Especial 20/02/09: Protecciones electrostáticas ESD Carlos MARIN

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1 Grado Superior Especial 20/02/09: Protecciones electrostáticas ESD Carlos MARIN

2 Qué significa ESD? E S D Electro Static Discharge

3 Fenómenos ESD Tocar la manilla o el pomo de una puerta después de haber andado o bajar del coche Destellos al quitarse la ropa de tejido acrílico Ruidos añadidos a ese destello Atracción del cabello al acercarse a la pantalla del televisor Peinarse y que el cabello aumente de volumen Etc. qué está ocurriendo?

4 La carga eléctrica Propiedad intrínseca de algunas partículas sub-atómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

5 La carga eléctrica La teoría atómica moderna afirma que toda materia está constituida, básicamente, por partículas: protones, electrones y neutrones. Los primeros poseen carga positiva (el tipo de carga con que se electrifica el vidrio), los segundos, carga negativa (el tipo de carga con que se electrifica la ebonita) y los neutrones carecen de carga eléctrica. Un cuerpo no electrizado posee el mismo número de electrones que de protones. Cuando se frotan dos cuerpos hay una transferencia de electrones de uno hacia otro y el cuerpo que presenta exceso de electrones queda cargado negativamente, mientras que el que los perdió presenta un exceso de protones provocando la existencia de carga eléctrica positiva.

6 La carga eléctrica Y a qué se le llama ESTATICA? Cargas eléctricas en reposo ELECTRIZACION Efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.

7 Formas de producir estática Por contacto: Se puede cargar un cuerpo neutro con sólo tocarlo con otro previamente cargado

8 Formas de producir estática Por separación entre 2 materiales: Al separar dos materiales eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones) que están pegados, ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa

9 Formas de producir estática Por frotamiento o fricción: Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa Si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda Si se frota un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño.

10 Formas de producir estática Por inducción electromagnética: Proceso de carga de un objeto sin contacto directo Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando se acerca un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y las del cuerpo neutro Como resultado de esta interacción, la distribución inicial se altera: el cuerpo electrizado provoca el desplazamiento de los electrones libres del cuerpo neutro

11 Formas de producir estática Por inducción electromagnética:

12 Formas de producir estática Por tanto, se genera estática: Al pasar una cinta transportadora o correa por una polea Al pasar una banda de papel o tela entre rodillos En el trasvase de líquidos no conductores a través de tuberías u otras conducciones Al caer el chorro de liquido libre Al ser un liquido pulverizado a traves del aire Cuando el aire u otros gases burbujean a través de otros líquidos Cuando líquidos inflamables y combustibles son mezclados, vertidos, bombeados, filtrados o agitados Cuando un gas lleva partículas sólidas o líquidas y está en movimiento

13 Formas de producir estática Al caminar sobre determinados suelos Con el roce de determinadas ropas con nuestra piel Al trabajar en un puesto de trabajo y movernos haciendo nuestras operaciones Al tomar una bolsa de plastico Al introducir algo dentro de una bolsa de plástico Al estar junto a una máquina, un movil, una radio, etc. Etc. globo

14 Voltajes típicos de electricidad estática Caminar sobre alfombra Caminar sobre un suelo vinilo Trabajar en una mesa o puesto v v v Embolsar v Se nota 1000 v Se oye 2000 v Se ve 3000 v

15 Voltajes típicos de electricidad estática

16 Descarga ESD

17 Tipos de materiales Conductores: Transfieren electrones entre átomos y tienen electrones libres. El efecto de la transferencia de electrones es la descarga eléctrica. Ejemplo: metales, carbón. Sudor humano, agua salada,

18 Tipos de materiales Disipativos: Debido a su resistividad la transferencia de electrones se realiza lentamente. Ejemplo: materiales especiales con aditivos conductores.

19 Tipos de materiales Aislantes: No transfieren electrones. No se descargan por sí solos. Ejemplo: vidrio, aire, plásticos, etc.

20 Efectos de las descargas ESD en la industria electrónica DAÑOS en Componentes electrónicos DAÑOS en tecnología CMOS DAÑOS en resistencias y condensadores

21 Tipos de daños SUAVES Se producen efectos transitorios que se solucionan mediante reset en un sistema con procesador Suponen el 90% del total CATASTROFICOS Perjudican al equipo electrónico

22 Daños catastróficos DAÑO DIRECTO 10% Destrucción del componente AVERIA

23 Daños catastróficos 90% DAÑO LATENTE Daño ligero; el componente pasa las pruebas pero habrá averías seguras en vida en servicio AVERIA en el CLIENTE

24 Daños causados por ESD

25 Daños causados por ESD

26 Reglas para protección ESD 1. PREVENCION Ser consciente de la existencia del problema Actuar en consecuencia 2. NEUTRALIZACION DE CARGAS Usar ionizadores

27 Reglas para protección ESD 3. AISLAMIENTO DE CARGAS Para evitar interacciones Sobre todo en transporte y almacenaje 4. CONEXIÓN A MASA Personas y puestos de trabajo

28 Reglas para protección ESD: Prevención Áreas de trabajo limpias y ordenadas Coger componentes por la parte de plástico o silicio No tocar los terminales metálicos Comprobar los dispositivos de conexión a masa No poner en contacto con ropa o cabello Nunca entrar en un área ESD sin tomar las precauciones necesarias

29 Reglas para protección ESD: Neutralización

30 Reglas para protección ESD: Aislamiento

31 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas VESTUARIO ADECUADO CALZADO ADECUADO PULSERAS ESD

32 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

33 Reglas para protección ESD: Aislamiento (personas)

34 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

35 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

36 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

37 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

38 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

39 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

40 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

41 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

42 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

43 Reglas para protección ESD: Conexión a masa de personas

44 Reglas para protección ESD: Pulsera

45 Reglas para protección ESD: Conexión a masa del puesto de trabajo Todas las conexiones a un punto común Colocación de tapetes sobremesa conectados a un punto común Estanterías, contenedores, sillas, herramientas, Productos de limpieza y accesorios adecuados

46 Reglas para protección ESD: Puesto de trabajo

47 Reglas para protección ESD: Puesto de trabajo

48 Reglas para protección ESD: Asistencia técnica

49 Reglas para protección ESD: Asistencia técnica

50 Reglas para protección ESD: Transporte y almacenamiento de material

51 Reglas para protección ESD: Transporte y almacenamiento de material

52 Símbolos ESD

53 Ejemplo de zona protegida contra ESD

54 El objetivo Billones de dólares son gastados cada año en intentar evitar averías ocasionadas por eventos ESD Millones de dólares en PCB s dañadas a causa de eventos ESD salen a flote en los mercados internacionales

55 El objetivo

56 Riesgo en otras industrias

57 Riesgo en otras industrias

58 Riesgo en otras industrias

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