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descargas electrostáticas

hewlett packard México

Junio 2002

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Conocer la electricidad electrostática en la vida diaria.

Objetivos

Mostrar los efectos de las descargas electrostáticas.

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agenda • Objetivo • Presentación del curso • Introducción • Ejemplos • Terminología • ¿ Qué es electrostática ? • ¿ Cómo puedo saber que existe ? • ¿ Qué causa estática ? • ¿ Qué causa las descargas electrostáticas ? • ¿ Qué puede provocar un evento de ESD en un dispositivo electrónico? • ¿ A quién afecta ? • ¿ Qué puedo hacer para evitar descargas electrostáticas Y daños ? • 10 pasos de autoverificación diaria © 2002

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introducción Algo realmente interesante le sucedió a una vieja tele modelo RCA 25” a color en la fiesta de cumpleaños, en la fiesta había 12 hermosos y coloridos globos de acabado metalizado y llenos de helio, el apartamento tiene una altura de aproximadamente 4.50 metros, y había un gran ventilador en el centro, el ventilador atrajo a uno de los globos y lo lanzó hacia la TV. Cuando el globo estaba a unos 15 cms del costado de madera de la TV, una gran chispa brincó del globo a la TV, la pantalla se tornó negra y el volumen subió al máximo.”

La TV había muerto. ¿Alguna teoría de porque y como ocurrió esto? Se genero una descarga de electricidad estática © 2002

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terminología triboelectricidad:

una carga de electricidad generada por fricción por inducción y característica de ciertos materiales.

electrones:

carga negativa del átomo.

ionización:

neutraliza las cargas.

estática:

cargas eléctricas estacionarias que se disipan cuando se provee trayectoria a tierra. o cuando se diferencias de potencial para que las cargas sean atraídas o repelidas.

una crean

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terminología conductor:

una sustancia o cuerpo que permite el paso de cargas eléctricas. materiales que permiten el libre movimiento de cargas. material que no detiene la carga estática, permite que fluya libremente una carga de electricidad generada por fricción por inducción y característica de ciertos materiales.

aislante:

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un material que es bajo ó nulo conductor de la electricidad. filename.ppt

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terminología disipativo:

un material que permite el paso de corriente lentamente.

resistencia:

es la fuerza que se opone al paso de los electrones en un material

conductor. ohm:

unidad de medida de la resistencia

blindaje:

es el material que protege de voltajes inducidos; drena cargas a tierra rápidamente, ejemplo jaula de Faraday

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definición: es la descarga súbita de electricidad estática almacenada en un material aislante. causa: electricidad creada frecuentemente por fricción o inducción, Algunas partes (chips, procesadores, memorias) pueden ser averiadas con voltajes de 15 – 50 volts. considerablemente menos de los que un humano puede detectar con sus cinco sentidos.

¿qué es electrostática?

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1. manufactura de componentes.

el daño estático puede ocurrir en cualquier lugar y en cualquier momento

2. procesos de empaque y materiales. 3. procesos de manejo de materiales. 4. operadores de producción.

5. visitantes. 6. ingenieros. 7. técnicos de procesos.

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esd & microchips ¡Hay caramba!!

daño al punto de que no trabaja, muerto

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daño latente, solo se daña una parte y sale funcionando de fabrica, pero en poco tiempo falla. averiado month ##, 2002

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¿cómo puedo saber que existe esd?

tormenta de rayos: ¿sabías que los relámpagos son un ejemplo de descargas electrostáticas a gran escala? shock:

recuerda que el cuerpo humano no siente nada hasta que el voltaje alcanza los 3,000 – 4,000 voltaje de estática.

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descarga estática – como trabaja

descarga

diferencia potencial entre tierra-nubes-ambiente © 2002

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¿qué causa la estática? las cargas estáticas son generadas por superficies que se separan, por inducción de un cuerpo cargado a otro que recibe esta inducción , sin ser tocado o por fricción siendo tocado. las cargas estáticas acumuladas en las superficies de conductores (cuerpo humano) o no conductores (aislantes, tejidos, textiles) no aterrizados. cargas estáticas “fijas”, no pueden moverse. No hay camino a tierra. triboelectricidad es la fricción o movimiento de materiales lo cual genera que las cargas de un signo permanezcan en una de las superficies, por ejemplo, zapatos friccionando contra el piso o el cepillado del cabello. © 2002

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¿qué causa la estática? la polaridad de las cargas de la estática no es importante, ambas cargas positivas y negativas pueden ser igualmente dañinas para las partes. elementos naturales madera, papel y algodón tienen una afinidad más fuerte con el agua, esta es conductiva y por consiguiente conduce mas cargas positivas. los materiales sintéticos por ejemplo silicón no absorbe agua por lo tanto es inductivo y genera cargas negativas.

