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Solución electrostática para los componentes electrónicos

August 12, 2022

1. descarga electrostática

 
La descarga electrostática (ESD) es un problema bien conocido de la compatibilidad electromágnetica que puede hacer el equipo electrónico funcionar incorrectamente o dañarlo. Cuando los dispositivos de semiconductor se ponen solamente o están instalados en módulos de circuito, pueden causar daño permanente a estos dispositivos incluso cuando no se accionan encendido. Los componentes sensibles de la descarga electrostática se llaman los dispositivos sensibles de la descarga electrostática (ESDS).
 
Si el voltaje entre dos o más pernos de un componente excede la fuerza de la avería del dieléctrico del componente, el componente será dañado. Ésta es la razón principal del fracaso de los dispositivos del MOS. Cuanto más fina es la capa del óxido, más sensible el dispositivo es a la descarga electrostática. Una falta se manifiesta generalmente como cortocircuito con cierta resistencia a la fuente de alimentación sí mismo. Para los elementos bipolares, el daño ocurre generalmente en áreas de los semiconductores activos que han sido metalizados y separados por una capa fina del óxido, y por lo tanto una trayectoria de la salida severa ocurrirá.
 
Se causa otro fracaso cuando la temperatura del nodo excede el punto de fusión del silicio del semiconductor (° 1415 C). La energía de un pulso de la descarga electrostática puede causar la calefacción localizada, así que este mecanismo falla. Este fracaso puede ocurrir incluso si el voltaje está debajo del voltaje de avería dieléctrica. Un ejemplo típico es que la avería entre el emisor y la base de un transistor de NPN hará el aumento actual disminuir agudamente.
 
Después de que el dispositivo sea afectado por descarga electrostática, el daño funcional puede no ocurrir inmediatamente. Estos componentes potencialmente dañados se refieren a menudo como los “lisiados” y, cuando están utilizados, serán más sensibles a las descargas electrostáticas subsiguientes o a los transeúntes conductores. Es importante prestar la mucha atención al daño que ocurre a los componentes que no son fácilmente perceptibles por el voltaje de la descarga. El cuerpo humano siente el voltaje de la descarga electrostática entre 3000-5000V, sin embargo, el voltaje cuando se daña el componente es solamente unas centenas voltios. Los efectos dañinos de la descarga electrostática comenzaron a ser reconocidos en los años 70. Esto es debido al desarrollo de las nuevas tecnologías que han hecho componentes cada vez más sensibles para dañar causado por descarga electrostática. Las pérdidas de la descarga electrostática pueden alcanzar más que vario millón de dólares cada año. Por lo tanto, mucho el componente y los fabricantes de equipamiento grandes han introducido tecnología profesional para reducir la acumulación de electricidad estática en el ambiente de producción, de tal modo mejorando la tarifa y la confiabilidad de la calificación del producto. Los usuarios también entienden la importancia de prevenir el daño de la descarga electrostática basado en su propia experiencia.

2. Cómo ocuparse de descarga electrostática

El primer paso en controlar la acumulación de la electricidad estática es entender el mecanismo de la generación de la carga electrostática. El voltaje electrostático es generado por el contacto y la separación de diferentes tipos de sustancias. Aunque la fricción pueda acumular más carga, la fricción no es necesaria. Este efecto se conoce como la carga triboeléctrica, y el voltaje producido depende de las características de los materiales que están frotando cara a cara. La tabla de la secuencia de la electrificación de la fricción enumera el grado de dificultad de cargar diversos tipos de materiales. Para dos sustancias en contacto mutuo, los electrones cambiarán de la sustancia superior en la lista de la secuencia a la sustancia más baja, que hará las dos sustancias tener cargas positivas y negativas, respectivamente. Cuanto más lejanos son los materiales en la tabla de la secuencia son, mayor es la cantidad de carga que ellos llevan.
 
La secuencia friccional de la electrificación de sustancias comunes se muestra en la tabla siguiente:

3. solución de problemas práctica

La solución al problema incluye: Si los componentes sensibles de la descarga electrostática (ESDS) se exponen al exterior durante la producción y el mantenimiento, la acumulación de carga se debe prevenir cerca de estos componentes, y estos componentes se deben proteger contra descarga electrostática durante el empaquetado del método del transporte y del almacenamiento. Hay muchas maneras de prevenir descarga estática. La mejor manera es cumplir los requisitos y el método más barato, este método es diferente para diversos productos y diversas ocasiones.

4. área protegida de la descarga electrostática (EPA)

 
El área de la protección de la descarga electrostática (EPA), designada a veces el área de funcionamiento seguro, está en el corazón de cualquier medida de control de la descarga electrostática. En esta área, los elementos sensibles de la descarga electrostática (ESDS) o las placas de circuito, o el contener de los componentes este, pueden trabajar con seguridad porque la cantidad de carga se controla sin la generación de voltajes perjudiciales. Esta área contiene generalmente los bancos de trabajo o los grupos de trabajo, los puestos de trabajo, equipo de proceso tal como máquinas enchufables automáticas, o un área de la producción. El alcance del EPA debe ser marcado claramente, y es el mejor poner una cerca para evitar que la gente desautorizada entre. Los materiales con la acumulación mínima de la carga estática se deben utilizar en el área de EPA, y la carga se puede descargar en la tierra de una manera controlada.

