CONTROL ELECTROSTÁTICO

CONTROL
ELECTROSTÁTICO
Antonio Martín Molina (Marzo 2000)

1. Presentación
Los cambios habidos en un tiempo relativamente corto en el campo de la electrónica,
en los que las tecnologías utilizadas han ido progresando desde la integración a pequeña
escala hasta la integración a super escala, han dado como consecuencia la aparición de
nuevos planteamientos en el tratamiento de los componentes y equipos electrónicos en
general y los de aviación en particular. Por ello, se viene produciendo cierta sensibilidad en
relación con los efectos de la electricidad estática que puede ejercer sobre tales dispositivos,
y es así que el tema ha suscitado desde hace ya años el interés de fabricantes de equipos y
de las compañías aéreas.
El progreso de la tecnología electrónica unido a los altos costes de reparación de los
equipos que contienen dispositivos sensibles a la electricidad estática, obliga a los fabricantes
y usuarios a tomar las medidas necesarias para minimizar los daños inducidos por los
electrostáticos.
Actualmente, se puede decir, que todos los fabricantes han adoptado y están
cumpliendo con las normas que se han establecido para la industria del transporte aéreo en
todo lo relacionado al tema electrostático. Igualmente las Compañías aéreas han actualizado
sus instalaciones en función no solo de las necesidades impuestas por el progreso de la
tecnología electrónica si no por la problemática planteada por la electricidad estática,
utilizando criterios que sustituyan lo puramente estético por lo funcional, y aplicando, sobre
todo, dos reglas básicas para la protección contra los electrostáticos, que son:
a) Manejar todos los componentes sensibles a la electricidad estática dentro de
un área de seguridad.
b) Transportar todos los componentes sensibles a la electricidad estática en
contenedores o embalajes blindados contra las descargas estáticas y contra
los campos eléctricos.
Sin embargo, la cumplimentación de estas reglas no puede ser efectiva sin una
adecuada información del personal afectado y un control periódico de las áreas de trabajo.
2. Definición de términos
ESD = Descarga Electrostática
ESDS = Componente o Equipo Sensible a las descargas electrostáticas.
3. Problemática planteada por los dispositivos por las descargas electrostáticas
El desarrollo evolutivo de los semiconductores, así como de la tecnología
microelectrónica, ha traído grandes ventajas a la industria aeronáutica, entre los que se
destaca la facultad de realizar funciones muy complejas con equipos que ocupan muy poco
espacio dentro del compartimento electrónico del avión. Sin embargo, estas ventajas no se
lograrían a menos que se conozcan y observen ciertas limitaciones inherentes a esta
tecnología. En el caso de la microelectrónica, una de las limitaciones es la que se refiere a la
protección de los semiconductores y microcircuitos de los efectos nocivos de la electricidad
estática, efectos que pueden producirse por voltajes inducidos por campos eléctricos o por
descargas electrostáticas. Dichos efectos nocivos desembocan en daños que pueden ser de
dos tipos:
Catastróficos
Ocultos

