Programa de gestión de la estática de SCS: Resolución de los desafíos más importantes de la industria electrónica con una solución para la Industria 4.0

En el vertiginoso mundo de la fabricación de productos electrónicos, incluso las pequeñas interrupciones pueden provocar graves contratiempos. Una de las amenazas más peligrosas para la eficiencia y la integridad de los productos es la descarga electrostática (ESD) y el sobreesfuerzo eléctrico (EOS). El programa de gestión de la estática de SCS va más allá de las típicas medidas de control de la estática y aborda estos desafíos con una solución de supervisión escalable y pionera en la Industria 4.0.

La amenaza oculta de la electricidad estática, ESD y EOS

La electricidad estática o descarga electrostática surge de un desequilibrio de cargas eléctricas en el interior o en la superficie de los materiales. La causa es la carga triboeléctica, un fenómeno que se produce por contacto y separación.

La descarga electrostática (ESD) se produce como resultado de la carga electrostática, por eso, en el control de ESD intentamos eliminar o minimizar las cargas electrostáticas. Se produce cuando dos elementos, con un nivel de carga electrostática (potencial) diferente, se aproximan y se produce una transferencia de carga rápida y espontánea. Esto genera calor y, si es una tensión lo suficientemente alta, se puede sentir, pero con tensiones mucho más bajas puede fundir los circuitos de los componentes electrónicos. En la vida cotidiana, podría suponer una pequeña molestia, pero en la fabricación de componentes electrónicos puede tener consecuencias devastadoras. Las descargas electrostáticas (ESD) pueden dañar o destruir componentes sensibles, lo que provoca reparaciones costosas, retrasos en la producción y una menor fiabilidad del producto.

El sobreesfuerzo eléctrico (EOS) se produce cuando las señales eléctricas aplicadas a un circuito o dispositivo superan los parámetros normales de funcionamiento y, con el tiempo, causan daños similares a los de las descargas electrostáticas. La causa puede ser la pérdida de la conexión a tierra o la presencia de ruido de alta frecuencia o interferencias electromagnéticas (EMI) en la tierra.

Las tres son difíciles de controlar, eliminar o encontrar, ya que no son visibles a simple vista, ni tampoco los daños que causan.

Desafíos a los que se enfrenta la industria electrónica

Daños en los componentes y control de calidad

Los componentes electrónicos modernos son muy sensibles a las descargas estáticas. Incluso una ESD menor puede inutilizar un microchip o una placa de circuitos, lo que provoca importantes pérdidas económicas. Lo peor es que las empresas pueden verse afectadas por defectos de ESD latentes. Estos se producen cuando la ESD debilita o daña un componente hasta el punto de que sigue funcionando durante las pruebas y se entrega al cliente, momento en el que el componente falla o produce fallos intermitentes. Esto no solo es más costoso en cuanto a reparaciones en garantía, sino que también puede provocar la frustración del cliente y afectar gravemente a la reputación de la empresa.

Inactividad en la producción

Los daños relacionados con la estática suelen dar lugar a una investigación larga y difícil para determinar su causa y cómo resolverlos. Esto puede provocar que las líneas de producción se detengan mientras se diagnostican y resuelven los problemas, lo que conlleva el incumplimiento de plazos y una disminución de la productividad.

Cumplimiento de la normativa

El incumplimiento de las normas ESD, como ANSI/ESD S20.20, puede suponer la pérdida de negocio, ya que muchos de sus clientes o futuros clientes exigen un mínimo de cumplimiento de la norma.

Control de ESD en líneas automatizadas

Antes, la principal preocupación era controlar la ESD en el banco de trabajo y los eventos de ESD del modelo del cuerpo humano (HBM). Hoy en día, cuando la mayor parte de la fabricación electrónica se realiza con máquinas, el sector se esfuerza por mantener el ritmo de las medidas necesarias para proteger los dispositivos sensibles a ESD durante estos procesos.

La mejor solución

Entonces, ¿cuál es la mejor solución para seguir el ritmo de las presiones del panorama de fabricación actual? Un sistema basado en:

la detección continua

El programa de gestión de la estática (SMP) de SCS puede utilizar una combinación de tres tipos diferentes de monitores constantes, ionizadores y la aplicación web SMP. Antes de ahondar en la parte de adquisición de datos del sistema, deberíamos hablar de los fundamentos de la detección continua en el control de ESD.

