Protección ESD: Diseñando un Entorno Antiestático para Dispositivos Electrónicos

Los problemas de seguridad siempre deben ser una preocupación particular al tratar con dispositivos electrónicos. ¿Le gustaría diseñar protección ESD? ¿En qué debería prestar atención en ese caso?

Consulte este artículo y aprenda todos los detalles. En este documento, presentaremos el diseño, función y efecto de este dispositivo.

¿Qué es ESD?

La abreviatura ESD significa dos cosas. La primera es dispositivo sensible a electrostática, que marca cualquier componente eléctrico que la carga estática puede dañar. Semiconductores y no conductores, como herramientas y personas, transfieren esta carga.

Algunos dispositivos comunes incluyen tarjetas de computadora, LEDs, diodos láser, transistores MOSFET y resistencias.

También puede encontrar que ESD describe descarga electrostática. Es una subida inesperada de electricidad que ocurre cuando dos objetos con carga eléctrica entran en contacto, o ocurre un cortocircuito eléctrico.

Cómo Elegir Protección ESD

Debe seguir varios pasos al decidir sobre protección ESD. El movimiento inicial es establecer el voltaje de trabajo de su diodo ESD. Luego, quiere elegir entre un diodo bidireccional y unidireccional.

Una vez hecho eso, proceda a elegir la capacitancia máxima del diodo. Al decidir esta capacitancia, asegúrese de tener en cuenta que no debe interferir con la señal de la interfaz. Ahora, elija un voltaje de sujeción (clamping voltage) que necesitará para mantener el sistema seguro de descargas electrostáticas.

Finalmente, debe inspeccionar si su diodo tiene una calificación IEC 61000-4-2 nivel 4, ya que necesita un espacio de aire de 15 kV y contacto de 8 kV.

Cómo Planificar el Dispositivo de Protección Electroestática ESD

Si planea proteger un dispositivo sensible a electrostática de daños por ESD, aquí tiene los pasos a seguir:

• Considere qué quiere proteger – no todos los dispositivos tienen las mismas necesidades en protección contra descargas electrostáticas. Si tiene múltiples dispositivos en el área, quiere considerar los más sensibles. Analice el voltaje que pueden soportar, y asegure proteger el área en consecuencia.
• ¿Hay estándares industriales? – Lo siguiente a considerar es el estándar en su industria. Estos pueden aplicarse a fabricación, instalación, empaquetado y otros procesos.
• Elija el método de tierra deseado – puede usar tierra protectora para conexión a tierra, o tierra funcional. Alternativamente, puede optar por enlace equipotencial, que implica usar un punto de conexión conjunto.
• No olvide la conexión a tierra del personal – cada miembro que entre en el área debe usar ropa, calzado y pulseras antiestáticas apropiados.
• Delimite el área ESD – quiere marcar claramente el área donde planea trabajar con un dispositivo sensible a electrostática. Nadie debe entrar sin equipo adecuado, e incluso puede considerar control de punto de acceso.

Considere plan de almacenamiento y empaquetado – quiere almacenar los dispositivos en un entorno seguro también. Antes de que salgan del área, debe considerar cómo empaquetarlos para que permanezcan protegidos de daños potenciales.

Cómo Establecer Protección ESD Durante Ensamblaje SMT

Lo complicado de la descarga electrostática es que puede causar daño sin que usted lo note. Las subidas de electricidad que los humanos podrían ni sentir pueden ser suficientes para arruinar el producto.

Si quiere mantener su ensamblaje SMT seguro de daños por ESD, debe empezar por asegurar las secciones más sensibles. Identificando donde podría ocurrir electrostática, puede idear los pasos necesarios para prevenirla.

El enfoque que quiere tomar es ver donde se forma el ESD y mantenerlo bajo control. Lo hace siguiendo todos los pasos mencionados en el capítulo anterior. Eso significa que debe usar PVC antiestático para cubrir suelos, y lo mismo para pinturas usadas en la habitación. Cualquiera que entre debe estar también vestido apropiadamente. Los expertos recomiendan mantener cualquier objeto que pueda causar electrostática significativa lejos del ensamblaje SMT.

Cómo Crear un Entorno Antiestático para ESD

La mejor forma de entender cómo hacer un entorno antiestático es usar un ejemplo. Por eso usaremos productos LED ahora. Son sensibles tanto a subidas de voltaje como a electricidad estática, y estas pueden afectar su rendimiento y fiabilidad.

Lo primero que quiere es asegurar que la carga estática no aparezca en el área donde trabaja en su dispositivo. Por eso es vital elegir materiales conductivos para suelos, estanterías, mesas de trabajo y cualquier otro objeto en el área.

También es importante conectar a tierra herramientas y máquinas, así como usar ropa y zapatos conductivos. También puede eliminar carga estática usando pulseras antiestáticas o instalando una alfombra ESD.

Si planea usar plástico y vidrio para máquinas y herramientas, tenga en cuenta que son materiales aislantes. Eso significa que puede esperar carga estática, y necesita disiparla usando conductores.

Adicionalmente, necesita mantener un entorno con baja humedad. La humidificación aumenta la acumulación estática, y eso es algo que quiere prevenir. Usar ionizadores también es una excelente forma de neutralizar cargas eléctricas.

5.1. Cómo Medir Si un LED Ha Sido Dañado por ESD

Si aplica corriente eléctrica baja (hasta 1 mA) a productos LED y mide el voltaje directo, puede determinar si hay daño por descarga electrostática. Imagine que la corriente que aplica es 0,5 mA. Eso significa que el voltaje directo no debería ser mayor a 2 V. Sin embargo, esto puede variar según modelos de LED.

Otras Consideraciones ESD

Una vez creado un entorno antiestático, es vital mantenerlo. Si trabaja con materiales afilados, ponerlos en el suelo puede causar arañazos u orificios. Eso puede llevar a descargas y causar daños a su aplicación.

Además de mantener suelos libres de arañazos, debe limpiarlos regularmente. El polvo también puede causar problemas, así que asegúrese de mantener todo en orden.

Finalmente, es vital colgar advertencias adecuadas en el lado exterior del área ESD. No quiere que nadie entre por accidente y arruine el entorno, por eso las señales deben ser claras.

Resumen

Las descargas electrostáticas son un gran problema para componentes electrónicos. Pueden afectar el rendimiento y longevidad de los productos, por eso es imperativo crear un entorno antiestático. No es un trabajo fácil, pero mientras lo haga bien, puede maximizar el potencial y vida útil de cada componente.