1. Proteção Eletrostática de Produtos Eletrônicos
A acumulação de carga nas superfícies dos objetos, ou seja, a eletrificação, ocorre devido à separação por contato entre objetos (como atrito, descolamento, rasgo e colisão durante o manuseio) ou indução de campo elétrico, resultando na difusão, transferência e migração de partículas carregadas dentro ou entre os objetos.
Essa eletrificação pode atrair partículas finas de poeira com cargas opostas no ar, reduzindo o desempenho do isolamento, causando corrosão estrutural ou danos a componentes eletrônicos sensíveis à eletrostática. Sob condições externas adequadas, as cargas acumuladas gerarão descarga eletrostática (ESD), resultando em ruptura local ou danos aos componentes. Em casos severos, isso pode desencadear incêndios e explosões. Foram relatados acidentes de explosão causados por eletricidade estática durante a manutenção de circuitos integrados semicondutores em interruptores controlados por programa.
Notavelmente, os danos estruturais e a degradação do desempenho dos componentes eletrônicos causados pela eletricidade estática são perigos a longo prazo potenciais, muitas vezes mais prejudiciais do que incêndios e explosões. Esses defeitos são difíceis de detectar, levando a falhas aleatórias, e são facilmente confundidos com outras causas de falha.
Com a aplicação generalizada de materiais poliméricos, os fenômenos estáticos em produtos eletrônicos tornaram-se cada vez mais graves. Enquanto isso, os componentes eletrônicos estão se tornando menores e mais compactos, aumentando significativamente os riscos eletrostáticos. A fabricação de microcircuitos no exterior adotou amplamente a tecnologia de processamento de 0,8–1,0 μm, enquanto a China alcançou uma precisão de 2–3 μm. O processamento ultra-fino e as estruturas miniaturizadas tornam os produtos altamente suscetíveis a danos estáticos.
A proteção eletrostática para produtos eletrônicos apresenta características distintas:
- Tecnologias de processamento ultra-finas e ultra-finas e estruturas miniaturizadas tornam os componentes muito mais sensíveis à ESD do que em outras indústrias. Mesmo uma tensão de descarga eletrostática abaixo de 20V pode danificar componentes eletrônicos.
- Dispositivos sensíveis à eletrostática, incluindo semicondutores discretos, circuitos integrados, circuitos de filme espesso e fino, resistores, capacitores e cristais piezoelétricos atuam como o núcleo do equipamento eletrônico. Portanto, a proteção eletrostática abrange quase todos os campos técnicos dos produtos eletrônicos, especialmente dispositivos eletrônicos compactos, de alta frequência e alta densidade.
- A proteção eletrostática é um projeto sistemático que abrange fabricação, montagem, manuseio, inspeção, teste, manutenção, embalagem, transporte, armazenamento e aplicação. Trabalhando em um modo de ligação em série, qualquer negligência em um elo causará falha na proteção geral. Também está intimamente relacionada a ambientes operacionais (instalações, umidade do ar, pisos, bancadas de trabalho, equipamentos e ferramentas) e equipamentos de proteção pessoal (roupas, chapéus, sapatos, luvas e pulseiras). Qualquer descuido comprometerá a eficácia da proteção eletrostática.
Normas sistemáticas correspondentes podem ser formuladas de acordo com as características acima. Recomenda-se uma padronização abrangente para coordenar todas as especificações relevantes de uma perspectiva sistemática, de modo que o trabalho antiestático em cada elo possa ser padronizado e gerenciado de forma ordenada.
Os Estados Unidos iniciaram o controle eletrostático para a produção eletrônica militar na década de 1970 e emitiram normas oficiais cerca de 10 anos depois. A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) lançou sucessivas normas antiestáticas desde o início da década de 1980. Em comparação, o sistema de normas antiestáticas domésticas da China ainda está em estágio inicial. Embora as bases básicas estejam estabelecidas, ainda existe uma grande lacuna em normas de apoio completas e implementação em larga escala.
2. Visão Geral da Formulação da Norma Anti-Estática da IEC
Pelo menos cinco comitês e subcomitês técnicos da IEC estão envolvidos em tecnologias de proteção eletrostática, tendo formulado normas e especificações de rascunho relevantes. O trabalho deles é resumido da seguinte forma:
IEC/TC65 Medição e Controle de Processos Industriais
Em 1984, o TC65 emitiu a IEC 801-2 Compatibilidade Eletromagnética para Equipamentos de Medição e Controle de Processos Industriais — Parte 2: Requisitos de Descarga Eletrostática, que foi adotada como norma nacional chinesa GB/T 13926.2-92. A norma foi totalmente revisada em abril de 1991, com a segunda edição atualmente em vigor.
Ela especifica graus de severidade e métodos de teste para testes de suscetibilidade à ESD de dispositivos de medição e controle industriais contra descargas geradas pelo contato humano ou objetos próximos, para avaliar a tolerância eletrostática de instrumentos industriais.
A primeira edição definiu 4 graus de severidade correspondentes a tensões de teste de 2kV, 4kV, 8kV e 15kV. A segunda edição revisada expandiu para 5 graus, fornecendo séries de tensão separadas para descarga por contato e descarga por ar. As tensões de descarga por contato são 2kV, 4kV, 6kV, 8kV e X kV, enquanto as tensões de descarga por ar incluem 2kV, 4kV, 8kV, 15kV e X kV.
