partes de la estación de trabajo que pueden crear problemas de ESD, si las cajoneras tienen correderas de plástico reemplazar por metálicas.

Condiciones que favorecen ESD y cómo prevenirlo

Condiciones que favorecen las descargas ESD

Existen situaciones que cambian las características del entorno y que provocan una acumulación más rápida de electricidad estática. Por ejemplo:

· Baja humedad relativa.

· El tipo de material que acumula la electricidad (por ejemplo, los tejidos sintéticos son más propensos a acumular electricidad estática que las fibras naturales, como el algodón).

· La velocidad de contacto y la separación.

Si se encuentra en un entorno en el que se producen descargas de electricidad estática (por ejemplo, si recibe una descarga con el pomo de la puerta después de caminar por la habitación), se recomienda tomar precauciones adicionales para proteger el equipo electrónico de la ESD.

Precauciones contra las ESD

Si las ESD están presentes en su entorno, puede tomar algunas medidas para proteger los equipos electrónicos. Asegúrese de descargar su ESD y la de su equipo antes de conectarlo a otro dispositivo electrónico. Puede hacerlo de varias maneras, por ejemplo:

·  Conéctese a tierra mientras sostiene el dispositivo móvil, para ello toque una superficie metálica que esté conectada a tierra (por ejemplo, si el equipo tiene una carcasa de metal y está conectado a la toma de tierra de tres clavijas estándar, al tocar la carcasa debería descargarse la ESD acumulada en el cuerpo).

· Aumente la humedad relativa del entorno.

· Instale elementos de prevención específicos para ESD, como alfombrillas de tierra.

En cuanto a los dispositivos periféricos, deberá tocar una superficie metálica conectada a tierra antes de conectar el dispositivo. Una masa metálica conectada a tierra, como la superficie metálica posterior de un equipo de escritorio, un poste metálico o un archivador metálico permiten descargar el potencial eléctrico del cuerpo para no pasarlo al equipo. Si tiene el dispositivo en la mano y al mismo tiempo toca una superficie con toma de tierra, también se descargará la ESD acumulada en el dispositivo.

Si antes de adquirir el equipo electrónico sabe que lo va a utilizar en un entorno con una alta presencia de electricidad estática, se recomienda consultar con el fabricante acerca de la sensibilidad del dispositivo respecto a la ESD. No todos los equipos electrónicos tienen la misma sensibilidad en este aspecto. Los niveles de protección contra ESD varían en función de la marca y el modelo. Para obtener la máxima eficacia ante la ESD, todos los dispositivos electrónicos en el entorno deberán estar bien protegidos. Por ejemplo, un reproductor de MP3 puede estar bien protegido contra la ESD, pero la ESD que se acumule en el dispositivo se pasará al equipo de escritorio en el momento de conectarlo. Si el equipo no está también protegido contra las ESD, puede dañarse.