En el primero, el dispositivo se sustituye, volviendo el sistema a su funcionamiento
normal. En el segundo, el problema es más complejo ya que el funcionamiento queda
degradado o intermitente por lo que puede ser necesario un gran número de horas para
detectarlo y resolverlo. En general, cualquiera de estos dos tipos de fallos pueden hacer
superar cualquier expectativa sobre las previsiones en los cálculos de fiabilidad.
Con la introducción de semiconductores y circuitos integrados de alta
tecnología, tanto los fabricantes como las líneas aéreas se están interesando en los efectos
que originan las ESD en los equipos y sistemas. Se ha descubierto en los últimos años que la
ESD es con mucho el problema más importante para un equipo o componente electrónico y
por ello este trabajo pretende, entre otras cosas, advertir de la naturaleza y magnitud de
dicho problema.
Los daños producidos por este fenómeno pueden surgir en cualquier momento del
ciclo de la vida de un equipo o componente. Por todo ello, han de establecerse los controles
necesarios en los lugares donde haya de manejarse tales dispositivos, además de que cada
persona debe estar advertida para manejar adecuadamente dichos dispositivos.
Los efectos de la ESD en los semiconductores no han sido considerados seriamente
hasta el desarrollo de la tecnología MOS. Estos dispositivos de alta impedancia de entrada y
con un espesor en la capa de óxido alrededor de 1000 Å, son particularmente susceptibles a
las ESD. Algunos fabricantes han manifestado que un alto porcentaje de sus dispositivos
MOS se dañaron por las ESD. La experiencia de otros fabricantes y usuarios ha demostrado
que otros dispositivos tales como lineales y digitales de tecnología bipolar también son
susceptibles a los electrostáticos.
El permanente progreso ha obligado a los fabricantes y usuarios a proteger los
microcircuitos de los electrostáticos por medio de la identificación adecuada de las piezas,
diseñando circuitos de protección y manejando adecuadamente tales dispositivos. Sin
embargo, es necesario mayor esfuerzo para comprender el impacto de las ESD que se
ejerce sobre el funcionamiento de estos dispositivos y también para desarrollar técnicas para
minimizar los efectos destructivos de las ESD. La sensibilización por el tema de los
electrostáticos ha ido en aumento en estos últimos años simplemente por que la geometría
del C MOS ha cambiado.
En la figura 1 se puede observar la evolución de la tecnología MOS. A medida que la
geometría se reduce, aumenta la sensibilidad a los estáticos, pero más drástico que esta
reducción es lo que supone el aumento de la densidad en los microcircuitos. Actualmente se
están utilizando dispositivos con más de 500 uniones por milímetro cuadrado.

4. Tecnología de la geometría MOS
REDUCCION PARA MEJORAR LA DENSIDAD DEL CIRCUITO Y EL TIEMPO DE RESPUESTA
LONG. CANAL
8 a 10 MICRONS
P MOS
N MOS
4,5 a 6 MICRONS
P MOS = MOS CANAL P
M MOS = MOS CANAL N
C MOS = MOS COMPLEMENTARIO
0,11 a 0,15 MICRONS
(GRUESO DE LA CAPA DE OXIDO)
C MOS
H MOS = MOS CANAL N DE ALTA DENSIDAD
Ga As = SEMICONDUCTOR GALIO ARSENIO
1 MICRON = 1 x 10 -6
METROS
2,5 a 3
MICRONS
En el desarrollo de los microprocesadores, la capacidad de estos se viene doblando
cada tres años y en las memorias RAM esta se cuadriplica en el mismo periodo. En
conjunción con el aumento de densidad se aumenta la velocidad en las instrucciones,
disminuyendo la potencia de excitación.
Volviendo a la geometría celular, una simple reducción en el tamaño de una cuarta
parte en cada dirección hace que el dispositivo sea 400 veces más sensible a la electricidad
estática.
Si se considera la tendencia actual en cuanto a consumo de circuitos integrados, la
tolerancia a las descargas electrostáticas disminuirá en un 50% cada tres años.
5. Generalidades sobre electricidad estática
0,08 a 0,09 MICRONS
H MOS
1 MICRON
0,04 a 0,07 MICRONS
0,03 a 0,04
MICRONS
Desde antiguo se sabe que el ámbar, frotado con lana, adquiere la propiedad de
atraer cuerpos ligeros. Al interpretar hoy esta propiedad decimos que el ámbar está
electrizado. Es posible comunicar carga eléctrica a cualquier material sólido frotándolo con
otra sustancia. Así, un automóvil adquiere carga por efecto de su rozamiento con el aire, un
peine al frotarlo con el cabello, etc. Por tanto, cualquier material, independientemente de ser
conductor o aislante, sólido o líquido, es susceptible de cargarse electrostáticamente. Cuando
un cuerpo se encuentra cargado tiene un exceso o defecto de electrones en su superficie o
próxima a ésta.
La experiencia cotidiana muestra los efectos de la acumulación de carga manifestada
en descargas desagradables o chispas visibles o chasquidos audibles desde tejidos. Esta
toma de contacto con los objetos cargados ha difundido la noción errónea de que la carga se
Ga As
Figura 1 Sección transversal de la capa de óxido en diferentes tipos de MOS

