Cómo prevenir daños por ESD en el proceso de ensamblaje SMT

Los dispositivos de montaje en superficie son sensibles a la electricidad estática. Es por eso que debe tener especial cuidado durante el proceso de ensamblaje de SMT, o corre el riesgo de sufrir daños por descargas electrostáticas (ESD) que podrían provocar fallas.

¿Le gustaría saber cómo evitar que ESD dañe sus productos y tecnología? ¡Siga leyendo para obtener más información sobre la importancia de la protección y cómo proteger sus aplicaciones para que no se dañen!

¿Qué es ESD?

Antes de que podamos hablar sobre la EDS, debemos conocerla mejor. La descarga electrostática ocurre cuando una carga estática se mueve entre dos superficies u objetos con las mismas capacidades electrostáticas.

La electricidad estática se produce en materiales o superficies que no tienen un equilibrio óptimo de cargas negativas y positivas. Una vez que ocurra la ESD, será uno de los dos tipos:una ruptura de un campo eléctrico o una descarga causada por contacto.

El problema es que la ESD puede provocar daños en los componentes e incluso causar su falla. Desea evitar esto, por lo que estamos discutiendo cómo evitar ESD durante el ensamblaje SMT.

Cómo puede generar ESD

No compliquemos las cosas y entremos en definiciones y explicaciones engañosas. Todo lo que debe saber es que la electricidad estática ocurre dondequiera que ocurra el movimiento.

Dado que nos estamos enfocando en el proceso de ensamblaje SMT, estos son algunos ejemplos de generación de ESD en un entorno de fábrica:

Tu cuerpo en contacto con tu ropa genera electricidad. •  Fricción – es la razón más frecuente por la que se produce la electricidad estática. Es comprensible porque puede tomar dos objetos cualesquiera, hacer contacto entre ellos y separarlos de la electricidad estática. A veces, ese nivel puede ser lo suficientemente alto como para dañar los componentes de los dispositivos, aunque es posible que tampoco lo sientas.

•​  Conducción  – si hay pines de metal o cables en sus partes, pueden conducir ESD tan pronto como entren en contacto con ellos. De esa manera, transfieres la estática de tu cuerpo a partes demasiado sensibles. Una vez más, es posible que no sienta esto, pero afectará sus partes.

•​ Inducción – si sustancias u objetos que tienen una cantidad significativa de energía entran en contacto con sus componentes electrónicos, esos componentes también comenzarán a generar electricidad estática. Puede inducir rápidamente ESD en herramientas y equipos, como hornos, computadoras, soldadores, etc.

Como puede ver, es fácil generar ESD, especialmente durante el ensamblaje SMT. Es por eso que debe tener cuidado y tomar las precauciones necesarias para evitar ESD y cualquier problema que pueda causar.

¿Cuáles son las características de ESD?

Ya mencionamos la característica más crucial de la descarga electrostática. Es que los humanos podrían no ser capaces de reconocerlo. Eso es porque el poder es tan bajo que no es peligroso para las personas. Sin embargo, los componentes pueden sufrir daños por ESD, por lo que también deberíamos discutir sus otras características.

Para empezar, ESD no dura mucho tiempo. Varios milisegundos pueden ser suficientes para que ESD dañe partes de su dispositivo. La electricidad estática puede ser mayor en lugares donde la humedad es alta y es por eso que puede reducir el daño controlando la humedad.

Si cree que puede notar ESD, piénselo de nuevo. Solo en situaciones en las que supera los 2 kV puede detectar una descarga electrostática. Es por eso que muchos llaman a ESD un peligro disfrazado. Los expertos recomiendan tomar las precauciones necesarias para prevenir ESD e inspeccionarlas durante el proceso.

Es interesante notar que incluso las inspecciones pueden no ser suficientes para notar daños leves por ESD. El rendimiento del componente en peligro puede disminuir con el tiempo, pero llevará un tiempo verlo. Si ESD hiciera suficiente daño, el rendimiento de la pieza disminuiría más rápido con el tiempo.

¿Qué daños puede causar la ESD?

La tecnología ha avanzado y no estamos considerando solo el rendimiento de los dispositivos electrónicos. En cambio, la industria está haciendo todo lo posible para mantener la confiabilidad mientras reduce el tamaño de los componentes y los productos en general.

Dado que la PCB es un componente integral de cualquier dispositivo electrónico, las placas pequeñas y livianas son imprescindibles. No se trata solo de miniaturizar los elementos porque el aislamiento y el cableado también deben ser más delgados.

