1. ¿Qué es la Descarga Electroestática ESD?
La descarga electroestática o estática ESD, es la acumulación de cargas en la superficie de materiales dieléctricos (que no son conductivos, no metales). Cuando estos se cargan suficiente y entran en contacto, ocurre una descarga, o lo que se conoce como Descarga Electrostática (ESD), que es la transferencia de esa carga estática de un objeto a otro, en un intervalo de tiempo muy corto.
Esta descarga puede ocurrir por la cercanía de objetos cargados (inducción) o por la frotación de un objeto en otro (efecto triboeléctrico). También puede haber fugas eléctricas o fallas en aparatos, equipos, maquinas eléctricas, por sobrecarga eléctrica (EOS) debido a un exceso o daño de voltaje, corriente, energía o temperatura. La descarga electroestática ESD Puede ocurrir en actividades humanas como caminar, sentarse y levantarse de una silla, mover objetos, trabajar, en una oficina o en una fábrica. Dependiendo del nivel de humedad puede implicar desde 6000 hasta 35.000 Voltios, en un tiempo tan corto como 10 nano hasta 150 nano segundos.
2. Importancia de la ESD
Las máquinas, aparatos, equipos de producción, herramientas, equipos de cómputo, los componentes eléctricos, electrónicos y ensambles sensibles a descargas electrostáticas (ESDS) se pueden dañar por estas sobrecargas de energía eléctrica. El daño puede ser inmediato o latente, es decir que el daño se puede detectar inmediatamente en la inspección de calidad antes de entregar al cliente, pero en otros casos no se puede detectar y se presentara en una falla gradual o definitiva con el tiempo.
Las empresas pueden sufrir daños de componentes sensibles, equipos, maquinaria, perdidas de materiales, desperdicio, baja calidad en productos, daños visibles o ocultos, devoluciones, garantías, accidentes y afectación a personas, costos de reparación, daños a embalajes, garantías, o incluso explosiones o combustión dependiendo del ambiente inflamable o explosivo, derrames.
Las personas pueden sufrir desde pequeños toques o impactos de energía electroestática, que dependiendo de la intensidad, puede causar estrés, aumentar el cansancio y disminuir su productividad y concentración, hasta afectar su sistema nervioso, incluso problemas de salud, o peor aún si se presentan marcapasos, o incluso lipoatrofia semicircular. En ciertas industrias pueden causar explosiones o incendios. En fábricas se pueden presentar daños a productos, equipos, herramientas e instrumentos los cuales pueden causar grandes pérdidas financieras.
3. Industrias o empresas afectadas por la Descarga Electroestática ESD
No hay industria que esté exenta de ESD. La gran mayoría de las actividades humanas de oficina, y las que se desarrollan en industrias, manufacturas, empresas, son fuentes de ESD, incluyendo el uso de vestimenta, calzado, empaques, y embalajes, todo tipo de máquinas, accesorios, herramientas y equipos:
§Industria electrónica: En empresa de manufactura electrónica, se pueden presentar en cada uno de los procesos de las líneas de ensamble manual, o automatizado: recepción, almacenamiento de componentes sensibles (ESDS), alistamiento, colocación pick and place automatizado, montaje manual, ensamble final, reparación, inspección, etiquetado, empaque y embalaje.
Para diseñadores de PCB, hardware, aparatos, equipos o productos electrónicos, es importante tener en cuenta los dispositivos para protección ESD dentro de la tarjeta electrónica, para la certificación de productos con la norma IEC 6100-4-2, los ensayos de inmunidad antes descargas ESD.
Este tipo de ensayos se realiza según la norma NOM/IEC 6100-4-2 o equivalente, mediante la inyección de descargas ESD al equipo bajo prueba (EBP), por medio de una pistola o generados ESD, con el montaje apropiado, en diferentes niveles de voltaje, tanto al contacto como al aire.
§Industria automotriz, aviación, aeroespacial, telecomunicaciones, datacenters: que procesen equipos o tarjetas electrónicas, equipos o instrumentos sensibles a ESD, con arneses o cables, o que pueden presentar daños o fallas, tanto latentes como definitivas.
§Ambientes que presenten atmosferas explosivas (ATEX): Empresas que manipulen líquidos o elementos inflamables, que pueden generar cargas o electricidad estática en procesos de transporte, descarga, envasado, procesamiento, empaque, embalaje, y que se pueden presentar chispas, igniciones o explosiones.