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¿qué causa la estática? principales factores que afectan la generación:

tipo de material, mas aislante = mayor carga velocidad de separación, rápida = mayor carga fricción, mas fricción = mayor carga

humedad relativa,

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baja humedad = mayor carga

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¿qué causa la estática? principales factores que afectan la generación: cargas positivas

cargas negativas

•

manos humanas, piel, pelo.

•

papel, algodón, vidrio, aire

•

nylon, poliéster, lana, seda

•

aluminio, acero

•

madera, pvc (vinil)

•

polietileno

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•

silicón

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¿qué causa la estática? levantar una tarjeta de circuito impreso, el rozamiento de la ropa al caminar, sentarse y trabajar son ejemplos de actividades que al movernos pueden generar cargas eléctricas. un objeto levanta electrones adicionales que las separa de la superficie, y queda negativamente cargada . La superficie que a donado electrones debido a esto llega a estar positivamente cargado. ambas cargas - detectado por un medidor. sabias que…! elevar un brazo genera mas de 100 volts de carga, caminar genera entre 1,000 – 1,500 volts. tú puedes dañar partes sin darte cuenta. © 2002

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el factor humano

22,000 a 30,000 volts causado por un simple acto como caminar

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voltajes estáticos generados en las actividades comunes principales factores que afectan la generación: actividad

humedad

humedad

10-20 % 35,000 volts

65-90% 1,500 volts

12,000 volts

250 volts

6,000 volts

100 volts

cubiertas de de vinil para documentos

6,000 volts

600 volts

bolsas comunes de polietileno

20,000 volts

1,200 volts

silla con almohadilla

18,000 volts

1,500 volts

caminando sobre la alfombra caminando en piso de vinil trabajando en banco

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¿qué puede provocar un evento de esd a un dispositivo electrónico? un evento de esd causa un rápido movimiento de electrones dentro de un dispositivo y el calor generado por la chispa derretirá el material del área circundante o causa daño a las compuertas que forman el dispositivo electrónico. si la descarga es lo suficientemente grande el dispositivo será destruido, o sino es tan grande, entonces solamente degradará al dispositivo.

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¿qué puede provocar un evento de esd a un dispositivo electrónico? objeto cargado

cuándo un conductor aislado (chip) es colocado en un campo eléctrico , una separación de cargas ocurre

si el chip momentáneamente toca tierra, una transferencia de cargas ocurre. Esto es un evento de esd .

+

-

+

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+

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+

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ventaja de los conductores materiales conductivos remueven las cargas estáticas y los campos muy rápidamente.

es el único material que al formar contenedores protege a las partes dentro de él. el empaque protector de esd debe ser hecho de material conductivo.

desventaja de los conductores los materiales conductivos son tan bajos en resistencia, que los componentes pueden dañarse si se colocan sobre la superficie de un material conductivo.

si un componente o ensamble tiene una carga en cierta área y ésta toca la superficie conductiva , las cargas saltarán rápidamente y causarán daño a la parte. © 2002

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aislantes materiales aislantes: son aquellos que participan más en las cargas electrostáticas, ya que no permiten el libre flujo de los electrones sobre su superficie.

ejemplos: todos los plásticos . ventajas: ninguna para el control de esd.

desventajas: los aislantes crean cargas eléctricas que necesitan ser suprimidas. para controlar los materiales aislantes en ESD los costos serán mínimos comparados con los costos generados.

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materiales protectores de esd blindaje:

protege de voltajes inducidos; drena cargas a tierra rápidamente; elimina la acumulación de cargas.

conductivo: drena una carga a tierra rápidamente; elimina rápidamente la acumulación de cargas disipativo:

drena las cargas a tierra lentamente; blindaje mínimo; minimiza la acumulación de cargas

antiestático: minimiza la acumulación de cargas. © 2002

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símbolo de protección contra la estática, aplicable en estaciones de trabajo, empaques, equipos y herramientas, garantiza que cualquier parte sensible manipulada dentro de una estación libre de estática esta 100% segura contra la esd. © 2002

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body copy

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anuncios indicativos de susceptibilidad a la electrostática

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etiqueta militar

anuncios de electrostática no aprobados por hp descarga eléctrica

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a nuestros clientes y

a quién afecta

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a hp

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fallas electrónicas de ESD ocurren en el nivel del microcircuito, al nivel del componente, a nivel de la tarjeta y a nivel de equipo.

a quién afecta esd puede causar fallas catastróficas y defectos latentes que pueden convertirse en fallas reales en una fecha futura.

