La descarga electrostática (ESD) representa una grave amenaza para la calidad del producto y es difícil de detectar. Los estándares de ESD se actualizan continuamente para mantenerse al día con los cambios tecnológicos y los nuevos formatos de equipos de prueba.
Luis Fernández
Gerente de ingeniería de tecnología y calidad de la cadena de suministro, Keysight Technologies
La descarga electrostática (ESD) representa una grave amenaza para la calidad del producto y es difícil de detectar. Los estándares de ESD se actualizan continuamente para mantenerse al día con los cambios tecnológicos y los nuevos formatos de equipos de prueba. Tendencias como la creciente sensibilidad de los componentes eléctricos o la implementación de sistemas de prueba PXI o AXIe pueden presentar nuevos desafíos de ESD. La flexibilidad y la capacidad de configuración de los equipos de prueba PXI y AXIe ofrecen muchas ventajas, pero también abren la puerta a más riesgos de ESD que los equipos de sobremesa sellados.
Las prácticas inadecuadas de ESD pueden dañar no solo su equipo de prueba, sino también el dispositivo electrónico que está probando.
Prestar atención a los desafíos emergentes de ESD e implementar las mejores prácticas reducirá los peligros de ESD y protegerá las inversiones en dispositivos electrónicos y equipos de prueba modulares. Una segunda mirada al área de producción puede crear generadores estáticos sorprendentes que deben eliminarse de inmediato.
Este artículo le dará algunos consejos para mantener sus dispositivos electrónicos funcionando correctamente y mantener su área de prueba libre de fuentes de ESD. Diferentes dispositivos tienen diferentes sensibilidades a ESD. Aquí analizamos una amplia gama, desde equipos de prueba de sobremesa, PXI y AXIe hasta la fabricación de dispositivos de fosfuro de indio (InP) y arseniuro de galio (GaAs) de alta frecuencia, que generalmente son más sensibles a ESD.
Visible solo a gran aumento, está claro que el daño por ESD es la causa de esta falla. Las prácticas inadecuadas de ESD pueden dañar no solo su equipo de prueba, sino también el dispositivo electrónico que está probando.
El estándar ESD, ANSI/ESD S20.20 2104, incluye enmiendas para ayudar a los fabricantes a proteger mejor sus dispositivos de este tipo de daños por ESD. Las versiones de la norma anteriores a 2007 se centraron en las descargas electrostáticas superiores a 100 voltios del modelo de cuerpo humano (HBM). HMB simula una descarga humana a tierra a través de un dispositivo. El estándar actualizado se centra en la descarga del modelo de dispositivo cargado (CDM). CDM simula la descarga de un dispositivo cargado cuando entra en contacto con un material conductor. Un ejemplo de CDM es un dispositivo electrónico que se carga durante el transporte y se descarga cuando se coloca en un accesorio de prueba de metal. Un modelo mecánico (MM) representa la descarga eléctrica de un objeto a un componente. Los objetos pueden ser herramientas de metal, equipos de producción o incluso cables coaxiales en equipos de prueba. Este nuevo estándar proporciona una forma de planificar áreas de prueba para evitar daños por ESD de humanos, dispositivos bajo prueba y equipos de prueba de producción.
Consejos para prevenir daños por ESD
Los siguientes consejos ayudarán a prevenir daños por ESD.
Consejo 1. El manejo seguro de equipos sensibles a ESD comienza con procedimientos y capacitación adecuados
La prevención de daños por ESD a su sistema de prueba PXI y DUT comienza con el manejo adecuado del módulo. Si el personal de su línea de prueba está familiarizado con el trabajo con equipos de prueba cerrados tradicionales, su línea de producción tendrá un buen comienzo. El personal puede estar capacitado en el manejo seguro de ESD de DUT. Esto incluye prestar atención a las advertencias en el panel frontal de los equipos de prueba cerrados tradicionales. El equipo de prueba tradicional está sellado, sellado y probado para ESD para que pueda moverse o manipularse sin controles de ESD. La cubierta exterior es una jaula de Faraday que protege el circuito interno.
El equipo de prueba modular PXI o AXIe requiere cuidado adicional. La reconfiguración del equipo de prueba modular requiere protección ESD. Los circuitos sensibles a ESD y posiblemente las conexiones de alto rendimiento pueden quedar expuestos detrás del panel frontal modular. El analizador de red vectorial PXIe M9370A de Keysight (Figura 2) muestra un símbolo de ESD en el panel lateral. Esto establece claramente que los módulos deben insertarse o retirarse utilizando protección ESD, como una correa de conexión a tierra.