5. Seguridad

Las herramientas eléctricas y el equipo están generalmente - disponibles dentro del EPA. En este ambiente, es peligroso conectar un solo objeto o dispositivo directamente con la tierra. Es por esta razón que una resistencia de no menos el que 1M se debe conectar en serie en la conexión del cable de toma de tierra de la muñeca, del corredor y de la banda del dedo del pie. Alguna pulsera que pone a tierra los conductores tiene tal resistor en cada extremo, así que incluso si la pulsera que pone a tierra el conductor está conectada con el terminal vivo de a accionar-en el producto para la reparación, no hay peligro. El probador del alambre que pone a tierra de la muñeca es un instrumento para comprobar si la resistencia del resistor es apropiada (si es demasiado alto, es imposible alcanzar la vinculación equipotencial; si es demasiado bajo, un peligro de seguridad ocurrirá). El alambre que pone a tierra de la pulsera se debe equipar de un enchufe que sea incompatible con otros zócalos eléctricos, que pueden ser quitados fácilmente, y pueden ser quitados fácilmente en una emergencia.

6. Trabajo práctico en zonas de la protección de la descarga electrostática

En una zona de la protección de la descarga electrostática, las cargas y los potenciales no se pueden guardar dentro de gamas permitidas a menos que se sigan las especificaciones de funcionamiento claras. Algunos ejemplos de los problemas que pueden hacer problemas incluir traer documentos, los envases de plástico, las tazas, el etc. en cubiertas plásticas antiestáticas no-estáticas en áreas de la protección de la descarga electrostática, y de usar los limpiadores que pueden dañar las características electrostáticas de pisos o de superficies de trabajo. Los personales relevantes deben ser entrenados adecuadamente no sólo para aprender los procedimientos que se seguirán, pero también para entender las razones por las que deben ser seguidos. Es también útil conocer los parámetros relevantes de los componentes que pueden ser dañados. Una persona especial debe ser designada para tomar el cuidado del mantenimiento y del mantenimiento del área de la protección de la descarga electrostática, y al mismo tiempo, compruebe la aplicación de las regulaciones. Estos controles se deben también comprobar como parte de la certificación del sistema de gestión de la calidad.

7. Transporte y almacenamiento

Al transportar componentes plomados, la espuma conductora es de uso frecuente. Esto puede prevenir diferencias potenciales más altas entre los pernos componentes. Para los componentes en paquetes en línea duales, los tubos disipantes estáticos son de uso frecuente durante el transporte a granel. Para los componentes de la placa de circuito, cuando están situados fuera del área de la protección del ESD, deben ser transportados en un bolso que protege electrostático o un caso que lleva conductor. Algunos bolsos de empaquetado se hacen de los materiales conductores, que pueden asegurarse de que todos los componentes están en el mismo potencial bajo condiciones estables, y al mismo tiempo disipan las cargas electrostáticas que corren accidentalmente en el bolso. Este método no se puede utilizar para las placas de circuito con las baterías. En este caso, un bolso de empaquetado con una guarnición material disipante estática y una capa externa material conductora deben ser utilizados. Estos bolsos son más costosos sino proporcionar la protección excelente para los componentes accionados y unpowered. Semejantemente, las cajas conductoras con las guías para las placas de circuito fijas dentro no se pueden utilizar con poder-en las placas de circuito con los conectores desnudos en los bordes.

8. Reparación del campo

Un punto de conexión electrostático se debe fijar en el producto que se reparará en sitio, de modo que el técnico del mantenimiento pueda conectar el cable de toma de tierra de la pulsera antes de abrir la cubierta del dispositivo. Los recambios se deben transportar en bolsos o casos estático-protegidos a menos que no contengan componentes descarga-sensibles electrostáticos. Si el módulo está funcionando en un estado expuesto, conecte una estera estático-disipante del piso con el punto del enlace electrostático del producto y utilizarlo como superficie de trabajo.
 
9. Estándares relacionados
En 1987, el Reino Unido hizo su primera tentativa de documentar prácticas, con el resultado siendo BS5783. Bastante que llamándolo un estándar sobre qué pruebas deben ser realizadas, es mejor llamarlo un código de práctica. La segunda fase de este trabajo es traducir este estándar a una especificación en una organización europea, cuyo número es CECC 000151, y su título es: “Especificación básica: Protección de componentes sensibles estáticos. Parte 1: Requisitos generales.” El estándar fue publicado en 1991 y renumerado como EN 1000151 en 1992. Las otras secciones fueron publicadas en 1993 (la parte dos: requisitos para las condiciones de la humedad baja) y 1994 (parte tres: requisitos para las áreas limpias, y la parte cuatro: requisitos para los ambientes de alta presión). El contenido de estas secciones está fuera del alcance de este artículo. El estándar no sólo incluye los requisitos para la instalación, el mantenimiento, y la inspección de las medidas descritas en este artículo, pero también detalles los requisitos detallados del dispositivo de protección del ESD sí mismo, incluyendo métodos de prueba. El desarrollo continuo de la tecnología y los procesos y la experiencia acumulada en la puesta en práctica de estándares, así como el uso extenso de la maquinaria y del equipo automatizados, han llevado a la mejora continua de estos estándares, incluyendo la racionalización de su estructura y la separación de guías de usuario de versiones estandardizadas. El trabajo de la revisión se ha incluido en el foro internacional organizado por la Comisión electrotécnica internacional. Los estándares desarrollados recientemente serán publicados en el IEC 1340 series. No hay duda que éste es complementario a los estándares europeos.