Descarga eletrostática: o que é e como evitar

A descarga eletrostática — conhecida como ESD, sigla para Electrostatic Discharge —, é um fenômeno que ocorre quando há uma rápida transferência de carga estática entre dois objetos com potenciais diferentes, especialmente quando eles entram em contato ou proximidade. Para uma ESD acontecer, é necessário um acúmulo de carga eletrostática, criada quando materiais diferentes se esfregam e um deles é carregado positivamente e o outro negativamente. 

Ao contrário do que muitos imaginam, a ESD é um evento comum. Sabe quando você abre uma porta e, sem motivo aparente, a maçaneta te dá um choque? Então, esse é um dos efeitos do fenômeno. Até mesmo uma pessoa caminhando num carpete, dependendo da taxa de umidade do ar, pode acumular mais de 1.500 volts.

Em geral, as manifestações de descarga eletrostática são inofensivas — como o choque na maçaneta —, mas quem trabalha com equipamentos eletrônicos deve ficar atento, pois os componentes são muito sensíveis às descargas elétricas. Um chip CMOS, por exemplo, pode ser afetado com ESD de 250 volts. 

Continue acompanhando este texto e veja como evitar a descarga eletrostática e, assim, preservar seus componentes eletrônicos.

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COMO EVITAR A DESCARGA ELETROSTÁTICA?

O aterramento é a forma mais comum e eficiente de evitar esses danos, mas outras medidas podem ser tomadas, como escolher um piso com isolamento, usar calçados com solado de borracha e não ter por perto objetos com alta concentração de cargas.

Os cuidados para prevenir a descarga eletrostática são fundamentais em qualquer montadora de placas eletrônicas. Isso ocorre porque os circuitos sensíveis são especialmente vulneráveis mesmo a pequenas descargas, por isso é necessário protegê-los. O cuidado precisa ser minucioso, já que muitas vezes o ser humano não é capaz de sentir o calor emanado pela descarga elétrica, mas as consequências podem ser irreversíveis para a placa.

QUAIS EQUIPAMENTOS EVITAM A DESCARGA ELETROSTÁTICA?

Equipamentos especiais de segurança também são recomendados. Jalecos, calcanheiras e mantas ajudam a proteger ou dissipar as cargas. 

Conheça os principais equipamentos utilizados:

• Jaleco antiestático: produzido com fios de carbono agregados ao tecido, protege contra a descarga eletrostática. Apesar de ser um bom aliado na prevenção, sozinho ele não é suficiente para a resolução do problema.

• Calcanheiras dissipativas: permitir a dissipação das cargas para o chão é um dos principais objetivos de quem deseja evitar a descarga eletrostática, por isso o uso de calcanheiras — ou de sapatos especiais —, é uma das medidas mais eficientes. Isso é importante porque a maioria dos calçados possui o solado de borracha, o que isola a pessoa do contato com o chão, não permitindo a passagem das cargas.

• Manta antiestática: é comum que o contato com a bancada forme o acúmulo de cargas. Por isso, usa-se, nas estações de trabalho, uma manta antiestática para permitir a dissipação da energia formada pelo operador.

• Luvas antiestáticas: é indicada principalmente para quem trabalha na manutenção dos componentes eletrônicos. O corpo humano naturalmente produz descarga eletrostática pelo contato com a roupa, gordura das mãos, entre outros processos naturais. Esse equipamento evita o contato direto e impede que acidentes ocorram.

• Pulseiras de aterramento: um modo mais moderno de evitar a descarga eletrostática é por meio do uso de pulseiras. Elas possuem filamentos condutivos que levam a energia do usuário para o sistema de aterramento, evitando que o dano no equipamento ocorra. 

Na Produza utilizamos sempre um ou mais dos procedimentos citados acima para evitar a danificação de equipamento por descarga eletrostática. Além disso, o nosso processo de montagem de placas eletrônicas está em compliance com a norma ANSI/ESD S20.20 — seguida por grandes fabricantes mundiais de eletrônicos —, que estabelece padrões e requisitos para o desenvolvimento, implantação e manutenção dos programas de controle de ESD.

A DESCARGA ELETROSTÁTICA SÓ OCORRE NA MONTAGEM?

Não. Os componentes das placas podem ter contato com uma descarga eletrostática não só no momento da montagem, mas também durante o uso, já na casa do consumidor ou em empresas. Apesar da recomendação para que os equipamentos estejam instalados apenas com aterramento, sabemos que nem sempre o usuário respeita essa indicação. As consequências são equipamentos funcionando de maneira instável ou mesmo parando de funcionar.

Cabe à indústria, portanto, alertar — de maneira bastante clara e didática — sobre os riscos de se ter um equipamento ligado na rede elétrica sem o devido aterramento. A maioria das pessoas se preocupa com seus equipamentos apenas durante tempestades com raios — com razão, já que um raio nada mais é do que uma descarga eletrostática gigante —, mas deveriam preocupar-se também nos dias com condições atmosféricas estáveis.