Los monitores continuos proporcionan información instantánea sobre el estado y la funcionalidad de los diferentes parámetros utilizados en el control de ESD:

• La toma de tierra de una persona a través de una muñequera
• La toma de tierra de una superficie de trabajo
• La tensión corporal de una persona
• La toma de tierra y la integridad electromagnética (EMI) de herramientas metálicas como semiconductores, unidades de disco, paneles planos y entornos de fabricación de equipos electrónicos
• Voltaje estático
• Eventos de ESD
• Equilibrio del ionizador y tiempo de descarga

Los monitores continuos para estaciones de trabajo ofrecen ventajas significativas sobre las pruebas diarias con muñequera, y proporcionan una solución más eficaz y fiable para cumplir la norma de control de ESD S20.20. Estos beneficios incluyen:

• Detección inmediata de cualquier fallo del sistema de muñequeras, lo que garantiza que los operarios sean conscientes de inmediato de cualquier problema.
• El monitoreo continuo para detectar fallos en fracciones de segundo, como los que se producen en la fase “intermitente” debido a la fatiga inicial de la flexión
• Comprobaciones automatizadas y registro de los resultados, lo que elimina la necesidad de realizar pruebas manuales y reduce el riesgo de errores.

Este enfoque proactivo ayuda a prevenir los eventos de ESD antes de que causen daños a componentes sensibles. El monitoreo constante reduce el riesgo de daños por ESD, elimina la necesidad de comprobaciones manuales y permite a los operarios centrarse en sus tareas, mejorando así la eficiencia y la productividad del flujo de trabajo.

Misma atención en todas las fases de fabricación

Un control eficaz de la estática requiere supervisar todas las fases del proceso de fabricación. El SMP garantiza la comprobación sistemática de todos los parámetros relevantes, incluidas las máquinas, los bancos y el personal. Al vigilar todas las etapas, el programa previene daños y mantiene la integridad de los productos.

Herramienta fácil de usar

Para los coordinadores de ESD que gestionan múltiples responsabilidades, el SMP ofrece herramientas fáciles de usar que agilizan las tareas y permiten una gestión eficaz del protocolo de ESD. Esta facilidad de uso aumenta la eficacia y garantiza una aplicación coherente de las medidas de control de la electricidad estática, lo que reduce el riesgo de que se produzcan eventos de ESD.

Un enfoque proactivo

El SMP hace hincapié en un enfoque proactivo de la gestión de la estática. Al utilizar datos y análisis en tiempo real, aborda los problemas estáticos antes de que causen daños. Este cambio de la extinción reactiva a la gestión proactiva mejora el rendimiento, aumenta la fiabilidad del producto y proporciona un retorno de la inversión cuantificable.

Monitoreo remoto

El cambio hacia el trabajo remoto ha añadido complejidad a la gestión estática, pero el SMP lo resuelve con conectividad avanzada y capacidades de gestión remota. El software alojado a nivel local que utiliza una interfaz web permite a los ingenieros y técnicos supervisar los niveles de estática y controlar los equipos desde cualquier lugar, lo que garantiza la eficacia de las medidas de control de la estática sin importar la ubicación.

Monitoreo y análisis inteligentes

El programa de gestión de la estática (SMP) de SCS aprovecha las tecnologías de vanguardia de la Industria 4.0 y los dispositivos habilitados para internet de las cosas (IoT) para supervisar de forma continua los parámetros de control de ESD. Este sistema avanzado recopila datos en tiempo real para identificar tendencias y posibles problemas, lo que permite tomar medidas proactivas que mitigan los riesgos de daños e interrupciones operativas.

Los sofisticados análisis de SMP proporcionan una detección inmediata de eventos de ESD y posibles fallos de componentes, lo que facilita una rápida resolución. El sistema está equipado para enviar alertas instantáneas y notificaciones por correo electrónico, lo que garantiza una respuesta oportuna y la continuidad operativa. Al estar estructurado como una API, el SMP se integra a la perfección con los sistemas de fabricación existentes, con lo que optimiza la eficacia del flujo de trabajo sin complicaciones.