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las llamadas de servicio tienen costos de $200 a $2,000 por llamada.

economía nivel campo

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las tarjetas de reemplazo representan en inventarios un costo en el rango de miles para una pequeña compañía a millones para una empresa grande.

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• insatisfacción de los clientes • reparaciones costosas.

cómo afecta a nuestros productos

• perdidas en la operación. • 27% a 47% fallas debido a esd

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el ancho de las líneas en las tarjetas ha decrecido 1”

½”

¼”

1/8”

1/16”

1/32”

1955

1965

1975

1985

1995

2000

con 15 volts puedes dañar la pista © 2002

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prevenir lo más simple!

que puedo hacer para evitar descargas electrostáticas y daños

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Entrenar a cada uno: directores, gerentes, supervisores, ensambladores, empaque / entrega, compradores diseñadores, probadores, técnicos, control de calidad, personal de servicio en campo, y llevar a cabo las auditorias mensuales y anuales, así como el control de bitácoras de tratamiento antiestático y mediciones semanales. month ##, 2002

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materiales protectores batas, taloneras y pulseras

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reglas y técnicas simples 1. aterrizar cada cuerpo humano o máquina que está en o o cerca de partes sensibles a esd. 2. trabajar con partes sensibles a esd únicamente en estaciones aprobadas libres de esd, en una superficie de trabajo disipativa aterrizada. 3. cuándo en el banco de trabajo no se manejen directamente las partes sensibles a la estática, o durante su transportación, o almacenaje, empáquelos en una bolsa conductiva aprobada, y protéjalos con embalaje antiestático. © 2002

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reglas y técnicas simples 4. posicionar apropiadamente los ionizadores dentro o sobre las estaciones de trabajo donde existen problemas conocidos de generación de estática, tales como cuando no existen conductores no aterrizables o materiales aislantes que son requeridos para el proceso de producción. 5. los generadores de carga estática deben estar alejados de las estaciones libres de estática por lo menos 30 cms.

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reglas y técnicas simples 6. finalmente, después de que cada uno es entrenado, se deben instalar los productos correctos para la prevención incluyendo pulseras, taloneras, superficies de trabajo disipativas, ionizadores, y mantener todas las partes sensibles a la esd dentro de empaques contenedores certificados. 7. Reentrenar y auditar el sistema de prevención de esd. 8. Re-certificación de cada persona cada año.

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10 pasos de autoverificación diaria 1. verifica visualmente tu área de trabajo para asegurarte que este libre de superficies de trabajo o herramientas que generen estática. 2. verifica que el cableado de tierra de tu estación de trabajo esté correctamente conectado y en buen estado. 3. Si usas ionizador correctamente.

de

aire,

actívalo

y

ajústalo

4. aleja de tu área de trabajo generadores de estática, tales como bolsas de plástico, cajas, esponjas, cintas o artículos personales, a una distancia de por lo menos 30 cms de los artículos sensibles a la esd.

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10 pasos de autoverificación diaria 5. Verifica que todas las partes, ensambles o productos estén en contenedores conductivos, debidamente cerrados, sin que algo se asome o sobresalga. 6. Asegúrate de que no haya generadores de estática dentro de los contenedores de artículos sensibles a la ESD. 7. Asegúrate que todos los contenedores conductivos tengan una etiqueta de aviso de estática aprobada.

8. Asegúrate que todos los limpiadores, solventes, recubrimientos y rociadores que usas en tu estación de trabajo sean autorizados por tu coordinador de esd.

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10 pasos de autoverificación diaria 9. No permitas que alguien que no esté autorizado se acerque a menos de 30 cms de tu área libre de estática. Pídeles que se pongan una bata, talonera o muñequera antes de acercarse o tocar algo. 10. Ponte tu bata, muñequera y/o talonera que requiere tu trabajo. Prueba tu muñequera y talonera diariamente.

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Ahora estás listo para hacer tu exámen ve a: http://learn.external.hp.com/y certificacíón de ESD

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realiza

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tu

exámen

de

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