Em empresas que trabalham com placas eletrônicas associadas a seus equipamentos, uma das formas de tornar a placa mais resistente é a aplicação de um conformal coating, que protege das intempéries ambientais.

Leia também: Como funciona uma boa fábrica de placas eletrônicas?

CONFORMAL COATING: MAIS PROTEÇÃO E VIDA ÚTIL PARA PLACAS E COMPONENTES

O conformal coating é um filme polimérico fino aplicado nas placas eletrônicas após o processo de montagem e soldagem dos seus componentes. Trata-se de um verniz que protege o equipamento da umidade, poeira, corrosão e ainda promove o seu isolamento térmico. 

Ao ser aplicado a uma placa, o conformal coating se adapta ao seu formato e componentes. Dessa forma, as juntas de solda, pontas dos componentes eletrônicos, traços expostos e outras áreas metalizadas, são cobertas e protegidas, o que contribui para prolongar a vida útil dos materiais.

QUANDO UTILIZAR O CONFORMAL COATING?

Este verniz pode ser utilizado em diversos ambientes para proteger as placas da umidade, névoa salina, produtos químicos e temperaturas extremas, assim como em locais com muita vibração ou rico em gases — como em plataformas de petróleo —, e ainda evitar falhas elétricas.

O conformal coating é bastante usado em aplicações automotivas, militares, aeroespaciais, marítimas, energéticas, de iluminação e em indústrias em geral. Mas devido aos seus benefícios — aliado ao crescimento da indústria eletrônica — , o filme polimérico já tem sido adotado nas indústrias de eletrodomésticos e dispositivos móveis, pois garantem o máximo desempenho dos aparelhos e aumentam a confiabilidade.

Leia também Tecnologia hospitalar: Por que a precisão na montagem de placas é ainda mais importante?

TIPOS DE CONFORMAL COATING

Os tipos de conformal coating são classificados de acordo com sua química de base. Sendo assim, cada categoria — em sua maioria à base de solvente — possui seus próprios benefícios e são indicados para diferentes ambientes. 

Se considerarmos o mercado internacional, encontramos conformal coating de acrílico, híbridos — compostos por uma mistura de produtos químicos —, à base de água, com resinas de encapsulamento, de poliuretano e silicone. Estes dois últimos, aliás, são os dois revestimentos mais usados no Brasil. Confira mais detalhes sobre eles a seguir:

• Conformal coating de poliuretano: ideal para ambientes agressivos, oferece elevada resistência química e proteção. Também são indicados para uso em placas submetidas a baixas temperaturas. Destaca-se pela sua flexibilidade, excelente resistência e versatilidade, pois cobre uma ampla faixa de temperatura operacional.

• Conformal coating de silicone: os revestimentos de silicone são muito resistentes a temperaturas extremas e a mudanças muito bruscas, pois são muito flexíveis. Este tipo de conformal coating se destaca então pela proteção, flexibilidade, facilidade de processamento e por operar em amplas faixas de temperatura.

COMO APLICAR?

Não há apenas uma forma de aplicação do conformal coating e é preciso considerar não só o tipo utilizado, como também a escala da produção, morfologia e design da placa eletrônica. 

Hoje os revestimentos podem ser aplicados das seguintes maneiras: 

• Aplicação com pincel;

• Imersão total da placa;

• Seletivo;

• Pulverização.

Saiba mais sobre o assunto no post: Conformal coating no Brasil

EM RESUMO

Neste post você pôde entender que a descarga eletrostática é um fenômeno repentino — e muito comum — que ocorre quando há uma transferência de carga de elétrons de um local para outro por influência da eletricidade estática. Apesar dos efeitos serem, na maioria das vezes, inofensivos aos seres humanos, o fenômeno pode danificar os componentes de placas eletrônicas.

Para evitar sua ocorrência, é recomendado seguir as recomendações da norma ANSI/ESD S20.20 e utilizar certos equipamentos de segurança, como:

• Jaleco antiestático.
• Calcanheiras dissipativas.
• Manta antiestática.
• Luvas antiestáticas.
• Pulseiras de aterramento.

No entanto, vimos também que a descarga eletrostática não acontece apenas na montagem da placa eletrônica, mas também durante o seu uso pelo consumidor final. Assim, uma das maneiras das fornecedoras diminuírem as chances disso acontecer, é aplicando o conformal coating — um revestimento fino — nos componentes da placa.

No Brasil, dois tipos de conformal coating são os mais utilizados — de poliuretano e de silicone —, que podem ser aplicados de quatro maneiras diferentes:

• Aplicação com pincel;

• Imersão total da placa;

• Seletivo;

• Pulverização.

Portanto, se você busca um fornecedor de placas eletrônicas, escolha um parceiro que tome todas as medidas de segurança para evitar a descarga eletrostática, como a Produza.

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Post publicado originalmente em 01/04/2016 e atualizado em 29/07/2021.