Como manipular componentes sensíveis à eletrostática?

Orientações para a Manipulação de ESD - 

"Componentes Sensíveis à Eletrostática"

 - adaptado por Russian - 

Cargas acumuladas em objetos e pessoas

Os seres humanos estão o tempo todo sujeitos a tensões elétricas. Nossa pele pode acumular e dissipar uma certa quantidade de cargas elétricas, sem mesmo que percebamos. Essas cargas são chamadas de "eletrostáticas" porque são cargas elétricas que permanecem "estáticas", ou seja, fixas localmente. Entretanto, estas cargas existem e estão presentes! Desta forma, os componentes eletrônicos também serão submetidos à tensão eletrostática criada por essas cargas, as quais nem são sentidas pelos seres humanos.

Qualquer objeto, mesmo sem conexão condutora, pode ser carregado eletrostaticamente devido ao potencial elétrico do ambiente ao seu redor. Assim, tensões de 15.000 V podem se acumular numa pequena área, onde mesmo tensões comparativamente menores (por exemplo até 100 V) não seriam relevantes.

Exemplos de cargas acumulada:

• Capas Plásticas... até 5000 V
• Copos plásticos... até 5000 V
• Livros e cadernos plastificados... até 8000 V
• Estação de dessoldagem com partes de plástico... até 8000 V
• Caminhar sobre piso derivado de plástico... até 12000 V
• Sentar em uma cadeira acolchoada... até 15000 V
• Caminhar sobre um tapete (sintético)... até 15000 V

Percepção das descargas eletrostáticas

Uma descarga eletrostática é percebida como:

• choque a aproximadamente 3500 V;
• sonora próximo a 4500 V;
• descarga visível em torno de 5000 V. 

Grande parte desta energia é capaz de destruir ou danificar aparelhos eletrônicos.

Dispositivos ESD... o que significa ESD?

Qualquer dispositivo eletrônico (equipamento, aparelho, módulo, placa de circuitos ou circuito integrado) possui uma enorme densidade de componentes eletrônicos. 

Devido às pequenas dimensões, estes elementos são muito sensíveis à sobretensão e, portanto, à qualquer descarga elétrica. Tais elementos são chamados comumente de "Dispositivos Sensíveis à Eletrostática" e são referidos pelo sigla ESD (abreviação do termo inglês "Electrostatic Senstive Devices"). 

Tais dispositivos recebem uma indicação com o seguinte símbolo:

Símbolo de ESD: Material Sensível à Eletrostática 

Norma ANSI/ESD S20.20 - Imagem: Wikipedia Commons

Cuidados a serem tomados

Ao se tocar em um componente, ou módulo, sem que se tenha previamente descarregado essas cargas elétricas, a sobretensão se descarrega no dispositivo. Isto acarreta em danos que nem sempre são imediatamente visíveis ou que resultem em danos totais, mas causam falhas após um período de operação do dispositivo.

Medidas gerais de proteção contra danos descarga eletrostática

Observe com cuidado e aplique as medidas de proteção descritos a seguir para proteger e prolongar a vida dos módulos e componentes.

• Mantenha plásticos longe de dispositivos sensíveis. A maioria dos materiais de plástico têm uma tendência a acumular cargas eletrostáticas facilmente.
• Certifique-se de que o pessoal, superfícies e embalagens de trabalho são suficientemente aterradas ao manipular dispositivos sensíveis à eletrostática.
• Se possível, evite qualquer contato direto com dispositivos sensíveis à eletrostática. 
• Segure módulos sem tocar nos pinos dos componentes ou dos condutores impressos na placa de circuitos. Desta forma, a energia descarregada não afeta aos dispositivos sensíveis. 

Utilize uma área preparada e material específicos para ESD. Estes materiais são definidos pela "ESD Standards Association" e possuem o símbolo mostrado na figura a seguir: 

Símbolo de EPA: "Área Adequada a ESD" (em inglês "ESD Protected Area")

Norma ANSI/ESD S20.20 - Imagem: Wikipedia Commons

Dentre as especificações para ESD, encontra-se que as isolações devem ter entre 100 kΩ até 100GΩ.

Precauções adicionais para módulos sem proteção (sem tampa ou gabinete).

Observe que as seguintes medidas precisam ser aplicadas para evitar o contato acidental de módulos que estiverem desprotegidos:

• Dispositivos eletrostaticamente sensíveis somente podem ser manipulados se: 
• Utilizar-se uma pulseira cumprindo com as especificações para ESD;
• Utilizar-se calçado ESD ou pulseiras de aterramento especial ao caminhar sobre um piso ESD.

• As pessoas que trabalham com dispositivos eletrônicos devem antes descarregarem-se tocando em partes metálicas ligadas à terra (por exemplo, peças de metal do armário elétrico, tubos de água, etc.).

• Evite que os módulos entrem em contato com materiais acumuladores de carga ou altamente isolantes, como folhas de plástico, tampos de mesa isolantes ou roupas feitas de fibras plásticas.

• Coloque dispositivos sensíveis à eletrostática apenas sobre superfícies condutoras:
• Mesas com a superfície ESD;
• Condutores de espuma de plástico ESD (espuma geralmente de cor preta);
• Sacos ESD;

• Evite o contato direto dos dispositivos sensíveis à eletrostática com módulos visuais, como monitores ou televisores. Mantenha uma distância mínima da tela maior que 10 cm.

A figura a seguir ilustra outras precauções ao se manipular dispositivos ESD:

ESD Protected Area - EPA - a: Piso de material condutivo aterrado; b. Mesa com superfície condutora aterrada; c. Calçado ESD; d: Jaleco ESD; e: Pulseira antiestática aterrada; 

f: Armário de distribuição aterrado; g: Cadeira aterrada.

Fazendo medições e trabalhando em módulos ESD

Medições em dispositivos sensíveis à eletrostática podem ser realizadas somente se o equipamento a ser medido for aterrado (por exemplo, através de condutor de proteção) e se a ponta da ferramenta de medição for isolada for previamente descarregada (por exemplo, tocando-a brevemente em alguma peça metálicas aterrada).

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Para saber mais:

ANSI/ESD S20.20

Electrostatic Sensitive Devices

Ground (electricity)