Al gestionar eficazmente los riesgos de ESD, EMI y EOS, el SMP permite a los fabricantes obtener una ventaja competitiva. Sus capacidades de captura y análisis de datos en tiempo real no solo mejoran la calidad del producto, sino que también contribuyen a mejorar la satisfacción del cliente y a un posible ahorro de costos.

¿En qué consiste el SMP?

El SMP puede ser tan completo o flexible como se necesite, ya que consta de dispositivos individuales que supervisan distintos parámetros. Una visión general de los distintos dispositivos:

Monitor EM Aware

• Detecta y mide descargas electrostáticas (ESD), tensión estática y parámetros de ionización.
• Es una herramienta de diagnóstico integral que identifica entornos problemáticos y califica herramientas, como las que se encuentran en una línea SMT y de soldadura manual, para la manipulación de dispositivos sensibles a ESD

Figura 1: El monitor EM Aware de SMP. (Fuente de la imagen: SCS)

Monitor maestro de tierra

• Supervisa la impedancia de la trayectoria a tierra y la integridad electromagnética (EMI) de ocho conexiones metálicas a tierra de herramientas de proceso en áreas de trabajo. Dado el número de conexiones a tierra que puede supervisar, es ideal para la puesta a tierra de líneas SMT.

Figura 2: El monitor maestro de tierra de SMP. (Fuente de la imagen: SCS)

Monitor WS Aware

• Monitorea de forma continua la integridad de la conexión a tierra de los operarios, las superficies de trabajo conductoras o disipadoras, y las herramientas metálicas.
• Los terminales remotos Big Brother opcionales permiten que el monitor emita una alarma cuando un operario se acerca a componentes sensibles a la electricidad estática, pero no se coloca correctamente la muñequera.
• Se puede combinar con el relé de potencia SCS, que impide que los bancos de trabajo, las herramientas manuales y otros dispositivos electrónicos de la zona de trabajo se enciendan si el operario no está bien conectado a tierra.

Figura 3: El monitor WS Aware de SMP. (Fuente de la imagen: SCS)

Ionizador de sobremesa Ion Pro™

• El primer ionizador que utiliza la tecnología patentada Ion Gauge™ y cuyo equilibrio y tiempo de descarga son supervisados por el programa de gestión de la estática (SMP).
• Proporciona una eficacia de neutralización óptima utilizando una placa colectora de iones para muestrear el equilibrio y el tiempo de descarga. Emite una alarma si el ionizador requiere mantenimiento debido a una neutralización ineficiente.

Figura 4: El ionizador de sobremesa Ion Pro de SMP. (Fuente de la imagen: SCS)

Kit de diagnóstico

Los kits de diagnóstico del SMP ofrecen una forma portátil de validar sus procesos de ESD. El software incluido le permite supervisar los resultados de forma remota desde cualquier PC de la red. El maletín Pelican incluye inserciones personalizadas y compartimentos con cremallera que permiten volver a guardar el sistema y trasladarlo a la siguiente zona ESD de interés. Hay tres kits distintos, cada uno con una configuración diferente de monitores:

• Kit de diagnóstico de SMP
• Kit de diagnóstico de eventos ESD
• Kit de diagnóstico de estaciones de trabajo

Figura 5: El maletín Pelican se puede utilizar para almacenar y transportar los kits de diagnóstico de SMP a las zonas ESD de interés. (Fuente de la imagen: SCS)

Conclusión

En la industria electrónica, donde la precisión y la fiabilidad son primordiales, el programa de gestión de la estática de SCS ofrece una solución esencial a los desafíos que plantea la electricidad estática. Al integrar las innovaciones de la Industria 4.0 y adaptarse al panorama del trabajo remoto, este programa mejora la seguridad, la eficiencia y la calidad de los productos, protegiendo en última instancia los resultados de una empresa.

Para los fabricantes de electrónica que buscan proteger sus operaciones y garantizar los más altos estándares de calidad en un entorno dinámico e impulsado por la tecnología digital, el programa de gestión de la estática de SCS es una inversión vital en un futuro sin estática.