Durval SanchesEletrônica Industrial - Montagem
EFEITOS DA
ELETROSTÁTICA EM
SISTEMAS ELETRÔNICOS
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Efeitos da Descarga Eletrostática
• A descarga eletrostática
Degeneração ou Destruição de Componentes
Interferências Eletromagnéticas
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ELETROSTÁTICAIntrodução
• - O que é descarga eletrostática?
• - Quem está sujeito aos efeitos da eletricidade estática?
Descarga Eletrostática como Fonte de Degeneração/Destruição dos Componentes
• - Efeitos da descarga eletrostática nos semicondutores
• - Geração e armazenagem de carga eletrostática
• - Quando ocorre descarga em sistemas eletrônicos?
• - Controle da eletricidade eletrostática
• - Sistema de proteção antiestático completo
Descarga Eletrostática como Fonte de Interferências Eletromagnéticas
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Corpo carregadoCorpo
neutro
IntroduçãoO que é descarga eletrostática
• - É a transferência de carga eletrostática (carga elétrica estática) entre corpos em diferentes potenciais de eletricidade eletrostática, podendo ocorrer por contato ou por indução;
Corpo carregado
Corpo neutroCARREGADO
contato
E
CARREGADO
indução
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ESD - Eletrostatic Sensitive Devices and equipment - componentes e equipamentos sensíveis a eletricidade estática.
• Equipamentos etiquetados com tais símbolos indicativos devem ser manuseados com todo o cuidado.
SÍMBOLOS INDICATIVOS DE EQUIPAMENTOS/COMPONENTES ESD
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- Quem está sujeito aos efeitos da eletricidade estática?
• - fabricantes de componentes;
• - fabricantes e mantenedores de sistemas eletrônicos; e
• - usuários de sistemas eletrônicos.
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Descarga Eletrostática como
Fonte de Degeneraçãoou
Fonte de Destruição dos Componentes
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- Efeitos da descarga eletrostática nos semicondutores.
• Os efeitos da descarga eletrostática são basicamente dois:
Destruição do componente - o componente é totalmente danificado, não executando mais a sua função; e
Degradação ou Degeneração do Componente - o componente é parcialmente danificado - executando a sua função de forma não satisfatória .
Microcanais provocados pela quebra da rigidez dielétrica - gerados pela Descarga Eletrostática, alterando as características de funcionamento do circuito
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- Efeitos da descarga eletrostática nos semicondutores.
tempo
Razão de falha constante
Desgaste
ou envelhecimen
to
Falhas prematur
as ou mortalidade infantil
Temperatura constante
Tax
a de
Fal
ha -
h(t
)
ti tf
Vida útil do componente
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- Efeitos da descarga eletrostática nos semicondutores.
• A descarga eletrostática acelera os mecanismos de envelhecimento natural dos componentes, diminuindo o tempo de vida útil do equipamento (tf - ti).
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- Classificação dos componentes segundo a suscetibilidade à descarga eletrostática
Norma MIL-STD-883C:
• CLASSE Sensibilidade1 0V – 1999V
2 2000V - 3999V
3 Maior do que 4000V
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Todos os componentes estão sujeitos aos efeitos da descarga eletrostática
• DISPOSITIVO Faixa de suscetibilidade - Volts
MOSFET 200
MESFET (GaAs FET ) 300
J FET 7000
OP-AMP 2500
C-MOS 3000
DIODOS SHOTTKY 2500
RESISTORES DE FILME 3000
TRANSISTORES BIPOLARES 7000
ECL 1500
SCR 1000
TTL-SHOTTKY 2500
V-MOS 1800
SAW ( Surface Acoustic Waves ) 500 próximo
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- Geração e armazenagem de carga eletrostática
• - as cargas são geradas pelo atrito entre duas superfícies, sendo que pelo menos uma é isolante.
