Descarga electrostática (ESD): Causas, efectos y estrategias de prevención

La descarga electrostática (ESD) es un fenómeno que causa una sobretensión eléctrica entre dos objetos eléctricamente cargados. Es una preocupación frecuente en circuitos impresos (PCB). También es responsable de cortocircuitos, averías en PCB, etc. Ciertos problemas causados por ESD pueden resultar en fallo de sistema eléctrico, electrocución, etc. Por tanto, es esencial abordar el problema. Sin embargo, también es esencial saber qué es exactamente ESD, sus causas y cómo resolverlos. Este artículo introduce el concepto seguido de causas y soluciones.

Introducción a la descarga electrostática (ESD)

La descarga electrostática (ESD) es la repentina oleada de carga eléctrica entre dos elementos cargados en proximidad. En una configuración eléctrica o electrónica como un PCB, a medida que la inducción electrostática acumula electricidad estática, se produce ESD repentina. La inducción electrostática ocurre cuando dos elementos con cargas disímiles entran en contacto directo o proximidad debido a la ruptura del dieléctrico entre ellos.

ESD aparece como una versión microscópica de un rayo. Aparece como chispa entre dos elementos con cargas disímiles (uno negativo, otro positivo), que lleva potencial dañino suficiente para destruir un PCB completo o un circuito integrado eléctrico/electrónico.

En un PCB o configuración integrada, ESD a menudo se debe a:

• No usar pulsera electrostática o equipo protector durante resolución de problemas en equipos electrónicos puede desencadenar ESD.
• Presencia de materiales sintéticos como plástico, poliestireno, etc., cerca de pasos eléctricos en el circuito.
• Uso de circulación de aire forzado en equipos eléctricamente activos puede causar acumulación de potencial estático, resultando en ESD.

Los PCB pueden sufrir daño latente o catastrófico por ESD, resultando en malfuncionamiento parcial o completo/fallo. Dado el alto potencial dañino, es esencial prevenir ESD.

Medidas de prevención/soluciones para ESD en PCB

Los PCB pueden protegerse contra ESD diseñando diligentemente PCB libres de estática o adoptando procesos de fabricación y utilización preventivos. Analicemos algunas directrices para ambos métodos.

• Directrices de prevención ESD para diseño de PCB:

  • Para reducir inductancia parásita, es importante reducir longitud de líneas eléctricas. Mayor inductancia parásita impide que circuitos de protección funcionen apropiadamente, causando ESD. Reducir longitud e inductancia eventualmente previene ESD.

  • Debe proporcionarse espaciado/aire adecuado entre dos componentes electrónicos consecutivos. Este espacio evita interacción de voltaje directo. En operación de alto voltaje, puede requerirse aislamiento apropiado.

  • Los bordes del PCB son altamente susceptibles a acumulación de ESD, por tanto, pistas de IC no deben correr cerca de bordes.

  • El uso de pads de aislamiento para conectores metálicos puede ayudar a prevenir ESD en PCB.

• Directrices de prevención ESD por proceso:

  • Durante fabricación, es esencial formar entorno libre de estática o preventivo de ESD. Puede involucrar protección ESD de mesas de trabajo. Las mesas deben protegerse con alfombras ESD-free y puesta a tierra adecuada. Según NFPA-77, prácticas para crear entorno preventivo incluyen alfombras antiestáticas de puesta a tierra, pulseras de alta resistencia, etc.

  • El uso de materiales de embalaje resistentes a estática y pinturas puede resistir ocurrencia de ESD.

Ahora que el concepto de ESD en PCB está claro, es esencial trabajar con un fabricante por contrato en EE. UU. que ofrezca servicios de diseño y fabricación preventivos de ESD como Creative Hi-Tech. La empresa ofrece diseños de PCB de alta calidad y seguros junto con servicios de fabricación rápida. Es certificada ISO 9001:2015, IPC-WHMA-A-610 e IPC-CC-830B. También ofrece servicios de ensamblaje PCB compatibles con IPC-A-610-D y ANSI/J-STD-001 para asegurar calidad y rendimiento óptimos.

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