"crea" cuando dos superficies se frotan o entran en contacto. La carga no se crea, la carga se
transfiere desde una superficie a otra y ambas resultan cargadas con la misma cantidad de
carga pero de signo contrario. Este hecho da pie a mencionar el concepto de retención de la
carga por estos materiales que da lugar a los efectos electrostáticos observados y los
problemas que se derivan.
Cuando el material se encuentra cargado negativamente existirá un exceso de
electrones, con libertad de movimiento en un metal y ligados a la red molecular en el caso de
un aislante, dando iones negativos. Recíprocamente, si la carga es positiva existirá un
defecto de electrones originando iones positivos.
La aparición de iones en las superficies puede deberse también a procesos
electrolíticos originados, fundamentalmente, a la presencia de agua absorbida.
6. Producción de cargas electrostáticas
La electricidad estática se produce por tres causas. La primera de estas causas, y la
más común, es la triboelectricidad, que se genera cuando dos materiales diferentes entran
en contacto y se frotan. La segunda causa es la inducción por lo que un cuerpo cargado
induce a otro que esté próximo. La tercera causa se refiere a la carga almacenada por efecto
de la capacidad. La ecuación Q = C.V nos indica que para una carga constante al disminuir
la capacidad el voltaje aumenta.
La fuente principal de producción de estáticos es la propia persona, quien genera
cargas triboeléctricamente como resultado de su actividad normal.
La siguiente tabla muestra la serie triboeléctrica, que no es más que una serie
galvánica de materiales que generan voltajes electrostáticos y clasificados de tal forma que
uno de ellos puede resultar cargado positivamente cuando entra en contacto con otro de la
parte más inferior o cargado más negativamente si lo hace con otro de la parte superior. El
voltaje electrostático generado es función del grado de separación en la lista, de la intimidad
del contacto de los materiales, y de la velocidad de separación de los mismos, desde luego
todo ello modificado por el grado de humedad. Observando la tabla podemos observar que el
algodón, debido a su afinidad higroscópica, permanece en el centro de la tabla y por ello
resulta relativamente neutral. Los elementos naturales, tales como la madera y el papel,
están próximos al centro por ser estos materiales igualmente higroscópicos. Los materiales
que tienden a rechazar la humedad, obviamente los sintéticos como el teflón y el aire están
en los extremos de la tabla y por lo tanto son los que más contribuyen a la triboelectricidad.

La siguiente tabla muestra como por medio de la actividad diaria de una persona se
pueden producir voltajes electrostáticos.
FORMA DE PRODUCIR
ESTATICOS
Caminando sobre una
alfombra.
VOLTAJES ELECTROSTATICOS
10 A 20% HUMEDAD
RELATIVA
35.000 V
65 A 90% HUMEDAD
RELATIVA
1.500 V
Caminando sobre un suelo
vinilo.
12.000V 250 V
Junto al banco de trabajo. 6.000 V 100 V
Sacando o colocando un papel
del interior de una carpeta de
vinilo.
Manipulando bolsas de
plástico en el banco de trabajo.
Moviéndose al sentarse en
sillas con cojín de poliuretano.
TABLA II
7.000 V 600 V
20.000V 1.200 V
18.000V 1.500 V
Todos hemos sentido alguna vez una sacudida al tocar el tirador de una puerta o
cualquier otro elemento cargado electrostáticamente. Esto, aparentemente, no tiene más
importancia excepto que para muchos componentes electrónicos resulta "mortal". Piénsese
que muchos de estos componentes pueden dañarse con tan solo 100 voltios o menos.
Algunos centros de trabajo incluyen salas blancas diseñadas para mantener un
ambiente libre de partículas. En estas salas es frecuente la utilización de dediles para
eliminar la contaminación durante el manejo de dispositivos, pero su uso en conjunción con
otros materiales da como resultado la producción de muy elevados voltajes electrostáticos.
Materiales sintéticos que por ser nada porosos, flexibles, y de fácil construcción, son,
sin embargo, capaces de generar cargas electrostáticas cuando entran en contacto con otros
materiales diferentes. Por ejemplo, según sean las condiciones de humedad, el roce de un
dedil con una caja de plástico puede producir 6.000 voltios de carga. Así y todo, el roce de un
dedo con la misma caja puede producir 200 voltios, carga que es suficiente alta como para
destruir o degradar algunos dispositivos sensibles a los electrostáticos ESDS.
7. Cargas por contacto o inducidas
Al cargar un electroscopio con una barra de ebonita,(ver figura 2 ) algunos electrones
en exceso sobre la barra son cedidos al electroscopio, dejando la ebonita con una carga que
poco a poco va desapareciendo. Hay otro procedimiento (ver figura 3) de utilizar la ebonita
para cargar otros cuerpos sin que esta pierda su carga. Este método se denomina carga por
inducción.