Corpos neutros+ atrito
e baixa umidade
Corpos carregados
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- Quando ocorre descarga eletrostática em sistemas
eletrônicos?• - durante o manuseio das placas;• - durante o manuseio das placas;• - durante o armazenamento e / ou transporte inadequados
dos componentes ou módulos montados.
• - durante o manuseio das placas;• - durante o armazenamento e / ou transporte inadequados
dos componentes ou módulos montados.
• OBS.: não é necessário tocar os componentes para danificá-los, pois, muitos dispositivos são sensíveis à voltagem, e a simples exposição destes componentes ao campo elétrico de um corpo eletrostaticamente carregado pode causar o rompimento do dielétrico no interior do dispositivo, degenerando-o ou destruindo-o.
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• O controle da descarga eletrostática tem três formas básicas:
• Aterramento;
• Isolação; e
• Neutralização. O objetivo é prevenir a geração das cargas
estáticas e a dissipação das já existentes.
- Controle da eletricidade estática
• O controle da descarga eletrostática tem três formas básicas:
• Aterramento;
• Isolação; e
• Neutralização.
• O controle da descarga eletrostática tem três formas básicas:
• Aterramento;
• O controle da descarga eletrostática tem três formas básicas:
• Aterramento;
• Isolação; e
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- Controle da eletricidade estática
• 1 - Aterramento – funciona quando condutores tornam-se carregado eletrostaticamente e, por meio de um sistema de conexão a um potencial de terra podemos escoar as cargas, neutralizando o seu potencial.
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1 - Aterramento
Corpo carregadoDESCARREGADO
Terra de proteção
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- Controle da eletricidade estática
• 2 - Isolação – o aterramento não irá funcionar com materiais isolantes, então devemos manter a área de trabalho (componentes e equipamentos) o mais afastado possível de objetos isolantes, os quais podem armazenar grandes potenciais eletrostáticos que não podem ser aterrados por serem isolantes.
• A isolação é conseguida pelo afastamento ou pela blindagem (barreira de material condutor devidamente aterrado).
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- Controle da eletricidade estática
• 3 - Neutralização – a isolação não pode ser 100%, em virtude de que materiais isolantes fazerem parte dos equipamentos – como por exemplo, a placa de circuito impresso, por isso a neutralização deve atuar em conjunto com a isolação.
• A neutralização é executada normalmente por fluxo de ar ionizado sobre os objetos eletrostaticamente carregados, através de equipamentos denominados de ionizadores.
• A neutralização não substitui os outros dois processos em virtude da velocidade de descarga do corpo carregado não prevenir a formação de elevados potenciais.
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Fluxo de ar ionizado
3 - Neutralização
Corpo carregadoDESCARREGADO
Terra de proteção
Corpo aterrado
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- Sistema de proteção antiestático completo
• 1 - cobertura condutiva ou dissipativa;• 2 - fita de aterramento;• 3 - pulseira antiestática em contato com a pele;• 4 - ventilador ionizador;• 5 - resistor de 1Mohm;• 6 - tapete antiestático.
4
1
2
3
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6
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Descarga Eletrostática como Fonte de Interferências
Eletromagnéticas
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Descarga Eletrostática como Fonte de Interferências
Eletromagnéticas
E
H
I
contato
– as correntes elétricas e / ou o arco elétrico provenientes dessas descargas provocam problemas de interferências eletromagnéticas - pela geração de campos eletromagnéticas.
- a corrente circulando pelo equipamento - interferência por CONTATO. próximo
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indução
Descarga Eletrostática como Fonte de Interferências
Eletromagnéticas• - a corrente circulando externamente
ao equipamento - interferência por INDUÇÃO.
• Os campos eletromagnéticos provocados pelas correntes ou pelo arco elétrico irão gerar tensões espúrias nos circuitos vítimas da interferências.
E
H
I
próximo
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• O controle da eletricidade estática é uma filosofia de
trabalho que beneficia todos os níveis de utilização da
eletrônica.
fim