Los fabricantes de productos electrónicos conocen la importancia de la protección electrostática en sus procesos de fabricación, por lo que saben que no deben tener en sus zonas de trabajo elementos que puedan poner en riesgo sus componentes o dispositivos electrónicos.
Es habitual que las empresas subcontraten los servicios de montaje a compañías especializadas y que a menudo no tengan claro qué tipo de empaquetado es el más adecuado cuando se trata de componentes sensibles a las ESD. También ocurre que en la producción electrónica existen partes o piezas del producto que no tienen ninguna exigencia desde el punto de vista electrostático pero que conviven con los circuitos electrónicos durante el proceso de fabricación.
En este artículo vamos a aprender a diferenciar e identificar los materiales apropiados para cada tipo de embalaje ESD, ya sea para transporta dentro o fuera de una zona EPA, según la norma establecida.
Normativa
La primera pregunta que nos debemos realizar es ¿existe alguna norma que regule como debemos manipular, empaquetar, embalar o transportar los dispositivos electrónicos sensibles a la electricidad estática?
La respuesta la podemos encontrar en la norma internacional UNE–EN 61340-5-3 que regula la protección de los dispositivos electrónicos contra los fenómenos electrostáticos y clasifica las propiedades y exigencias relativas al embalaje destinado a los dispositivos sensibles a las descargas electrostáticas.
Esta norma clarifica cualquier tipo de duda sobre el embalaje ESD y sus propiedades de protección durante todas las fases de producción, transporte y almacenaje, así como los métodos de referencia para evaluar el embalaje, los materiales empleados y sus propiedades. Otro tipo de protección como interferencias electromagnéticas (EMI), interferencias de frecuencia de radio (RFI), pulsos electromagnéticos (EMP) o protección de materiales volátiles no están incluidos en esta norma.
Señalización
Todo material de embalaje ESD debe ir señalizado con los símbolos incluidos en la norma y de acuerdo con el contrato de compra del cliente (dibujos, documentación, etc.)
Tipos de embalaje ESD
Como principio general tenemos que diferenciar los requisitos del material con el que embalar o transportar los dispositivos sensibles a ESD dentro y fuera de una zona EPA. Si quieres saber más acerca de las zonas EPA y como configurarlas, puedes echarle un vistazo a este artículo.
Para ello, primero debemos conocer cómo se clasifican los materiales de protección ESD respecto a sus propiedades:
- Propiedades de resistencia:
- Conductivos
- Disipativos
- Propiedades de apantallamiento:
- Descargas electrostáticas.
- Campos electrostáticos.
Muchos de los materiales estándar de empaquetado, como el cartón, son aislantes y por lo tanto retienen las cargas. Que los materiales de empaquetado sean menos aislantes proporciona una vía para que la carga se disipe entre el componente y el material con un potencial eléctrico inferior.
Para ello se utilizan diversos rangos de resistencias según diferentes propósitos y el embalaje debe ser clasificado por estos rangos y su construcción.
- Los materiales aislantes tienen una resistencia superficial y de volumen de ≥ 1 x 10^11 Ω
- Los materiales disipativos deben tener una resistencia superficial y de volumen entre ≥ 1 x 10^4 Ω y < 1 x 10^11 Ω
- Deben ser materiales con una superficie conductiva, volumen conductivo o ambos.
- La resistencia en ambos casos debe ser < 1 x 10^4 Ω
- Dentro de la clasificación de materiales conductivos, los materiales de apantallamiento electrostático tendrán una capa homogénea con una resistencia superficial y de volumen < 1 x 10^3 Ω
Cuando nos referimos al apantallamiento debemos diferenciar entre apantallamiento a las descargas electrostáticas y apantallamiento de campos electrostáticos.
En el primer caso, el embalaje de protección apantallado es capaz de atenuar una descarga electrostática. Esto se consigue cuando dentro de un empaquetado apantallado existe un valor inferior a 50 nJ (Nano-Julio) cuando se prueba según la norma o método equivalente.
En el caso de apantallamiento de campos electrostáticos el embalaje debe ser capaz de atenuar un campo electrostático. Los materiales clasificados para el apantallamiento de campos deben permitir el flujo de corriente a través de su volumen.
Dentro de una zona EPA
Al tratarse de una zona controlada dónde no se pueden generar cargas superiores a 100 V., el empaquetado y embalaje dentro de la zona EPA que entre en contacto, ya sea íntimo o por proximidad, con el dispositivo sensible debe estar fabricado con materiales disipativos o conductivos. Un ejemplo son las bolsas disipativas rosas.
Cuando exista una preocupación por los daños producidos por el modelo de dispositivo cargado (CDM) se recomienda para el empaquetado íntimo el uso de materiales disipativos. Si se utilizan materiales de apantallamiento o blindaje de campos electrostáticos para proporcionar una protección de descarga se debe utilizar un material que proporcione una barrera al flujo de corriente en combinación con los materiales de apantallamiento electrostático.
Bolsas disipativas KS-PB
Bolsas apantalladas KS-MB
Bolsas apantalladas antihumedad KS-MOI
Fuera de la zona EPA
El transporte de los componentes o dispositivos sensibles fuera de la EPA deben cumplir con las siguientes premisas:
- El material que entre en contacto íntimo con el ESD debe ser disipativo o conductivo.
- Debe existir una estructura que permita el apantallamiento a las descargas electrostáticas.
Para asegurar la protección de los componentes electrónicos sensibles a la electricidad estática debemos apantallar en el embalaje íntimo o en el secundario.
Un error habitual en la industria electrónica es utilizar como embalaje bolsas disipativas (también llamadas «antiestáticas») pero sin utilizar apantallamiento en el embalaje secundario, lo cual no cumple con los requerimientos de protección ESD especificados en la norma. Estas bolsas se pueden utilizar dentro de una zona EPA, pero si las queremos utilizar para el transporte fuera de la zona EPA debemos introducirlas en una caja conductiva de plástico o cartón con tapa para asegurar el apantallamiento a las cargas y campos electrostáticos que se producen fuera de la EPA.
En el caso que apantallemos en el embalaje secundario, el embalaje íntimo debe ser de baja generación de cargas (disipativo) o conductor pero nunca aislante.
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