Consejo 2. Revise regularmente su bolsa estática ESD
Todos sabemos que las bolsas estáticas rosas ESD son seguras, ¿verdad? Las bolsas ESD legítimas tienen una vida útil y se deben realizar controles de muestra de vez en cuando para asegurarse de que no puedan generar electricidad estática. Además, algunas bolsas ESD rosas no son reales. Son de color rosa, pero los proveedores sin escrúpulos venden bolsas de bajo precio que no son seguras contra ESD. Verificar regularmente con su proveedor de empaques ESD también puede ayudarlo a practicar ESD.
Consejo 3. Uso correcto del plumero de aire enlatado
Los técnicos a menudo usan pulverizadores de aire comprimido enlatados para rociar el PCA para limpiarlo o enfriarlo. Vi un proceso de resolución de problemas en el que un técnico usa una lata de aire comprimido para solucionar un circuito. Se usó un medidor de campo estático para medir la acumulación de electricidad estática del proceso de rociado. Cuando la lata se mantuvo en posición vertical, la mayor parte de la lata del plumero se roció con aire y parecía tener una acumulación de estática mínima o nula. Luego se generaron 1500 voltios. Los propulsores líquidos crearon suficiente fricción para generar niveles significativos de ESD.
Consejo 4. Revise regularmente los bloqueadores de ranuras de plástico PXIe
Se identificó otro problema de ESD en el área de fabricación de equipos de prueba PXIe. Durante la prueba del chasis de 18 ranuras PXIe, se usaron bloqueadores de ranuras para llenar las ranuras vacías en el chasis. Un bloqueador de ranuras es un deflector de plástico que se inserta en una ranura vacía para proporcionar un flujo de aire adecuado para el equipo de enfriamiento. Me preocupaba que estos bloqueadores de ranuras de plástico pudieran generar carga justo al lado de componentes PCA sensibles en tarjetas cercanas. Hemos probado bloqueadores de ranuras de Keysight y proveedores de equipos de prueba PXIe que no son de Keysight para ver si generan carga durante el manejo. Se ha descubierto que los bloqueadores de ranuras de proveedores que no son de Keysight generan hasta 10 000 voltios por pulgada de carga. Una carga tan alta de piezas de plástico supone un riesgo de ESD para los componentes cercanos. Los bloqueadores de ranuras de Keysight nunca cargaron más de 100 voltios/pulgada cuando se manipularon. Los componentes que se supone que son seguros contra descargas electrostáticas (ESD) deben revisarse con regularidad.
Consejo 5. Pruebe periódicamente la ruta de tierra de su estación de trabajo
El daño por ESD puede dañar directamente su resultado final. Revisión frecuente de los procedimientos de ESD del proveedor como parte de las auditorías de calidad del proveedor. Durante una de estas visitas, el proveedor tenía problemas para establecer objetivos de rendimiento para los componentes electrónicos. Este proveedor tenía procedimientos ESD buenos y actualizados que el equipo de producción seguía en sus actividades diarias. Sin embargo, sospecharon que algunas de las perturbaciones en la línea podrían ser daños por ESD. Como parte de la auditoría, les pedí que revisaran la ruta de tierra de mi estación de trabajo. En este caso, se movieron algunas estaciones de fabricación pero no se volvió a conectar la tierra estática. Las estaciones de trabajo no tenían cero voltios y podían dañar los componentes electrónicos sensibles cuando se colocaban en estas estaciones de trabajo, lo que resultó ser la causa de los misteriosos problemas de rendimiento que estaban teniendo. En este caso, el daño por ESD fue la causa directa de la pérdida de rendimiento del proceso y los costos desperdiciados.
El uso de sistemas de prueba modulares PXIe está creciendo rápidamente. Un diseño más abierto hace que la protección ESD sea aún más importante. Recomendamos revisar sus prácticas de ESD para el área de prueba de PXIe. Evalúe qué tan bien su área de prueba resiste el daño por ESD y busque generadores electrostáticos al acecho en su área de prueba. El daño por ESD es difícil de detectar, pero puede causar un daño real. Las buenas prácticas de ESD reducen el tiempo de inactividad del área de prueba y ayudan a prevenir fallas de ESD en los dispositivos que su equipo está probando.