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Dos problemas que deben resolverse tanto en fábricas de semiconductores y dispositivos médicos como en electrónica aeroespacial son la contaminación por partículas y la descarga electrostática. Una mesa de trabajo ESD para salas limpias cumple ambas funciones: protege los componentes sensibles contra la contaminación por partículas y la electricidad estática, y dispone de una superficie de trabajo. La calidad y el cumplimiento normativo deben mantenerse mediante el uso seguro de estas estaciones de trabajo especiales, y es fundamental comprender cómo se utilizan dichas estaciones para garantizar la seguridad de los componentes.
Protección dual: normas para salas limpias y control ESD
Se satisfacen dos conjuntos de requisitos para desarrollar mesas de trabajo ESD para salas limpias. Por un lado, la norma para salas limpias exige una generación mínima de partículas y una baja emisión de gases. Por otro lado, la seguridad exige la disipación controlada de cargas estáticas en entornos ESD. Una mesa de trabajo ESD bien diseñada y bien fabricada debe ser capaz de hacer frente a estos desafíos.
El material utilizado para la construcción de la superficie de trabajo es normalmente un material con buena resistencia a la desprendimiento de partículas y con características disipativas estáticas. Algunos sistemas se pueden usar para manipular obleas, realizar diagnósticos y ensamblar obleas a chips, y son aptos para entornos de sala limpia de Clase ISO 7. El bastidor de la mesa tiene un recubrimiento en polvo conductor que forma una vía pasiva de conexión a tierra para que la electricidad estática fluya de forma segura a través del bastidor metálico. El diseño de doble función ayuda a evitar la contaminación o los riesgos de descarga electrostática originados directamente desde la estación de trabajo.
Los materiales poliméricos reticulados serán disipativos en volumen, por lo que no habrá posibilidad de que la alfombra emita gases (outgassing) y, por ende, contamine el área de sala limpia. Esto resulta especialmente crítico en la fabricación de semiconductores y dispositivos médicos, donde los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) podrían afectar la calidad del producto y/o la seguridad del paciente.
Protección de componentes frente a daños ocultos por ESD
El más peligroso de los descargas electrostáticas es que puede causar daños y pasar desapercibido en el momento. Si la primera prueba se aprueba y luego falla en el campo debido a ESD, podría resultar en un retorno costoso y provocar insatisfacción del cliente. Las mesas de trabajo ESD para salas limpias de clase ESD pueden reducir el riesgo de ESD de forma constante y fiable.
La resistencia superficial del laminado disipativo está entre 10⁶ ohmios y 10⁹ ohmios, lo que cumple con las normas I.E.C. 61340-5-1 y ANSI/ESD S20.20. Algunos sistemas tienen un diseño de doble capa, donde una capa es conductora (para proporcionar una buena conexión eléctrica a tierra) y la otra es disipativa (para controlar la velocidad de descarga). Se trata de una disipación controlada sin descargas dañinas en una fracción de segundo y no permite la acumulación de cargas estáticas.
Las mesas de trabajo ESD de grado sala limpia están construidas con materiales que no contienen sustancias químicas nocivas, como halógenos, plomo, arsénico, bario, plastificantes ftalatos, entre otros. Esto las hace conformes a la normativa RoHS y adecuadas para entornos donde la emisión de gases o contaminantes (outgassing/out contamination) es crítica.
Sistemas de puesta a tierra integrados para una seguridad integral
La mesa de trabajo ESD de grado sala limpia no es la única parte de un Área Protegida contra Descargas Electroestáticas (EPA); en realidad, constituye el núcleo de toda una EPA. Mediante un punto de conexión a tierra común (Common Point Ground), se conecta a brazaletes de muñeca, alfombras conductoras para el suelo y otros equipos eléctricos de trabajo, manteniendo así el mismo potencial eléctrico en todo el espacio laboral. Esta integración elimina cualquier diferencia de voltaje que pudiera provocar descargas dañinas.
Según las mejores prácticas de ESD, todos los elementos conductores del área de trabajo deben conectarse a un único punto de tierra eléctrica (superficies de trabajo, personas y equipos). La resistencia a tierra de una alfombra o superficie de trabajo no debe superar 1 × 10⁹ ohmios, y la resistencia a tierra de las personas no debe superar 3,5 × 10⁷ ohmios. Cuando cada elemento está correctamente conectado, no existirá diferencia de potencial entre los elementos, y estos podrán manipularse sin causar daños por ESD.
Los fabricantes de calidad realizan numerosas mediciones distintas en diversos puntos de medición de ESD antes de la entrega, y proporcionan una verificación escrita de que la estación de trabajo cumple con los niveles requeridos de resistencia a la descarga. Esta documentación facilita las auditorías y demuestra el compromiso de los fabricantes de electrónica con la calidad.
Apoyo al cumplimiento de las normas industriales
Los fabricantes han impuesto requisitos rigurosos para las mesas de trabajo ESD, que están disponibles para cumplir con los requisitos de salas limpias. El diseño de la mesa cumple con las normas ANSI/ESD S20.20-2021 e IEC 61340-5-1. El cumplimiento es una necesidad comercial en los sectores de semiconductores y dispositivos médicos.
Las estaciones de trabajo ESD requieren varias pruebas de calificación y pruebas lote a lote. Dichas pruebas incluyen la integridad estructural, las propiedades electrostáticas (resistencia de la superficie de trabajo, generación de carga, resistencia de extremo a extremo), la conexión a tierra y la unión equipotencial, la emisión de gases y la inflamabilidad. Los materiales deben cumplir con la prueba de llama y con el índice de oxígeno. En las estaciones de trabajo deben aplicarse los símbolos de protección ESD y los símbolos de punto de conexión común a tierra.
Con una protección ESD regular, es posible reducir los defectos latentes y las fallas catastróficas. Si la descarga no se diagnostica, puede incurrirse en una pérdida de campo, lo cual resulta más costoso que contar con una buena estación de trabajo. Las mesas de trabajo ESD de grado limpio constituyen el estándar básico de "tierra" para la seguridad de los componentes y el cumplimiento de los requisitos reglamentarios.
Dada la exigente necesidad de aplicaciones en salas limpias y fabricación electrónica, Shanghai Herzesd Industrial Co., Ltd. ofrece una amplia gama de mesas de trabajo ESD de grado limpio para satisfacer dichas especificaciones. Con más de 10 años de experiencia en comercio internacional y soluciones de protección ESD que mantienen la integridad de componentes sensibles, Herzesd posee sólidos conocimientos sobre ESD y cumple con las normas IEC 61340-5-1 y ANSI/ESD S20.20. Póngase en contacto con nosotros para analizar sus necesidades de mesas de trabajo ESD en entornos de sala limpia.