ESD - Descarga Eletrostática

Introdução

Definição

Geração

Efeitos

Controle

Conclusão

Rev ista

ESD - Descarga Eletrostática Introdução A Positivo P ositivo Informática fabrica e ut iliza iza comp compone onent nt es elet rônicos, portant p ortant o implement amos um programa de preve nção c ont ra ESD baseado nos padrões industriais internacionais para garantir que seus produtos sejam entregues aos clientes com a mais alta co nfiabilidade. idade. Com este materi material al,, que remos compartilha compartilharr o que aprendemos sobre cont rol rolee de ESD. Com estas informações, informações, você p ode implementar práticas preventivas similares em seus laboratórios. Como resultado, ocorrências de ESD poderão ser minimizadas. O objetivo é mostrar a importância que deve ser dada sobre problemas ocasionados pelas descargas eletrostáticas; alertar e orientar as equipes técnicas sobre a importância do controle, descrever os mecanismos, as influências e as sensibilidades de alguns al guns compon ent es quando submetidos a essas essas descargas, descargas, bem c omo sugerir alguns guns proced im iment ent os e me ios de prote ção.

Menu

Definição de ESD ESD (Electrostatic Discharge ) ou Descarga Eletrostática é a súbita e rápida transferência de carga elétrica de um objeto para

outro com diferente s pote ncia nciais is eletrostáticos. etrostáticos. Essa descarga descarga também pode ocorrer quando os corpos estão muito próxi próximos mos ou quando estão em contato direto. Usualmente mente o fenô meno é vi visto sto na natureza em forma de raios raios ou quando estamos poten cia cialm lment ent e carregados, essa eletricidade dade e stática é descarregada quando toc amos em algum algum objet o met ál álico, ico, como a maçaneta d e uma po rta. Cargas eletrostáticas nos rodeiam a todo o momento, mas na indústria de eletrônicos cargas eletrostáticas são tipicamente geradas por pessoal pessoal sem proteção individual dual e materiais materiais que produzem cargas que t êm co ntato dir direto eto ou qu e e stejam próximos próximos a componen tes sensí sensíveis veis a ESD. Component es eletrônicos são muito sensíveis sensíveis às às descargas elétricas. étricas. Um c hip CMOS, por exe mplo, pode ser afetado co m uma descarga elet elet rostática de 250 volts. Uma pessoa caminha caminhando ndo nu m carpete, depen dendo da taxa de umidade do ar, pode acumular mais de 1.500 volts.

Menu

Geração de ESD A descarga d escarga elet rostát rostática ica pode ser gerada ge rada essencialment essencialment e po r três me ios: Fricção entre duas superfícies ( triboeletrificação ); Transferência de carga de um mate ri rial al isolante solante a um material material condut or pelo con tato dir diret et o ou indução; A aproximação de dois materiais com potenciais diferentes. A quant q uant idade de carga acumulada por geração ge ração triboelétrica triboe létrica é afet ada, principalment principalment e, pela área de cont c ont ato, velocidade da da universitario.educacional.com .br/dados/materialapoio/10 .br/dados/materialapoio/10767 76700 0001 01/690 /69096 9611/ES 11/ESD/ESD D/ESD/index.html /index.html

1/8

separação e umidade relativa. A série triboelétrica (simplificada), mostrada na tabela ao lado, é utilizada para determinação da tendência de um material em acumular cargas positivas ou negativas. O nível de umidade relativa do ar no ambiente de trabalho t ambém inte rfere nas tensões eletrostáticas. Ambiente s com baixos níveis de umidade produzem maiores tensões que ambientes com baixos níveis, já que menores cargas são conduzidas na umidade do ar e nos materiais em ambientes com alta umidade. Ve ja alguns exemplos:

Exemplo 1 Potencial eletrostático (Volts) Meios de geração da estática

10 a 20% umidade relativa

65 a 90% umidade relativa

Caminhar sobre carpete

35.000

1.500

Caminhar sobre piso de vinil

12.000

250

Envelope de vinil com manual de instruções

7.000

600

Técnico na bancada

6.000

100

Pegar um saco de polietileno

20.000

1.200

Levanta-se de uma cadeira com espuma de poliuretano 18.000

1.500

Exemplo 2

Menu

universitario.educacional.com .br/dados/materialapoio/107670001/6909611/ESD/ESD/index.html

