Los fabricantes de productos electrónicos conocen la importancia de la protección electrostática en sus procesos de fabricación y no quieren que en sus zonas de montaje elementos que puedan poner en riesgo sus componentes electrónicos, en definitiva sus productos.

Embalaje ESD

Es habitual que las empresas subcontraten los servicios de montaje a compañías especializadas y a menudo no queda claro qué tipo de empaquetado es el más adecuado cuando se trata de componentes sensibles ESD (ESDS). 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.

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-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.

Contenedor ESD WEZ

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.

Como principio general tenemos que diferenciar las atenciones y requisitos dentro de una zona EPA (Área Protegida Electrostáticamente) y fuera de la misma.

Dentro de la zona EPA

Fuera de la zona EPA

La siguiente cuestión es conocer cómo se clasifican los materiales de protección ESD respecto a sus propiedades:

a.       Propiedades de resistencia:

a.       Conductivos.

b.      Disipativos.

b.      Propiedades de apantallamiento:

a.    Descargas electrostáticas.

b.   Campos electrostáticos.

Muchos de los materiales estándar de empaquetado son eléctricamente aislantes y por lo tanto retienen las cargas. Al hacer que los empaquetados sean menos aislantes proporciona una vía para que la carga se disipe entre el componente y el material con un potencial eléctrico inferior.

Se utilizan diversos rangos de resistencias para diferentes propósitos y el  embalaje debe ser clasificado por estos rangos y su construcción.

Resistencias de los materiales de embalaje

  • deben ser materiales con una superficie conductiva, volumen conductivo o ambos.
  • La resistencia  en ambos casos debe ser < 1 x 104 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 103 Ω
  • Los materiales disipativos deben tener una resistencia superficial y de volumen entre ≥ 1 x 104 Ω y < 1 x 1011 Ω
  • Los materiales aislantes tienen una resistencia superficial y de volumen de  ≥ 1 x 1011 Ω

Cuando nos referimos al apantallamiento tenemos que 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 IEC 61340-4-8 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.

Requerimientos de señalización en el embalaje de protección ESD

Señalizado con los símbolos incluidos en la norma y de acuerdo con el contrato de compra del cliente (dibujos, documentación, etc.)

Clasificación del empaquetado

Trazabilidad

el empaquetado debe incluir la información que permita conocer la fecha de fabricación, número de lote, etc.

En resumen, para el empaquetado de componentes sensibles ESD en el transporte fuera de una zona protegida ESD (EPA)  el uso habitual de embalaje de baja generación de carga (disipativo “rosa”) como embalaje íntimo sin apantallamiento en el embalaje secundario (caja de cartón convencional) que se utiliza muy habitualmente en la industria electrónica no cumple con los requerimientos de protección ESD especificados en la norma.

Contendor ESD

Para asegurar la protección de los componentes electrónicos sensibles a la electricidad estática debemos apantallar en el embalaje íntimo o en el secundario. En el caso que sea en el secundario el embalaje íntimo debe ser de baja generación de cargas (disipativo) o conductor pero nunca aislante.

El uso de bolsas rosas, comúnmente llamadas “antiestáticas”, pueden ser utilizadas dentro de una zona EPA (un área protegida ESD) 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.