Figura 2 Carga por contacto
Figura 3 Carga por inducción
Un vaso de plástico de café sobre la superficie de la mesa si está cargado
electrostáticamente inducirá sobre un componente electrónico cercano una carga
electrostática. Si momentáneamente ponemos a tierra el componente, por la acción de la
descarga este se destruirá.
Con el uso corriente de los microcircuitos se ha puesto de manifiesto los riesgos que
entrañan los daños inducidos. Un campo electrostático puede inducir otro campo en un
objeto cercano sin que realmente pueda disiparse a través del mismo. Con los
microcomponentes, los propios circuitos actúan como antenas que conducen la carga
provocando daños al circuito. Por esta razón es vital proteger de los campos eléctricos
aquellos circuitos y componentes sensibles a dicho efecto.

Figura 4 Campo electrostático que rodea a una persona cargada
8. Efecto por capacidad
Si dos o mas conductores cargados están próximos unos a otros, el potencial de
cada uno de ellos esta determinado no solo por su propia carga, sino por el valor y signo de
las cargas de los otros conductores y por sus formas, tamaños, posiciones.
Un caso especialmente importante se presenta en la práctica cuando dos
conductores próximos reciben cargas del mismo valor y signo contrarios. A un sistema así se
le llama condensador, y capacidad a la relación C=Q/V, siendo Q la carga de cualquiera de
los conductores y V la diferencia de potencial entre ellos.
Imaginemos un sistema tal, formado por una persona y tierra, una persona que está
sentada en su puesto de trabajo y cargada eléctricamente. Cuando se levanta, la capacidad
del sistema disminuye, y su carga no varía, y en consecuencia el voltaje aumenta.
Igualmente ocurre cuando un componente electrónico queda cargado bajo la
influencia de un campo eléctrico producido por un objeto cercano. El voltaje electrostático en
el componente puede aumentar súbitamente si dicho componente se aleja respecto a dicho
objeto. Ni que decir tiene que este aumento de voltaje podrá destruir o dañar el componente.

9. Disipación de las cargas electrostáticas
Por lo general la electricidad estática generada como resultado de la actividad normal
de una persona se descarga al azar hacia los objetos de más bajo potencial. Cuando el nivel
de la carga se sitúa por encima de los 3.000 voltios la descarga puede ser detectada o más
bien "sentida" por la propia persona, siendo perceptible el "chasquido" que esta produce por
encima de los 5.000 voltios, llegándose a apreciar visualmente la chispa cuando el nivel es
superior a los 10.000 voltios. Sin embargo, hay que reconocer que existen muchas ocasiones
en que la descarga a través del aire ocurre a niveles tan bajos que la persona no los nota.
Por lo tanto, y con el fin de minimizar la descarga la meta a alcanzar habría de ser la de evitar
que las cargas electrostáticas puedan producirse, y para poder conseguirlo habría de
mejorarse la capacidad de conducción a tierra. Las técnicas que pueden utilizarse incluyen la
neutralización de las cargas electrostáticas, así como sus campos eléctricos resultantes,
ionizando el espacio que las rodea, aumentando la conductividad eléctrica de la superficie, o
aumentando la conductividad eléctrica de la masa del material.
10. Sensibilidad y susceptibilidad
Muchas de las piezas utilizadas en los actuales equipos de avión son susceptibles a
los daños originados por las cargas electrostáticas. Ejemplo de estos son: Las resistencias
peliculares, circuitos integrados, transistores, cristales de cuarzo, y otros dispositivos
peliculares. Las piezas formadas por un conductor y un elemento activo separados por un
fino dieléctrico pueden dañarse por la electricidad estática. La capa de óxido de la compuerta
de un transistor MOS puede destruirse cuando este quede expuesto a valores altos de
voltaje. Los condensadores MOS pueden quedar en cortocircuito por la misma razón. La
significación de alto voltaje para un dispositivo MOS es la de 100 voltios o menos. Los
dispositivos bipolares (unión P-N) pueden dañarse cuando por la unión circula una alta
corriente. Los componentes sensibles al voltaje pueden dañarse por campos eléctricos
provocados por objetos cargados así como también por descarga directa. Dispositivos de
unión pueden dañarse por la energía térmica que se produce durante la descarga. Las
resistencias peliculares pueden mostrar desplazamientos negativos en sus valores cuando
están sometidos a cargas electrostáticas, debido a la fusión de la película y a la creación de
pequeños "shunts" dentro del componente.
100%
50%
10%
4%
125º C
85º C
25º C
50 100 150 200 250 300 350 400
Figura 5 Cálculo de la susceptibilidad basada en el fallo catastrófico de 100 amplificadores
operacionales del tipo C MOS