2/8

Efeitos da ESD Os efeitos d a ESD sobre compon ent es eletrônicos são invariavelmente destrut ivos. Apó s uma descarga eletrostática, o componen te pode apresent ar falha tot al, degradação de desempenh o, redução da expe ctativa de vida ou ope ração errática. A imagem ao lado mostra um t recho do int erior de u m microchip, ampliado p or microscópio, d anificado após o simples toqu e do usuário. O prejuízo de ESD para componentes eletrônicos podem tomar a forma de falhas passivas ou falhas catastróficas. Falha passiva – a descarga não é potencialmente alta para danificar o equipamento, mas suficiente para causar falhas

no sistema, panes, t ravamentos, falta de desempen ho. Falha catastróf ica direcional – quando o componen te é danificado no momen to da descarga e a falha é ident ificada no teste. Falha catastrófica oculta – quando a falha não chega a danificar o componen te no moment o da descarga, cont inuando a func ionar por um te mpo. Geralmente a falha tot al ocorre quando o equipamento já está em uso c om o cliente. Figura 1 - OSD Danificada

Menu

Controle O modo básico de prote ção cont ra ESD é conseguido através da combinação de mét odos de preven ção do acúmulo de cargas e mecanismos de remoção de cargas existentes. Para minimizar os problemas com eletricidade estática, podemos citar 4 regras básicas de proteç ão: 1. 2. 3. 4.

Estações de t rabalho (local de t rabalho, bancada, ambient e e p revenção pessoal); Transporte e armazenamento; Ensaios periódicos; Fornecedores.

Regra 1 - Estações de Trabalho e ambiente A primeira regra é mant er as estações de trabalho prot egidas, ond e os c ompon ent es sensíveis só pode m ser manuseados nesta área. Para tal proteção, pode m ser ut ilizados dispositivos como pulseiras e c alcanheiras dissipativas, ionizadores, superfícies dissipativas, como mantas, t apetes o u pisos com tratamento dissipativo e co ntrole da umidade relativa do ar. Os pisos dissipativos são eficientes no sentido de minimizarem a geração de cargas estáticas, através do deslocamento pela sala de pessoas ou carrinhos de transporte de materiais. Os ionizadores são equipamentos que lançam íons negativos e positivos no ambiente, de forma a neutralizar as cargas acumuladas nos objetos sob sua área de p roteção, podend o ser de p equen o volume de vazão para uso em b ancadas ou de grande volume, este adequado para salas limpas.

Importância do Aterramento Levando em consideração que cargas elétricas não pode m ser destruídas ou eliminadas, de vemos te r em ment e qu e a ún ica forma de con trole será o seu d esvio para a terra, que constitui um de pósito infinito de cargas. Tod o o processo de ESD n ecessitará de um bom sistema de at erramento , onde estarão cone ctados tod os os dispositivos de proteç ão, como mantas, tapet es e piso d issipativo, pulseiras e calcanheiras, equ ipamento s eletrônicos, estaçõe s de solda et c. A qualidade d o sistema de te rra e sua eficiência são fundamen tais para a implementação d e qu alquer programa de cont role de ESD realmente funcional. Todas as áreas contendo componentes sensíveis devem ser consideradas para instalação de piso dissipativo ou universitario.educacional.com .br/dados/materialapoio/107670001/6909611/ESD/ESD/index.html

3/8

condutivo. Cuidados especiais na manutenção e limpeza do piso tratado contra ESD é essencial para a duração útil do piso – siga instruções do s fornecedores quant o aos procedimentos de limpeza. Cera ESD pode ser considerada e utilizada com bons resultados em pisos não tratados para ESD, o lado negativo deste métod o é que requer reaplicações periódicas.

Controlando a área de trabalho Nas bancadas de trabalho existem diversos itens que devem ser verificados quando da implementação de um cont role ESD. O primeiro item é a superfície da mesa . A preocupação deve ser com a sua capacidade de acumular cargas assim como sua capacidade de drenas cargas dos objetos colocados sobre sua superfície. O acúmulo de cargas deve ser o mínimo e sua capacidade de drenar cargas deve ser eficient e e segura. Os materiais usados para controle de ESD normalmente são classificados como condutivos, dissipativos e antiestáticos. A u nidade ohm/quad rado

