ESD (descarga electrostática)

La carga electrostática se produce por fricción, contacto y procesos de enrutamiento. Materiales como plásticos, textiles o metales almacenan cargas eléctricas que se descargan repentinamente al tocarlos o acercarse a ellos. Este proceso es especialmente crítico en los sectores profesionales de la electrónica, ya que incluso las tensiones más pequeñas pueden destruir componentes sensibles.

Las consecuencias suelen ser daños irreversibles en componentes eléctricos, electrónicos y optoelectrónicos. Los circuitos impresos (PCB) equipados con componentes como transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico (MOSFET) o transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) son especialmente susceptibles. Los chips IC (circuitos integrados) y los sustratos utilizados en la industria de los semiconductores y la fabricación de productos electrónicos también corren peligro. La rápida igualación de los potenciales provoca altas tensiones eléctricas, que pueden provocar fallos irreparables en las placas de circuitos ensambladas y en sus sensibles componentes individuales.

Conductividad eléctrica de los materiales

Para proteger eficazmente los componentes electrónicos de los daños causados por las descargas electrostáticas, por ejemplo durante su handling, la conductividad eléctrica de los materiales utilizados desempeña un papel central. Como estos materiales están en contacto directo con la pieza, deben garantizar que las cargas electrostáticas puedan descargarse de forma controlada y libre de daños.

La conductividad eléctrica describe la capacidad de un material para descargar cargas de forma segura a través de su resistencia específica. Dependiendo del valor de la resistencia, esto ocurre muy rápidamente -como en el caso de los materiales conductores- o de forma retardada y controlada, como es típico de los materiales disipadores. El factor decisivo aquí es siempre la resistencia específica, que determina a qué velocidad y de qué manera se descargan las cargas de forma segura.

Rangos de resistencia en la protección ESD

Dependiendo de la clase de material, existen diferentes rangos de resistencia específica:

• Los plásticos conductores suelen estar entre¹⁰³ y¹⁰⁵ Ω y permiten que las cargas se descarguen muy rápidamente.
• Losmateriales disipativos están en el rango de¹⁰⁶ a¹⁰⁹ Ω y garantizan una descarga controlada y sin daños. Los materiales NBR-ESD y HT1-ESD utilizados por Schmalz se encuentran precisamente en este rango y garantizan así una disipación segura de la tensión en la pieza.
• Losmateriales antiestáticos muestran valores significativamente más altos entre¹⁰¹⁰ y¹⁰¹² Ω y actúan principalmente contra la acumulación de carga sin disipar fuertemente la carga por sí mismos.

Método de ensayo de la conductividad

La medición "punto a tierra" es un medio particular para verificar la capacidad de descarga teniendo en cuenta la resistencia específica. A partir de esta medición, es posible identificar el intervalo en el que se encuentra la resistencia de todo el sistema. Con la ayuda de medidores de resistencia especiales, se puede establecer la resistencia de descarga entre un punto de medición (1) y un punto de conexión a tierra del sistema (potencial de tierra) (2).

Los materiales adecuados suelen ir marcados con el símbolo de protección ESD para una mejor orientación. Este símbolo indica que un producto es apto para la protección ESD y protege de forma fiable otros componentes de las descargas electrostáticas.

Para garantizar que la protección ESD no sólo se garantiza a nivel de materiales y en los procedimientos de ensayo, sino que también se aplica de forma coherente en el entorno práctico de trabajo, se necesitan zonas claramente definidas con medidas coordinadas.

Una zona de protección ESD, o "EPA" por sus siglas en inglés (Electrostatic Protected Area), es una superficie de trabajo especial en la que todos los materiales, herramientas y equipos de trabajo están diseñados para ser disipadores de electricidad. Esto incluye suelos disipadores, sistemas de toma de tierra, ropa y envases que cumplan las normas ESD. El objetivo es evitar y descargar de forma controlada las cargas electrostáticas para proteger de forma fiable componentes sensibles como circuitos impresos, semiconductores o componentes optoelectrónicos.

La protección ESD es esencial en la industria electrónica. Las placas de circuito impreso sensibles que contienen componentes como MOSFET e IGBT son muy vulnerables a las descargas electrostáticas y requieren una protección fiable en todos los procedimientos de handling.