¿Como determinar la susceptibilidad a los estáticos?. Examinemos la Figura 5 y
veamos como a 25º C aproximadamente la temperatura en la cual se desarrolla nuestra
actividad habitual sobre estos dispositivos se calculan los voltajes destructivos. Tomando 100
amplificadores operacionales C MOS comenzamos a tener un 4% de fallos al aplicar 300
voltios y el 100% a 400 voltios. Tomando el 50%, en este caso particular, obtendríamos un
nivel destructivo de 380 voltios.
Existe la creencia, en cierto modo generalizada, que el problema de los componentes
sensibles a los estáticos termina con la protección interna de estos, sin embargo
invariablemente no es así.
Hay suficiente información sobre los tipos de circuitería para proteger estos
componentes, los cuales parten de técnicas basadas en el diodo zener, en resistencias por
difusión y resistencias de limitación.
Aunque las resistencias por difusión y las de limitación ofrecen alguna protección al
sistema, esto no puede ser la solución definitiva, ya que estos sistemas están sujetos a la
cantidad de voltaje que pueden soportar. Cuando el voltaje supera el potencial de ruptura se
produce la ruptura de la compuerta de oxido.
Con respecto al tiempo de conmutación (medido en nanosegundos) un diodo zener
normalmente necesita más de 5 ns para conmutar, siendo este tiempo en la mayoría de los
casos superior al tiempo en que un voltaje transitorio, producido por la descarga
electrostática, se establece en el dispositivo provocando, con gran probabilidad, su
destrucción o su degradación, y en este último caso no se pueda detectar hasta que esté en
funcionamiento, en cuyo caso supone un coste mayor su sustitución y reparación.
La siguiente tabla muestra varios niveles de susceptibilidad a los electrostáticos.
Especial atención habría que tener para aquellos dispositivos altamente sensibles del
nivel I que pueden dañarse por voltajes estáticos inferiores a 20 voltios. Futuros dispositivos
pueden ser aún más sensibles y por lo tanto, dicho nivel podría necesitar una subdivisión de
los mismos a medida que la tecnología progrese.
Muchos dispositivos encuadrados en el nivel IV pueden dañarse por voltajes que van
desde 4000 voltios a 15000 voltios. Estos voltajes pueden generarse fácilmente en
condiciones normales de trabajo. Los dispositivos de este nivel necesitan ser protegidos de
los electrostáticos aunque no en la medida de los niveles anteriores.