A unidade utilizada para definir a resistividade supe rficial de um material homog êne o é o ohm/quadrado (Ω/quadrado). Essa medida é tomada se utilizando uma amostra do material com formato quadrado e aplicando-se eletrodos em lados opostos desse quadrado. Os eletrodos deve m ficar em cont ato com toda a ext ensão do lado. A medida é a mesma para qualquer tamanho de quadrado. As supe rfícies dissipativas são as ideais, po r apresent arem uma resistividade e ntre 105 e 109 ohms/qu adrado (ver q uadro ao lado). Materiais condut ivos não deve m ser ut ilizados porque p odem d anificar os compone nte s eletrônicos por formação e corrente s muito altas devido às descargas muito rápidas e os antiestáticos porque a descarga é lenta. Existem divergências quanto ao uso dessas classificações e o termo genérico antiestático tem sido usado cada vez mais frequentemente. O uso da expressão pulseira antiestática, por exemplo, para se referir à pulseira com propriedade dissipativa. Um segundo item que deve ser verificado são as caixas de armazenagem colocadas junto às mesas. Normalmente, as caixas são confeccionadas em material plástico devido a sua facilidade de fabricação e baixo custo. As mesmas considerações feitas em relação à superfície da mesa devem ser aplicadas às caixas. Novamente as dissipativas devem ser as preferidas. Todos os materiais e ferramentas utilizadas na área de trabalho devem ser analisados em relação à geração de ESD. Por exemplo, o cabo de uma chave de fenda em plástico não co ndut ivo pode rá atingir um nível de 1700 volts. Escovas para limpeza são artigos que deverão ser escolhidos com muito cuidado, visto que sua utilização implica em forte

geração de cargas. Escolha as especialmente preparadas para minimizar o risco de ESD. Normalmente, as melhores utilizam pêlos de animais.

Controlando as cargas do corpo humano A pele de um t écnico ou operador deve ser sempre aterrada, mas em conformidade com o s requisitos de prot eção p essoal.

A solução mais eficient e para esse problema é a ut ilização de pulseiras especiais de aterramento adequadas para a classe de sensibilidade à ESD do componente a ser manipulado. Essas pulseiras conectam a pele com o t erra através de u m resistor de 1 Mohm, garantindo qu e o escoamento das cargas acumuladas não atinja corrent es excessivas e, ao mesmo t empo, evitando os riscos de choque s elétricos. Out ra medida que pode ser tomada é o uso, por to do o pe ssoal com acesso à área onde e xistir controle de ESD, de calçados ESD, calcanheiras ou biqueiras , que em conjunto com os pisos dissipativos, minimizará a geração de cargas durante os deslocamentos.


4/8

Out ro aspect o que deve ser observado diz respeito às técnicas de manuseio de componentes e placas elet rônicas, onde o té cnico deve e star sempre consciente do fato qu e cargas estáticas sempre estarão presentes e e vite toc ar diretamente te rminais e compone nte s.

Uma forma de minimizar esse p roblema é a utilização de luvas ou dedeiras dissipativas .

Na falta de equipamento adequado, é importante d escarregar a eletricidade e stática do corpo ante s de manusear componentes sensíveis. Tocar uma janela metálica não pintada, por exemplo, com as duas mãos. Essa descarga também pode ser feita toc ando a font e de alimentação ou a carcaça metálica interna do c omputador. É recomendável repetir a descarga a cada 10 ou 15 minutos.


5/8

Roupas também são elementos que devem ser con siderados cuidadosamente na implementação de um p rograma de cont role

de ESD. Tecidos sintéticos acumulam cargas que não podem ser facilmente descarregadas. Devem ser dadas preferências às roupas de algodão, que é relativamente n eut ro na geração de cargas eleto státicas ( verificar a tabela da série triboelétrica ). Outra possibilidade consiste no uso de jalecos especialmente desenvolvidos para dissipação de cargas. Esses jalecos especiais possuem fibras condutoras entremeadas no t ecido.

Elimine também materiais isolantes não essenciais de t odas as áreas onde o s component es sensíveis são expostos ou manuseados. A separação mínima deve ser de 30 ce ntímetros. Sub stitua estes mate riais por equ ivalent es antiestét icos. Se não for possível, considere a possibilidade de instalar ionizadores de ar nos locais de trabalho. Exemplos de isolantes não essenciais tipicamente encontrados em auditorias

Fita adesiva

Borrachas

Pastas

Equivalentes antiestáticos

Fita ESD-Safe

Borrachas ESD-Safe

Pastas ESD-Safe

Regra 2 - Transporte e Armazenamento A segund a regra é t ransportar e armazenar to dos os compon ent es e placas sensíveis em recipient es de blindagem da de scarga eletrostática. Existem no mercado diversos produtos voltados para esse controle, como embalagens antiestáticas, caixas condutivas, protet ores de bordas, espumas antiestáticas etc.