Es posible que no sepa esto:muchos dispositivos electrónicos tienen un voltaje de choque que las personas no pueden sentir. Esto se debe a que incluso un voltaje muy bajo puede dañar los componentes o el producto. En algunos casos, la energía puede ser tan alta para las piezas que puede provocar golpes suaves y fuertes, que a menudo causan fallas o afectan significativamente la confiabilidad.

Una falla repentina puede provocar un daño extenso a los componentes, por lo que la funcionalidad de los componentes puede estar en peligro. Incluso un impacto leve (falla latente) puede afectar parcialmente la funcionalidad y el rendimiento del componente.

La buena noticia es que solo el 10 % de los daños por ESD son fallas repentinas, mientras que la mayoría son fallas leves. Sin embargo, los expertos sugieren que la ESD causa hasta un tercio de todas las fallas en los dispositivos electrónicos. Si considera la cantidad de productos que se fabrican cada año, puede dañar miles de millones de dólares. Es por eso que no podemos ignorar la ESD y hacer todo lo posible para minimizar el daño causado por ella. Si detiene efectivamente la ESD, aumentará la confiabilidad del producto y la eficiencia del ensamblaje, lo que conducirá a un aumento de los costos.

Protección ESD durante el ensamblaje SMT

Dado que es difícil identificar la ESD cuando ocurre, la prevención se convierte en la mejor medicina contra ella. Si está pasando por un proceso de tecnología de montaje en superficie, es esencial asegurarse de que la electricidad estática no pueda dañar su producto.

Desea dejar de formar un campo electrostático y controlar cualquier energía estática. Esto se logra evitando que se acumule demasiada electrostática en puntos sensibles. Lo más probable es que ocurra una descarga ocasional, pero debe asegurarse de tener todo bajo control.

Aquí hay varias cosas que puede hacer para aumentar la protección ESD en su fábrica:

•  Un taller antiestático – ya sea una fábrica o un estudio privado, su objetivo principal es hacerlo libre de estática. Comience por usar pisos de PVC adecuados y pinturas que tengan características antiestáticas. Recuerde limpiar el piso regularmente y asegúrese de que no haya rayones. Por eso debes evitar ponerle material afilado.

•​ Control de humedad – ¿Sabía que puede prevenir ESD controlando la humedad relativa (HR)? Si no mantiene bajos los niveles de HR, puede generar electricidad estática.

•​  Materiales  – si es posible, utilice siempre materiales libres de estática o produzca poca estática. Sería útil si también considerara mantener los materiales con un alto nivel electrostático lejos de la línea de ensamblaje real.

También es esencial deshacerse de la ESD generada de manera efectiva. La mejor manera es conectar el dispositivo a un producto u objeto para manejar altos niveles de ESD. De esa manera, se asegurará de que esos objetos reciban todos los golpes ESD que podrían dañar su dispositivo.

Proceso de ensamblaje SMT:protección ESD del cuerpo humano

Además de proteger las instalaciones, también debe asegurarse de protegerse a sí mismo. Cualquier persona que trabaje en la línea de ensamblaje debe usar un traje protector y guantes, sombreros, zapatos, etc. La idea es usar cualquier cosa que pueda ayudar en la protección contra ESD.

Su cuerpo debe servir como un sistema de conexión a tierra electrostática. Al ofrecer un circuito de puesta a tierra, evita la acumulación de electricidad estática.

La conexión a tierra puede ser una forma efectiva de prevenir posibles daños por ESD, pero tenga en cuenta que no funcionará en materiales aislantes. Es por eso que debería considerar aplicar la neutralización de iones.

Proceso de ensamblaje SMT:protección del circuito ESD durante el transporte y el almacenamiento

Aquí hay algo emocionante a considerar:su trabajo para prevenir ESD no termina una vez que ensambla el dispositivo. En cambio, ayudaría si pensara en proteger el circuito mientras lo almacena y lo transporta al usuario. Puede usar bolsas ESD especializadas, que utilizan el enfoque de jaula de Faraday para asegurarse de que no haya estática.

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Conclusión

La descarga electrostática puede ser bastante dañina para su dispositivo electrónico. Es por eso que la protección contra daños por ESD es vital durante todo el proceso de ensamblaje de SMT. Tomará algo de tiempo y esfuerzo, asegurándose de que su dispositivo tenga una confiabilidad y un rendimiento óptimos. Recuerde que la protección contra daños por ESD comienza con el primer paso del proceso y dura incluso después de completar el ensamblaje, ya que debe garantizar un transporte y almacenamiento sin electricidad estática.