NIVEL DE SUSCEPTIBILIDAD EJEMPLOS
I
Altamente sensibles
(0 a 170 voltios)
II
Moderadamente sensibles
(170 a 1000 voltios)
III
Poca sensibilidad
(1000 a 4000 voltios)
IV
Relativamente sensibles
(más de 4000 voltios)
Dispositivos MOS sin protección en la entrada
Semiconductores para microondas
Microcircuitos
J-FET
Microcircuitos LSI (Integración a gran escala)
Híbridos con piezas de nivel I
Dispositivos C MOS
Transistores bipolares
Híbridos ECL (Lógica por acoplamiento de emisores)
SCR
Resistencias peliculares
Híbridos con piezas del nivel II
Dispositivos MOS u otras tecnologías MOS con circuitos
de protección con sensibilidad de nivel III
Diodos Schottky
Redes de resistencias de protección (Tipo RZ)
Microcircuitos de alta velocidad con retardo de
propagación < 1 ns
Microcircuitos de lógica TTL (Schottky), potencia baja,
alta velocidad, y de tipo standard)
Amplificadores operacionales con condensadores MOS
con circuito de protección con sensibilidad de nivel III
Diodos zener
Rectificadores de potencia
TABLA III
Tal como se puede ver en la siguiente Tabla IV, muchas de las piezas son
susceptibles y sensibles a voltajes electrostáticos de magnitud mucho más baja de lo que a
primera vista se puede entender de la tabla III. Los valores en la tabla anterior representan de
manera común niveles de fallo catastrófico. Se ha demostrado que el 25% de estos valores
producen degradación detectable en el componente. Esta degradación, aunque se pone de
manifiesto durante la prueba normal, puede ser acumulativa y puede, fácilmente, acabar en
fallo total del componente. Es por lo tanto peligroso suponer que un componente pueda
soportar el máximo voltaje catalogado en su nivel particular de susceptibilidad.

DISPOSITIVO MARGEN DE SUSCEPTIBILIDAD (VOLTIOS)
MOS/FET 100 - 200
J/FET 140 - 10.000
C MOS 250 - 2.000
DIODOS SCHOTTKY 300 - 2.500
SCHOTTKY TTL 1.000 - 2.500
TRANSISTORES BIPOLARES 380 - 7.000
HIBRIDOS ECL 500
SCR 680 - 1000
TABLA IV
Si comparamos los voltajes que se producen durante las actividades normales de la
tabla II con los de la tabla IV, se comprende que en la mayoría de los ambientes normales de
trabajo existen problemas electrostáticos. La correlación de fallos en un LRU respecto a las
ESD es difícil de establecer, por lo que es igualmente difícil calcular exactamente el beneficio
que se puede obtener aumentando los niveles de protección. Sin embargo, existen
suficientes conocimientos técnicos en cuanto al tema de los electrostáticos como para poder
tomar una decisión al respecto.
11. Elementos de un programa de protección ESD. Auditoría ESD
Cualquier programa de protección enfocado a reducir el daño posible causado por las
ESD nos afecta a todos en general. La inexistencia de un programa tendente a advertir el
problema, así como negar la importancia de una solución efectiva, hace que aparezca la
indiferencia, y el posible esfuerzo de unos cuantos es malgastado. La indiferencia y el
desconocimiento hacen destruir cualquier programa de protección ESD. Por todo ello y una
vez advertidos del problema se deben establecer métodos efectivos y coordinados de control
ESD.
¿Dónde han de establecerse los controles?. En todos aquellos lugares donde una
unidad o conjunto pueden estar expuestos a las ESD.
Una auditoría ESD es una parte esencial de un programa de control ESD que se
encarga de la comprobación de los elementos que intervienen en un área de trabajo ESD,
proporciona un constante recordatorio al personal para el cumplimiento de sus
responsabilidades en este control y da a los responsables la necesaria información para que
lleven a cabo las acciones correctivas que fueran necesarias.
Una auditoría está basada en un plan de un programa de control ESD que ha sido
definido y aprobado, siguiendo las directrices descritas en las normas internas publicadas a
tal efecto para que lo hagan efectivo a todos los niveles de utilización.
11.1. Señalizaciones y advertencias
Este es el primer paso y quizás el más importante aspecto para llevar a
efecto un programa de control ESD. Conocer que una pieza o conjunto es sensible a