§ Industria médica, farmacéutica, entre otras: en que se cuente con cuartos o salas limpias, que manipulen sustancias, químicos o máquinas sensibles a descargas ESD. Estos pueden requerir un área EPA (Electroestatic protected área) o área protegida ESD.
§Industrias de plásticos, rotativas: Maquinaria de procesamiento que utilice empaques plásticos, con bandas transportadoras o equipos movil.
§Oficinas: se pueden presentar desde molestias, estrés, casos de sensibilidad de personas, lo que afecta su comodidad y eficiencia, hasta problemas del sistema nervioso
4. Las Normas para la Descarga Electroestática ESD
Las normas y estándares más usados en ESD son los requisitos de ANSI/ESD S20.20, también la IEC-61340-5-1, IEC 61340-5-2, IEC 61340-5-3, MIL-STD-1686 y otros documentos. Otras normas relacionadas ANSI/ESD ayudan en la implementación de procesos, la formación y procesos de auditoria ESD, la verificación de cumplimiento de equipos y materiales de protección ESD, el mantenimiento y evaluación de proveedores para controlar los parámetros, materiales, equipos y procedimientos de prueba para un sistema de puesta a tierra de control de ESD y cuidados en el mantenimiento de equipos y maquinas.
La norma en ANSI/ESD S20.20-2021 es un estándar internacional creado por el ANSI (American National Standards Institute) y la ESDA (ESD Association) para facilitar la implementación de un programa de control, mantenimiento y evaluación de ESD, en ambientes industriales, fabricas, laboratorios, para que las empresas puedan proteger sus productos, pero también equipos, dispositivos, aparatos eléctricos y electrónicos, para evitar pérdidas, daños por ESD, ahorrar costos, en todas las actividades de su procesos de producción (recepción, almacenamiento, transporte, procesamiento, ensamble, inspección, pruebas, instalación, etiquetado, empaque y embalaje).
La ESD S20.20 se puede usar en diversos entornos industriales, manufactura de productos electrónicos, automotriz, aeroespacial, farmacéutica, química, alimentos. Ayuda a conservar la calidad y tiempo de vida de los productos y equipos en la manufactura, evitando garantías y devoluciones.
5. Certificación en ANSI/ESD 20.20
El curso y certificación en ANSI/ESD S20.20, permite a los interesados, entender las causas que producen eventos electroestáticos y mitigar sus efectos, cuando se manipulan, almacenan y transportan componentes sensibles ESD en una instalación de manufactura. También comprender los aspectos necesarios para la implementación de un plan de evaluación y control de ESD/EOS, y el entendimiento de los materiales aptos para implementar una EPA (ESD Protected Area).
Curso 50% teórico y 50% práctico. En español. 2 días.
Niveles: • Entrenador Experto en EPA, incluye certificado, kit digital de entrenamiento y manual 20.20 en copia dura y guía en idioma español.
• Técnico Experto en EPA, incluye certificado, kit digital de entrenamiento y manual 20.20 en copia dura y guía en idioma español.
Contenidos del curso:
- ¿Qué es ANSI/ESD S20.20-2021?
- Clasificación.
- Modelo HBM, CDM, MM.
- Operaciones de pie y sentado.
- Área protegida EPA.
- Monitoreo continuo.
- Embalaje protector ESD.
- Requisitos de conexión a tierra.
- Manipulación del personal.
- Área protegida EPA.
- Embalaje protector ESD.
- Equipos de protección ESD Calificado.
- Marcado.
- Prevención o mitigación de ESD.
- Bolsas ESD, embalaje protector ESD.
- Herramientas y equipos.
- Verificación periódica de equipos (pruebas).
- Auditorias de cumplimiento.
La vigencia es de 2 años, por lo que debe ser renovado.
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Puedes leer
- Criterios de aceptación o rechazo IPC.
- Aceptación de Ensamble SMT o SMD.
- Aceptación de soldadura THT o inserción.
- Evaluación de cables y arneses con la IPC 620
- Diferencias entre la IPC 620 vs la IPC 610
- Aceptación de PCB o circuitos impresos con la IPC 600.
Bibliografía:
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