Conceitos Básicos de Descarga Eletrostática (ESD)

Usualmente temos visto na natureza descargas elétricas na forma de raios, ou quando estamos potencialmente carregados de eletricidade estática, ocorrer uma descarga ao tocarmos em alguma parte metálica . Estas cargas elétricas podem desencadear danos desastrosos nos componentes eletrônicos que serão manipulados no dia a dia . Com certeza seu efeito será extremamente custoso , e dificilmente detectado.

Definição

Eletricidade Estática é uma carga elétrica em descanso, que geralmente é criada através da fricção e separação. A fricção causa calor que aquece as moléculas dos materiais, quando dois materiais são separados, os elétrons são transferidos de um material para o outro .

Como os elétrons transferidos, a ausência ou excesso dos mesmos cria um campo elétrico conhecido como eletricidade estática. A separação simples de dois materiais, como o desenrolar de uma fita adesiva , pode gerar esta transferência de elétrons entre os materiais, criando campos elétricos estáticos.

A quantidade de eletricidade estática gerada irá depender da submissão dos materiais a fricção ou separação, bem como o valor da umidade relativa do ar no ambiente. Plásticos Comuns geralmente são grandes criadores de carga estática em condições de baixa umidade , tal como as que, são ocasionadas quando ar é esquentado durante o inverno, o que irá promover a geração de cargas elétricas estáticas potencialmente altas.

Materiais que facilmente transferem elétrons (ou carga) entre átomos são chamados condutores e são ditos ser "livre" de elétrons. Alguns exemplos de condutores são ,os metais bem como o carbono presente no corpo humano . Materiais que não fazem facilmente a transferência de elétrons são chamados isoladores. Alguns isoladores são os plásticos comuns, vidro e ar. Ambos condutores e isoladores podem tornar-se "Carregados" com eletricidade estática. Quando um condutor é carregado, os elétrons livres cria a capacidade de descarregar esta eletricidade, isto irá acontecer quando houver um encontro com outro material condutor de potencial diferente.

Tipos de Voltagens Eletrostáticas

Varias atividades comuns desempenhadas diariamente pode gerar cargas no corpo humano ,que serão potencialmente nocivas para os componentes.

Algumas destas atividades incluem:

" Caminhar sobre um carpete, 1.500 a 35.000 volts

" Caminhar sobre um piso de Vinil sem tratamento, 250 a 12.000 volts

" Sentar em um cadeira com estofamento em Vinil, 700 a 6.000 volts

" Utilizar um envelope em Plástico Comum , 600 a 7.000 volts

" Atritar um plástico comum em uma cadeira com estofamento em vinil 1.200 a 20.000 volts

Efeitos Dispendiosos de ESD

Quando sentimos um choque de eletricidade estática, estaremos experimentando uma descarga de no mínimo 3.000 volts .

Este "Choque" conhecido como Descarga Eletrostática ou ESD será responsável por danificar vários componentes eletrônicos que , provavelmente será detectado e rejeitado em testes no controle da qualidade.

Enquanto é possível sentir uma descarga eletrostática de 3.000 volts, cargas menores estarão abaixo da sensibilidade humana. Usualmente pequenas cargas podem e danificam dispositivos semicondutores, estes componentes de Alta tecnologia utilizados hoje podem ser prejudicados por cargas menores que 100 volts. Alguns destes componentes sofisticados irão ser atingidos por cargas baixas como 10 volts. É necessário estar atento aos danos provocados por ESD no trabalho diário.

Com o avanço da tecnologia , componentes eletrônicos tendem a tornar-se cada vez menores . Com o tamanho reduzido dos componentes , o espaçamento entre isoladores e circuitos internos é microscópico, o que aumenta a sensibilidade ao ESD. Como é possível antever, a necessidade de proteção ao ESD aumenta com o avanço da tecnologia.

Prejuízo do ESD

O prejuízo de ESD para componentes podem tomar a forma de falhas passivas ou falhas catastróficas.

" Falhas Passivas - resulta na chegada do produto ao mercado.

" Falhas Catastrófica - ocorrem em duas formas, Direcional ou Ocultas.

Falhas catastrófica Direcional ocorre quando um componente é danificado ao ponto de não poder mais desempenhar a sua função. Este tipo de falha causado por ESD é facilmente detectado na fase de testes.

Falhas Ocultas ocorrem quando o ESD estressa o componente ao ponto que o mesmo ainda funcionará durante a fase de testes, porém em tempo indeterminado , causará queda na performance do sistema, e futuramente falha completa. Geralmente as falhas Ocultas ocorrem depois da inspeção final na empresa ou em poder do cliente, o custo de reparo é extremamente dispendioso. Este tipo de dano causado por ESD, poderá afetar severamente a reputação da empresa.

Uma falha Passiva ocorrerá quando a descarga eletrostática não é potencialmente alta para causar uma falha total no componente, mas suficiente para causar falhas e danos ao sistema, ocasionando panes,respostas indevidas dos softwares,armazenamento incorreto de informações, entre outros fatores, que geralmente ocorre com o produto no mercado.

Pensando no ESD como uma Contaminação

Este tipo de dano causado por eventos de difícil detecção , pode ser melhor compreendido se, compararmos os efeitos provocados por ESD a uma contaminação no corpo humano ocasionada por um vírus ou bactéria. Embora os vírus e as bactérias são invisíveis ao olho humano , eles podem, e causam grandes prejuízos a saúde ou até mesmo a morte, antes mesmo de ser descoberta a sua presença. A melhor defesa contra esta ameaça invisível é a prevenção e a esterilização.

Atualmente no mercado globalizado e extremamente competitivo, onde o lucro gerado nas empresas dependerá dos esforços contínuos de seus colaboradores, na busca da melhor qualidade e idoneidade de seus produtos, devemos utilizar de todos os meios e instrumentos disponíveis na prevenção dos danos causados pelo ESD.