Todos sabemos que la ESD (descarga electrostática) arruina o puede dañar gravemente los circuitos, tarjetas, componentes y/o ensamblajes electrónicos. Sin embargo, no siempre damos suficiente importancia al impacto que la corrosión tiene en provocar fallos o dejar la electrónica en estado defectuoso.
Fiabilidad reducida
El gran problema es que, a menos que se proteja activamente contra la corrosión, habrá una reducción en la fiabilidad de la electrónica almacenada dentro del empaque.
La corrosión (óxido) y su impacto en la electrónica
Cuando pensamos en corrosión o en óxido, pensamos en hierro o en objetos dejados al exterior expuestos al clima y elementos. No solemos considerar la corrosión en términos de micro-corrosión, la cual afecta a materiales pequeños, como tarjetas PCB, PWB o componentes electrónicos. Sin embargo, la corrosión puede y sucede en las almohadillas de unión (wafers) así como en cualquier superficie metálica, salvo superficies doradas o protegidas por algún recubrimiento especial. Cuando ocurre corrosión, el mejor escenario posible es que la resistencia del metal aumente. Esto produce más calor y puede resultar en un fallo por sobrecarga electrónica (EOS). Además, la corrosión puede provocar fallos en las conexiones. Rara vez se consideran los peores escenarios, como eventos EOS causados por un aumento de resistencia debido a la corrosión.
¿Cómo ocurre esto?
Si hay corrosión en el camino conductor, entonces tendrá mayor resistencia. Esta resistencia adicional requiere más energía de la fuente de poder para alimentar el circuito. El aumento de resistencia y la mayor demanda de energía generan más calor y sobrecargan el circuito.
EOS se refiere a daños eléctricos y térmicos. A veces, las corrientes eléctricas pasan por un componente cuyas especificaciones no soportan dicha intensidad. Cuando esto ocurre, se produce un exceso de energía térmica (calor) y la temperatura del componente se eleva. Este calor elevado reduce la vida útil operativa del componente.
Generalmente, los componentes de una placa PCB presentan caminos de baja resistencia. Esto permite el flujo eficiente de electricidad. Sin embargo, cuando ocurre un evento EOS, incluso estos caminos pueden verse sobrepasados.
Analogía útil
Imagine a una persona promedio corriendo en una caminadora. Ha hecho estiramientos, lleva el calzado adecuado y la máquina está a una velocidad manejable. Al trotar, sigue el ritmo sin problema.
Ahora imagine que la velocidad de la caminadora aumenta 10 veces sin previo aviso. El corredor se ve sobrepasado y, aunque lo intenta, sus piernas se agotan y su energía térmica se dispara. Finalmente tropieza y se lesiona el tobillo, necesitando detener la máquina de emergencia. Nuestro corredor experimentó su propio sobreesfuerzo, incapaz de ajustar su resistencia corporal. El resultado es agotamiento, daño y tener que detenerse.
La gran diferencia entre nuestro corredor sobrecargado y un componente electrónico es clara: el corredor tiene muchas otras funciones y su tobillo sanará con el tiempo.
Esto NO sucede en componentes eléctricos/electrónicos
Un componente PCB eléctrico tiene funciones fijas, esenciales para el correcto funcionamiento de la placa. Basta con que un solo componente se sobrecaliente y falle para inutilizar toda la placa. Los componentes eléctricos no se reparan solos. Si ocurre un evento EOS, normalmente se inspecciona el componente para determinar la causa de la falla, y según el resultado se repara o reemplaza. Esto es tan difícil como costoso. De hecho, según Intel, el EOS es la principal causa de daño en los circuitos integrados. Es un problema común en la industria electrónica.
Existe otra diferencia relevante entre la caminadora y un evento EOS: el EOS puede ocurrir por un suceso aislado o por condiciones persistentes, en milisegundos o en semanas/meses.
En este sentido, podemos imaginar que nuestro corredor experimenta aumentos repentinos e irregulares de velocidad en la caminadora. Su cuerpo no puede adaptarse y se ve obligado a detenerse.
Efectos del EOS
El EOS puede manifestarse de las siguientes maneras:
- Exceso de corriente de suministro o baja resistencia entre la fuente y tierra.
- Pines de entrada o salida cortocircuitados a la fuente de alimentación o tierra.
- Conexiones abiertas en uno o más pines de la fuente.
- Fallo funcional por daño interno del dispositivo.
El EOS puede resultar en:
- Protuberancias, quemaduras y agujeros en pistas del PCB.
- Metal fundido.
- Conexiones rotas.
- Estrés térmico.
- Fallo completo del PCB.
Otro escenario crítico por corrosión
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| El “Vía” en su estado original — antes de cualquier almacenamiento. |
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| Otra vista (ampliada) del “Vía” después de 6 semanas de almacenamiento en India, en una bolsa apantallada estándar. |
En otro escenario crítico, la corrosión puede causar la pérdida inmediata del equipo electrónico.
Un ejemplo proviene de India, donde un componente se empaquetó en un embalaje estándar ESD (bolsa apantallada).
La bolsa apantallada no protegió el chip de los daños causados por las malas condiciones atmosféricas (contaminación), conocida también como ozono a nivel de suelo.
Este ejemplo muestra que, incluso con un embalaje adecuado, un entorno adverso requiere una protección mejorada.
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| El “Vía” después de 6 semanas de almacenamiento en India (en China sería peor), en una bolsa apantallada estándar. |
El embalaje debe proteger tanto contra ESD como contra gases corrosivos. Normalmente, esto es un evento ESD; sin embargo, un análisis SEM-EDX mostró que el cobre seguía presente, pero se había transformado en sulfuro de cobre.
La corrosión literalmente consumió el cobre del vía, haciendo que el dispositivo no funcionara. Una protección adecuada contra ESD y corrosión habría evitado este resultado.
Un escenario alternativo para SUS productos:
El uso de bolsas Static INTERCEPT habría proporcionado protección permanente ESD, así como contra gases corrosivos.
Para saber más sobre cómo las soluciones de IT pueden protegerle de los daños por corrosión y ESD, contáctenos directamente al (847) 821-8280 o envíe un email al EQUIPO Intercept.