Las descargas electrostáticas: la enfermedad silenciosa de los dispositivos electrónicos

Por: Andrés Buitrago, Líder del área de aseguramiento de la calidad

Estamos seguros que alguna vez sentiste un corrientazo cuando entraste en contacto con alguna persona u objeto, esa sensación de “acalambrar” o ese chispazo que te lleva a decir: “Wow, estás cargado”.

La verdad es que esto fue una descarga electrostática, un fenómeno que puede generar graves daños y al que nos vemos enfrentados a diario en el diseño, desarrollo y manufactura de dispositivos electrónicos. Por tal razón, es importante tener claridad sobre este particular evento físico.

Solo con este conocimiento, podremos entender en qué consiste para aprender a tomar las correctas alternativas que nos permitan prepararnos bien, mitigando y previniendo los posibles daños que puedan presentarse en la electrónica que producimos.

¿Cómo se genera la electricidad estática?

Todos los objetos están conformados por átomos que a su vez están compuestos por protones con carga positiva (+), por electrones de carga negativa (-) y por los neutrones que no poseen carga.

Los átomos de un objeto en su estado habitual son eléctricamente neutros, debido a que poseen el mismo número de protones y electrones. En este contexto, la electricidad estática se genera cuando algunos materiales entran en contacto (fricción) unos con otros.

Este evento ocasiona que se desprenden los electrones de la superficie de un material y se acomoden en la superficie del otro, es importante recordar, que la electricidad estática no se crea o se genera; su aparición se debe a una distribución desigual y temporal de electrones.

De esta forma, la carga electrostática no nace de la fricción de dos materiales, sino de la separación de dos superficies en contacto, este fenómeno físico es conocido como fenómeno triboeléctrico y obedece al momento en que alejamos y unimos dos elementos cargados eléctricamente. Cuando separamos dos superficies anteriormente unidas, se provoca un desequilibrio en la distribución de cargas que origina un campo electrostático.

Nuestro cuerpo es ejemplo de un buen conductor, poseemos las características suficientes para ser capaces de cargarnos de electricidad estática ante eventuales situaciones cotidianas. La mayoría de las veces, ni siquiera nos enteramos; pero constantemente ganamos o perdemos electrones y cuando acumulamos demasiada energía, llega el momento de descargarla.

Es entonces, cuando se producen los conocidos “calambrazos” que todos sentimos alguna vez y estos son una corriente de cargas negativas, migrando a un lugar con cargas positivas para restablecer el equilibrio, que es la ausencia de carga eléctrica.

¿De dónde vienen las descargas electrostáticas?

La electricidad estática es uno de los factores que más inciden en la generación de las descargas electrostáticas (ESD) que afectan los dispositivos electrónicos. Se representan por medio de un flujo repentino de una gran magnitud de electricidad (Voltios o Amperios), que pasa entre dos cuerpos cargados eléctricamente en el preciso momento donde hay contacto entre ellos.

Algo interesante de lo que debemos tener gran cuidado, es que muchas de estas descargas son completamente invisibles y no son perceptibles por los seres humanos, pero tienen la capacidad de dañar nuestros componentes electrónicos durante el proceso de fabricación, empaque, almacenaje o instalación.

¿Cómo afectan las ESD mí electrónica?

Al entrar en contacto con un componente, con carga opuesta a la nuestra, genera que se transmita cierto nivel de voltaje y amperaje a ese componente electrónico; los cuales son fabricados con ciertas tolerancias para trabajar y soportar algunos valores de carga.

Sin embargo, si le transmitimos una carga superior de la que fueron diseñados para soportar, es donde se producen los daños en estas piezas y las tarjetas electrónicas. Hoy en día, casi todos los componentes microelectrónicos son propensos a estropearse por estas descargas electrostáticas ESD, a pesar que algunos son más delicados y propensos a sufrir daños.

La regla fundamental para el cuidado de los dispositivos electrónicos, es tratar cualquier dispositivo semiconductor con mucho cuidado y siempre evitar situaciones donde las cargas ESD puedan entrar en contacto con el dispositivo, alguno de los reconocidos por ser más propensos a dañarse por este fenómeno son aquellos fabricados bajo la lógica CMOS, lógica TTL, Microprocesadores MLSI y entre otros.

¿Cómo prevenir los daños por las descargas electrostáticas?

La electricidad estática es un factor inevitable al ser un fenómeno físico y por lo tanto, son cambios que se presentan en la materia sin alterar su constitución; es decir, que no forman nuevas sustancias y no pierden sus propiedades, solamente cambian de forma o de estado de agregación.

Pero si podemos mitigar sus efectos, para lograr prevenir daños en nuestros dispositivos electrónicos con algunas medidas de prevención ante las ESD, las cuales son:

  • Proteger sus diseños con la amplia gama de supresores de voltaje transitorio (TVS) que existe en el mercado.
  • Realizar un control de humedad, si la humedad relativa del aire es superior al 50%, se reduce significativamente las cargas electrostáticas, recuerda que las plantas pueden ayudar a que exista más humedad en el ambiente.
  • Uso de cremas hidratantes para evitar la sequedad de la piel, porque al estar hidratada será más difícil acumular electricidad estática.
  • Procurar NO manipular los dispositivos electrónicos directamente sin ningún tipo de protección ESD.
  • Puesta a tierra electrostática y conexión equipotencial de todas las superficies conductoras.
  • Uso de elementos de protección ESD.
  • Inclusión y capacitación del personal técnico, donde debemos evitar el uso de ropa con telas sintéticas como poliéster o nailon; ya que favorecen la acumulación de electricidad estática en el cuerpo. En la medida de lo posible, es aconsejable el uso de tejidos naturales, como el algodón, el lino o la seda.
En Colcircuitos gracias a nuestra experiencia, nos aseguramos de cuidar cada detalle en nuestros procesos de manufactura electrónica, para garantizar la más alta calidad a nuestros clientes.

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