los electrostáticos es la clave para un adecuado manejo de los mismos.
Las áreas de trabajo deben exhibir indicaciones en las que claramente
muestren que se tratan de zonas de seguridad para el manejo de piezas sensibles a
los electrostáticos, y en la medida que sea posible deben permanecer restringidas a
la circulación de personas.
11.2. Preparación del personal
Todo el personal que esté relacionado con especificaciones, gestión,
manipulación, inspección, mantenimiento, debe recibir periódicamente algún tipo de
instrucción de acuerdo a su nivel de práctica. Asimismo debe conocer todo lo
concerniente a advertencias sobre dispositivos ESDS y las precauciones
relacionadas con el potencial de tierra. El conocimiento de estas advertencias debe
hacerse extensible tanto al personal de limpieza como al de contratas de
mantenimiento o cualquier otro personal que de tiempo en tiempo accede a estas
áreas.
11.3. Aireación
11.4. Suelos
Debe evitarse los efectos directos de los conductos de aire sobre las áreas
de trabajo protegidas.
Como resultado de los efectos de la triboelectricidad, el suelo es el mayor
contribuyente al aumento de las cargas estáticas y en especial aquellos suelos de
vinilo o los no conductivos. Este tipo de suelo requiere el uso de esterillas
conductivas junto al área protegida ESD o ser sustituido por otro del tipo conductivo.
11.5. Area de trabajo
Este área se define como cualquier superficie sobre la que va a manejarse un
dispositivo o conjunto ESDS, dentro o fuera de su bolsa o contenedor. (Ver Figura 6)
y que permita disipar la carga electrostática adecuadamente.
La superficie debe cubrirse con un material conductivo (disipativo) con una
determinada resistividad eléctrica y puesta a tierra a través de una resistencia
limitadora de corriente.
El operador debe estar puesto a tierra a través de una muñequera la cual
está también conectada a tierra a través de una resistencia limitadora de corriente.
En esta área todos los componentes ESDS deben permanecer protegidos
en sus embalajes de protección ESD y perfectamente etiquetados.
Un control ESD efectivo requiere unas atenciones especiales en el área de
trabajo para conservar en buen estado de funcionamiento los elementos que la
componen. Es por ello que se deben incluir procedimientos de mantenimiento regular
y de comprobación periódica que aseguren que los procedimientos y técnicas de
manejo se realizan adecuadamente, así como también para asegurar el control de
estáticos del área.

Figura 6 Area de trabajo protegida ESD
La esterilla del suelo tiene como misión la de eliminar las cargas estáticas
que portan las personas que se acercan al puesto de trabajo.
Como ya se ha dicho, la limpieza es un factor muy importante que contribuye
al control de estáticos. En el puesto de trabajo no debe, por tanto, existir más cosas
que las que sean imprescindibles. Así, por ejemplo, todos aquellos elementos
aislantes como carpetas de vinilo, vasos de café, envoltorios de plástico, etc, etc, no
deben de permanecer en el área de trabajo a menos que su carga estática sea
neutralizada por medio de ionizadores de aire. En este sentido hay que recordar que
las cargas estáticas desaparecen de un cuerpo conductor por el mero hecho de
ponerlo a tierra. Sin embargo esto no es posible en los cuerpos aislantes por lo que,
como se ha dicho, sus cargas han de ser neutralizadas.
11.7 Accesorios
Los carrillos para transportar equipos generan altos niveles de electrostáticos
a menos que estén construidos de un material conductivo con una determinada
resistividad eléctrica y con un adecuado sistema de drenaje a tierra.
Las cajas y bolsas de los componentes deben estar hechas de material
conductivo o antiestático, según los casos. Las bolsas de apantallamiento son las
mejores por ofrecer una completa protección contra los campos electrostáticos
externos y contra las ESD. Las bolsas no conductivas no deben utilizarse para
almacenar o transportar dispositivos ESDS.
Los documentos deben estar protegidos por carpetas de material
antiestático.

Figura 7 Manejo de tarjetas electrónicas en el avión
Los materiales de limpieza deben ser los adecuados para este tipo de
áreas de trabajo
El personal debe vestir con un mono o bata reglamentariamente
antiestática.
11.8 LRUs (Line Replacement Unit)
El manejo de una LRU cuando se desmonta o se monta en el avión, no
presenta grandes problemas si el conjunto de tarjetas electrónicas que la compone
están montadas dentro de una caja que ofrece un blindaje efectivo contra las ESD
(Caja de Faraday). Sin embargo, cuando la LRU es una tarjeta electrónica, su
tratamiento no debe diferir de lo ya explicado anteriormente, es decir, debe utilizarse
la muñequera para su manipulación (Ver Figura 7). Algunos aviones modernos
disponen de la correspondiente toma de tierra antiestática (soft ground) para este fin.
Asimismo, para su transporte, la LRU ha de protegerse con bolsas o contenedores
antiestáticos.

