Una de las herramientas más comunes para las pruebas de inmunidad es una Generador de ESD, necesario para comprobar la robustez alcanzable de los productos electrónicos en relación con las descargas electrostáticas. Si bien los ingenieros suelen preocuparse por la precisión de las formas de onda, el cumplimiento normativo y los procedimientos de prueba, la seguridad y la idoneidad de los procedimientos siguen siendo cuestiones vitales. Los generadores ESD producen ráfagas de muy alto voltaje de varias decenas de kilovoltios (según el modelo), lo que implica que un uso inadecuado puede provocar la rotura del equipo, la alteración de los resultados de las pruebas o un riesgo de descarga eléctrica para el operador.
La necesidad de realizar procedimientos de prueba de pistolas ESD adecuados y seguros es cada vez mayor a medida que los productos se vuelven más sensibles e incorporan una gran cantidad de componentes electrónicos. Los laboratorios profesionales cuentan con protocolos de manipulación segura para garantizar que todas las formas de descarga se realicen de forma adecuada y segura, cumpliendo plenamente con las obligaciones de la empresa. IEC 61000-4-2.

Entendiendo el riesgo detrás de los generadores ESD

Aunque un generador ESD no utiliza corriente eléctrica continua como la de los equipos eléctricos, su pulso de descarga es de alta energía y muy rápido. El alto voltaje, junto con un rápido tiempo de subida y un pico de corriente brusco, puede causar daños inmediatos al hardware si no se maneja correctamente.
Los riesgos incluyen:
• Lesiones personales causadas sin saberlo.
• Descarga eléctrica para los usuarios, potencial corporal sin conexión a tierra.
• Rotura de elementos delicados en el montaje de prueba.
• Destrucción de familias de semiconductores o placas de control.
• Muestras de prueba contaminadas debido a descargas gemelas.
• Durante las pruebas con sustancias inflamables existen riesgos de incendio.
• Las pruebas no controladas de productos electrónicos dan lugar a fallos ocultos en los productos.
Estos peligros se agravan aún más cuando se utilizan generadores de alta potencia, como 15 kV, 20 kV o 30 kV. Por ello, las actividades de laboratorio de los profesionales requieren un estricto conjunto de precauciones de seguridad antes de realizar una prueba con pistola ESD.

Preparación del entorno previo a la prueba

El área de prueba debe estar lista antes de encender un generador ESD. El entorno debe ser no conductor, seco y limpio. Las herramientas manuales y los accesorios metálicos deben mantenerse fuera de la línea de descarga. La humedad también aumenta la conductividad en la superficie y puede causar chispas erráticas.
La mesa de prueba se debe configurar según IEC 61000-4-2Es decir, aislado, salvo que se indique lo contrario. No debe haber ningún equipo con tapizados ni superficies que generen electricidad estática.
El nivel de ventilación debe ser satisfactorio, ya que las descargas de alta frecuencia pueden generar una mínima generación de ozono. La concentración de ozono no es muy alta, pero debido a la falta de ventilación adecuada, las pruebas continuas podrían resultar incómodas.

Puesta a tierra del operador y seguridad personal

El operador no puede estar en la vía de descarga. Es peligroso utilizar un generador ESD sin seguir las medidas de conexión a tierra:
• Párese sobre una colchoneta aislante
• Acelerar, no hacer contacto directo con planos de tierra.
• Use zapatos con protección ESD o correas de conexión a tierra, cuando sea necesario, en el laboratorio.
• Las manos también deben estar secas para evitar el cambio de conductividad.
• Quítese todos los objetos metálicos como anillos o relojes.
El operador no debe tocar bajo ninguna circunstancia las partes conductoras expuestas del dispositivo bajo prueba (DUT) durante la descarga ni poco después de esta. Un DUT puede contener carga residual tras descargas anteriores, especialmente en secuencias de prueba de pistola ESD de alto voltaje.
Según laboratorios profesionales, los generadores ESD solo deben ser utilizados por personal cualificado. Los nuevos operadores deben recibir capacitación controlada para conocer la distancia del arco, la polaridad de descarga y las áreas de posible peligro.

Manejo seguro del generador ESD

El generador ESD está equipado con sistemas de carga de alto voltaje. La carga residual que queda en el banco de condensadores interno puede quedar atrapada si no se manipula correctamente. El operador debe apagar el instrumento y dejar que se descargue completamente antes de realizar cualquier modificación en la punta de descarga o los accesorios.
El manejo seguro incluye:
• Sujetar la pistola ESD por los puntos aislados.
• Toque eterno de la punta de descarga.
• Manipular con ambas manos cuando no esté especificado en el diseño del fabricante.
• Sosteniendo el arma apuntando hacia un pueblo.
• No lo balancee ni lo gire repentinamente ya que puede quedar expuesto a superficies conductoras no deseadas.
En caso de caída de la pistola ESD, debe revisarse y reutilizarse. Una desalineación o daños internos pueden provocar una descarga insegura.

