Que es ESD?                            

 

 

La acumulación de cargas estáticas sobre una superficie aislante y que permanecen en reposo es lo que llamamos electricidad estática. Estas cargas, dadas condiciones particulares del medio ambiente y el tipo de material de la superficie pueden descargarse destructivamente sobre los objetos en su proximidad liberando así una cantidad de energía descontrolada, este fenómeno es llamado ESD (ElectroStatic Discharge) y es precisamente lo que queremos evitar. El fenómeno de acumulación de cargas estáticas no puede ser eliminado ya que forma parte de las leyes ineludibles e intrínsicas de los materiales mismos, sin embargo el proceso generador de cargas puede disminuirse y el fenómeno de descarga or ESD puede evitarse or controlarse.

 

Uno de los mecanismos comunes de generación de cargas estáticas es la fricción entre las superficies de cuerpos, se produce gran cantidad de calor lo que hace que los átomos en proximidad vibren a alta frecuencia, los electrones en las órbitas de los átomos son acelerados, heat is increased, lo que permite su escape a otros átomos de la otra superficie en contacto, facilmente, esto crea cargas estáticas. También está el caso de la triboelectricidad dónde  las superficies no se friccionan, pero eso sí están en íntimo contacto y bajo presión de manera que electrones débiles son atraídos a los átomos positivos cruzando así entre las superficies, al separarse éstas superficies violentamente (como un zapato lo hace cuando caminamos) los electrones se quedan adheridos a los átomos en una u otra de las superficies de manera, al momento,  impredecible creando así cargas estáticas. El efecto de una descarga estática o ESD es similar a la descarga de un rayo durante una tormenta, pero en tamaño mucho menor. El efecto de la chispa de ESD es bastante común y conocida, nosotros mismos la hemos sentido en menor o mayor grado cuando acercamos la mano a la perilla metálica de una puerta, particularmente cuando la humedad relativa del ambiente es baja.

    

Los materiales que permiten la transferencia de electrones entre los átomos son los conductores, los electrones se mueven libremente en un conductor, particularmente en los metales. Los materiales que impiden el movimiento de los electrones absolutamente se llaman aislantes y hay muchas variedades de materiales disipativos en diferentes grados que se ubican entre estos dos extremos. El ser humano no puede sentir una descarga o chispa de descarga que tiene un potencial bajo 3.000V ya que la cantidad de energía disipada se encuentra bajo el nivel de sensitividad de la piel, sin embargo muchos elementos electrónicos son sensitivos y son dañados con descargas estáticas que exhiben potenciales bajo 100V, e incluso 10V. Un excesivo acumulamiento de cargas de la misma polaridad sobre una superficie pequeña produce una gran fuerza repulsiva entre las cargas mismas, que finalment es disminuída al producirse la chispa o arco de ESD. La chispa no es siempre visible al ojo humano y también depende grandemente de la distancia al objeto o tierra, de la cantidad de cargas acumuladas así como de otros parámetros, por ejemplo el ambiente. El arco que la chispa forma al saltar es de muy corta duración, típicamente en el rango de picosegundos. Esta descarga normalmente crea interferencias de radio frecuencia (RF) a equipo electrónico en su vecindad, esto es debido a que se produce una emisión similar a un transmisor de radio, ésta frecuencia a veces se encuentra en los 30+ gigahertz.

 

La cantidad de energía transferida de un cuerpo a otro está limitada por el medio ambiente en que ocurre, eg humedad relativa (RH), temperatura, impurezas en el aire, distancia entre los cuerpos, etc... El efecto de ESD en circuitos electrónicos cómo en circuitos integrados puede ser del tipo catastrófico o puede ser tipo latente (ver fallas latentes). En todo caso ESD debe ser controlado para así disminuir o evitar fallas electrónicas mayores, aunque la generación de cargas no puede ser eliminada. Desafortunadamente ESD tiene un efecto destructor en circuitos electrónicos y está probado que puede ocurrir una falla catastrófica o latente, como resultado. Los circuitos electrónicos están normalmente expuestos a descargas de ESD a lo largo de su viaje desde el fabricante hasta el momento en que es instalado en un equipo, típicamente las descargas serán generadas por las acciones del personal. Una falla catastrófica impide el funcionamiento de un elemento electrónico. El derretimiento de líneas conductoras metálicas que son de espesores extremadamente pequeños en los circuitos integrados,  pueden producir corto circuitos a tierra ya que se abren las paredes aislantes, o también puede ocurrir la vaporización de las mismas creando circuitos abiertos, el elemento electrónico a este punto es inservible.