En todos los casos, durante el transporte los conectores de las LRUs han
de protegerse con tapones conductivos, para evitar que las patillas de los
conectores queden expuestas a las ESD bien por inducción de un campo
electrostático externo o por contacto con las manos.
12. Las cargas electrostáticas en vuelo
Es ampliamente conocido que las cargas electrostáticas acumuladas en un avión en
vuelo generan ruido de radiofrecuencia, el cual puede interrumpir la navegación y las
comunicaciones.
Las causas por las que estas cargas electrostáticas se acumulan en el avión pueden
ser diversas pero principalmente son debidas por volar a través de precipitaciones, por
atravesar campos eléctricos transversales y por la ionización producida por los motores.
La superficie frontal de material plástico que conforma el morro del avión, una pieza
de metal aislada del resto de la estructura del avión o una superficie dieléctrica tal como fibra
de cristal pueden formar un condensador de gran capacidad que se carga
electrostáticamente por la acción del aire, o por los impactos de partículas de polvo, granizo o
nieve cuando se encuentra con una precipitación. Los impactos de estas partículas dejan una
carga positiva o negativa sobre el área de impacto. A medida que la carga aumenta el voltaje
o potencial llega a un nivel en el que se produce la descarga. Se ha comprobado que las
descargas electrostáticas en un avión producen un ruido de radiofrecuencia de banda ancha
que va desde 0 hasta 1000 MHz y que a velocidad de dos a diez millas náuticas por minuto,
la pérdida de comunicaciones o de navegación debido a estos fenómenos pueden ser serios,
sobre todo cuando el avión se encuentra en aproximación. Este fenómeno también puede
observase sobre superficies metálicas pintadas con pinturas o esmaltes de gran rigidez
dieléctrica.
Cuando el avión vuela a través de aire limpio por debajo de una capa de nubes,
puede también adquirir cargas cuya magnitud es una función del potencial de la nube con
referencia a tierra. La estructura del avión puede así acumular suficiente carga electrostática
como para ionizar el aire adyacente a las puntas de los planos, y por supuesto alrededor de
las antenas. Esto da origen a que se produzca una descarga por efecto corona que
igualmente genera ruido de radiofrecuencia y que interfiere el ADF, HF, así como el VHF y el
VOR. El control de ganancia de estos receptores siente el ruido como si se tratara de una
fuerte señal, y actúa de tal modo que desensibiliza el receptor.
Para minimizar estos problemas es necesario, mediante un equipo de prueba de
electrostáticos y comprobando la recepción de los receptores, localizar el área de ruido.
Una vez localizado el área afectada se procede en consecuencia, bien instalando
descargadores estáticos o uniendo eléctricamente piezas aisladas.
13. Algo de Normativa
DoD - US Department of Defense
• MIL - HDBK - 263. Electrostatic discharge control handbook for protection of electrical and
electronic parts, assemblies and equipment (excluding electrically ignited explosive) (Metric).
• MIL - W - 87893. Workstation, electrostatic discharge (ESD) control.
EIA - Electronic Industries Association

• ANSI / EIA - 541 - 1988. Packaging materials standards for ESD sensitive items.
• ANSI / EIA - 625 - 1994. Requirements for handling electrostatic discharge sensitive (ESDS)
devices.
ESD Association
• ESD S1.1 - 1998. Evaluation, acceptance and functional testing of wrist straps.
• ESD STM 2.1 - 1997. Resistance test method for electrostatic discharge garments.
• ANSI EOS / ESD S3.1 - 1991. Ionization.
• ESD S4.1 - 1997. Work surfaces - Resistance Measurements.
• ESD STM 4.2 - 1998. ESD protective work surface charge dissipation characteristics.
• ESD STM 5.1 - 1998. Sensitivity testing - Human body model (HBM) - component level.
• ANSI ESD S5.2 - 1994. Sensitivity testing - Machine model (MM) - component level.
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