Posicionamiento correcto durante la prueba de pistola ESD

Al realizar una prueba de pistola ESD, la precisión del posicionamiento es una medida más segura y conforme a la normativa. Se espera que el operador se encuentre en una postura estable y cómoda, sujetando el generador. La distancia y el ángulo deben ajustarse al plan de la prueba. Un posicionamiento incorrecto puede provocar fallos de encendido o una trayectoria de arco no conforme a la norma.
La descarga de contacto debe tener un contacto perpendicular sólido con el punto de prueba. Si el operador presiona la pistola en ángulo, esta podría descargar internamente o sobre una superficie incorrecta. La descarga de aire debe realizarse con cuidado para evitar la formación de prearco que pueda provocar resultados irregulares.

Cómo evitar rutas de descarga no deseadas

Una ruta de descarga defectuosa provocará daños graves. El generador ESD puede generar arcos eléctricos no deseados que:
• Bordes de la mesa
• Tornillos metálicos
• Blindajes de cables expuestos
• Partes del cuerpo del operador
• Esquinas del plano de tierra
• Instrumentos de prueba
Todo arco eléctrico no deseado puede causar daños, invalidar los hallazgos o anular el dispositivo bajo prueba. Un operador realizará una prueba de funcionamiento en seco del equipo antes de aplicar cualquier voltaje. Debe reposicionar los equipos de manera que la única salida de descarga posible apunte a la posición deseada para la prueba.

Manejo seguro de la polaridad de alto voltaje

El generador ESD suele ofrecer polaridad positiva y negativa. Los dispositivos semiconductores son propensos a la polaridad negativa, lo que genera mayor tensión. No se debe cambiar la polaridad a menos que la pistola toque el dispositivo bajo prueba. Esto puede ser peligroso si se realiza durante el contacto, ya que se puede acumular tanta estática que se puede producir un arco eléctrico, o puede ocurrir en cualquier momento.
Además, los operadores deben verificar los indicadores de polaridad en la pantalla y asegurarse de que se utilice la polaridad correcta según el plan de prueba. Una interpretación incorrecta de la polaridad puede causar daños por sobretensión.

Mantener la integridad del equipo

El estado físico de un generador también implica seguridad. La revisión periódica garantiza que:
• La terraza de descarga está limpia e intacta.
• El cable de tierra está completamente intacto.
• El aislamiento de la empuñadura no presenta grietas.
• Las partes internas no tienen humedad.
• Se realizan parches de seguridad en el firmware.
• Las pistolas inalámbricas ESD tienen una condición de batería estable.
LISUN Otros fabricantes han recomendado intervalos de mantenimiento programados para garantizar un funcionamiento seguro. Los instrumentos que no superen las pruebas de autocomprobación interna no deben utilizarse antes de realizar el mantenimiento.

Prevención de daños en DUT y laboratorios

Al realizar pruebas con pistola ESD, los operadores deben tomar medidas de precaución muy serias para evitar dañar el dispositivo bajo prueba o el equipo circundante.
Las prácticas clave incluyen:

• No utilizar un voltaje mayor al requerido.
• Energía UT limitada por sobretensiones mediante circuitos limitadores de sobretensiones cuando sea necesario.
• Intervalo de recuperación entre descargas
• No permitir que las áreas de ventilación tengan descarga directa a menos que sea necesario.
• Protección de sensores, puertos y conectores.
Algunos DUT pueden retener la carga. Una vez superadas las pruebas, el operador debe conectar a tierra manualmente las superficies conductoras expuestas mediante una pértiga de tierra aislada.

Procedimientos de seguridad y descarga posteriores a la prueba

Una vez finalizada la prueba, el generador ESD debe apagarse y almacenarse en un lugar seguro. Los operadores deben asegurarse de que el dispositivo esté completamente descargado internamente. Ningún generador ESD cargado debe almacenarse, especialmente en una instalación de prueba común.
Se debe conectar a tierra todas las superficies del DUT que puedan contener carga residual. Es necesario limpiar la cámara o el área del laboratorio de objetos conductores y volver a inspeccionarla antes de realizar la siguiente prueba.

Conclusión

Generador de ESD Es un dispositivo necesario para la prueba de inmunidad ESD, pero debe operarse con un alto nivel de seguridad. La preparación previa a la prueba, la conexión a tierra, el posicionamiento, la gestión de la polaridad, la recuperación posterior a la prueba, etc., son fundamentales para la protección del operador y del dispositivo bajo prueba. Los profesionales comprenden que una prueba ESD con pistola precisa solo se puede realizar si se siguen estrictamente las directrices de seguridad. Mediante un manejo regular, un entorno adecuadamente controlado y el asesoramiento de fabricantes de confianza como... LISUNLos laboratorios pueden realizar análisis ESD de alta volatilidad con confiabilidad, precisión y sin causar daños.

Etiquetas:ESD61000-2