Regra 3 - Ensaios periódicos Um aspect o importante no ambiente de t rabalho diz respeito às condições dos equipamentos de c ontrole antiestático. De nada adianta utilizar uma pulseira dissipativa se não tivermos certeza de que ela está funcionando corretamente. Na terceira regra, devem-se t estar todos os produt os para cont role de ESD, certificando-se de que todo s estejam em perfeito funcionamento. Para controlar a eficiência do material usado, existe m monitores que indicam se os equ ipamento s de proteção devem ser substituídos ou enviados para manutenção. Equipament os como medidor de pu lseira e calcanheira, kits de te ste d e superfície (megôhmet ro), sensor de campo e letrostático, sensor para ionizador et c. Esses monitores de vem ser colocados na ent rada das áreas proteg idas e t odos os func ionários devem fazer o te ste d os equipamentos pelo menos uma vez ao dia ou sempre que houver alguma dúvida sobre sua eficiência. universitario.educacional.com .br/dados/materialapoio/107670001/6909611/ESD/ESD/index.html

6/8

Há também monitores q ue podem ser montados n a bancada de trabalho, possibilitando a verificação cont ínua das condições do equipamento.

Regra 4 - Fornecedores A quarta regra é, basicament e, g arantir e certificar que t odos os fornec edo res de componentes e serviços segue m as três primeiras regras sugeridas e se possível realizar auditorias periódicas. De nada adianta garantir um controle rigoroso de ESD no ambiente fabril ou de serviços e nos demais ambientes onde os componen te s serão manipulados não haja controle cont ra ESD.

Manutenção em campo Além da preparação em b ancada, levamos em consideração t rabalhos móve is, onde o t écn ico tem qu e se d eslocar até o ambient e do client e para a realização de u ma manute nção em campo. Para tais ocasiões, sugere-se a utilização de kits portáteis para serviço em campo, que geralmente constam de manta dissipativa com po nto de aterrament o e pulseira (lembrando que a manta deve estar aterrada para funcionar adequadamente), além das ferrament as adequadas (ferramentas e p incéis antiestáticos etc .).

Menu

Conclusão Estabelecer um programa de controle de ESD efetivo não é um objetivo simples, embora a maioria das medidas necessárias o seja. O principal elemento e m qualquer programa de con trole será o técnico ou ope rador. É importante t er em ment e que um té cnico treinado, mesmo sem nenhum equipamento de proteç ão, será mais eficient e do q ue um t écnico sem treino, mesmo que todos os dispositivos de proteção possíveis estejam disponíveis. Todas as pessoas envolvidas devem ser treinadas e atualizadas nos procedimentos periodicamente. Com a utilização de equipamentos de cont role ESD, normalmente ocorre uma falsa sensação de segurança e relaxamento e m relação a atividades simples como, por exemplo, evitar utilizar copos plásticos, folhas de papel e embalagens desnecessárias na área de trabalho. Para iniciar um processo de controle de ESD, sugerimos verificar os seguintes itens: 1. Examinar suas inst alações e procedimentos Verificar ent re os processos e equ ipamento s aqueles com maior chance de p rovocar o aparec imento de p roblemas de ESD. Por exemplo, a limpeza de placas utilizando escovas com cerdas sintéticas podem provocar sérios danos aos universitario.educacional.com .br/dados/materialapoio/107670001/6909611/ESD/ESD/index.html

7/8

componen tes eletrônicos sensíveis. 2. Identificar que componentes ou placas sensíveis a ESD são utilizados Lembrar que quanto menores e mais rápidos os componentes semicondutores forem, mais sensíveis a ESD eles são. Um processador Intel Core 2 Duo é mais sensível que u m antigo 486. 3. Obter o apoio do todos A implantação de um proce sso de c ont role de ESD só será efet ivada se for apo iada em t odas as áreas envolvidas e em todos os níveis. Isso significa que o apoio deverá vir desde o dono da empresa até o pessoal da faxina. 4. Documentar as medidas e procedimentos Criar documentos detalhando todos os processos e procedimentos e deixá-los em local de fácil acesso para consulta imediata. Criar sinalizações simples e diretas nas áreas onde ocorrem manipulações de componentes e placas sensíveis. 5. Treinar todo o pessoal De nada adianta um processo bem estrutu rado se os técnicos e operadores não souberem como procede r ou como utilizar os equipament os de cont role ES D. 6. Rever, analisar e melhorar os procediment os Nenhum proce sso é definitivo. Com o t empo, n ovas medidas devem ser tomadas a fim de q ue se adaptem novos componen tes ou equipamentos. Lembrar que normalmente , t oda melhoria de proce sso vem das pessoas que o conhec em e utilizam.

Clique aqui para acessar a Revista Digital

Menu

PARCERIAS - POSITIVO INFORMÁTICA


8/8

ESD - Descarga Eletrostática

Recommend Documents