ESD Conceitos, Controles e Prevenção

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ESD – Conceitos, Controles e Prevenção 
Premissas iniciais 
Antes de discorrer sobre o tema ao qual me propus, gostaria de contar com a 
compreensão dos meus colegas profissionais da área de eletrônica pela falta de uso de termos 
técnicos e expressões comumente usadas no mundo da eletrônica. Entendam que os meus 
leitores são de várias áreas (RH, vendas, CQ, comercial, etc.,) e segmentos (Saúde, 
Automotivo, Bebidas, Administradores, etc.). Por causa disso, levem em consideração a 
minha tentativa de levar algo um tanto quanto complexo, ao conhecimento de todos. 
Tendo dedicado a maior parte de minha vida profissional em empresas do segmento 
eletroeletrônico, lidei com os mais variados problemas inerentes aos processos de 
manufatura desse setor. Essa minha vivência profissional fez com que eu tomasse a 
abordagem da ESD de forma “automática”, então a minha equipe sempre foi doutrinada a 
manter uma preocupação com aqueles pontos chaves de grande potencial de ocorrência desse 
fenômeno, bem como a manter um contínuo controle e monitoramento dos mesmos. Essas 
preocupações eram transferidas para os checklists de auditorias de processo e transformados 
em perguntas: Como está a estação de trabalho “X” em termos de ESD? As bancadas estão 
todas aterradas? Os operadores estão usando luvas ante estáticas? Os processos estão em 
conformidade com a norma às normas ANSI/ESD S20.20*? 
* A norma ANSI/ESD S20.20, é uma norma que foi elaborada para ajudar as organizações com 
o projeto, desenvolvimento, implementação e manutenção de programas para controlarem 
as descargas eletrostáticas. 
Certo. Vamos parar de “embromação”, como dizia o meu avô, e vamos ao que interessa! 
Definição de Descarga Eletrostática – ESD 
Quem nunca teve um produto ou equipamento eletrônico que subitamente parou de 
funcionar, como uma TV por exemplo? E após a análise do técnico de reparo, conclui-se que 
um pequeno CI (componente sensível à ESD, CI são as iniciais de Circuito Integrado) estava 
“queimado”? Como ele pôde ter se queimado? Pois é, esses é um dos possíveis efeitos do ESD. 
Concluímos então que os componentes sensíveis à ESD podem se danificar quando submetido 
a uma sobrecarga de tensão ou ter a sua vida útil reduzida, devido a forma errada de manuseio 
durante o processo de manufatura no que tange ao fenômeno ESD. 
 
Exemplo de CI danificado (queimado) por ESD. 
A eletricidade estática ou ESD, do inglês Electrostatic Discharge, é um fenômeno físico 
que não se vê, mas se sente, pois causa perda de produção, de tempo, de matéria-prima, 
podendo ainda criar incêndios, choque em operadores, contaminações com fuligem ou pó e 
causar graves danos aos componentes eletrônicos sensíveis (vide exemplo acima), 
requerendo altos custos de manutenção e/ou reparos em serviços de campo. 
O objetivo deste texto é mostrar a importância que deve ser dada aos problemas 
ocasionados por ESD; Alertar e orientar as empresas do segmento eletroeletrônico sobre a 
importância do controle, descrever os mecanismos, as influências e as sensibilidades de 
alguns componentes quando submetidos a essas descargas, bem como sugerir alguns 
procedimentos e meios de proteção. 
Portanto, a eletricidade estática é a eletrificação de materiais através do contato físico 
e outros meios (esclarecerei mais à frente). Uma descarga eletrostática, ou ESD, ocorre 
quando há uma transferência de cargas elétricas entre corpos que possuem diferentes 
potenciais eletrostáticos. Essa descarga também pode ocorrer quando os corpos estão muito 
próximos ou quando estão em contato direto. 
Usualmente o fenômeno é visto na natureza em forma de raios ou quando estamos 
potencialmente carregados, essa eletricidade estática é descarregada quando tocamos em 
algum objeto metálico, como a maçaneta de uma porta. Outro exemplo, é quando 
aproximamos o nosso braço à tela de televisores e os pelos ficam atraídos, isto é, ficam 
“arrepiados”. 
 
O raio é uma descarga eletrostática de grande intensidade que quebra a rigidez 
dielétrica do ar, ocorrendo um grande fluxo de energia entre regiões eletricamente 
carregadas, e pode dar-se tanto no interior de uma nuvem (intra-nuvem), como entre nuvens 
(inter-nuvens) ou entre uma nuvem e a terra (nuvem-solo). 
Componentes eletrônicos são muito sensíveis às descargas elétricas. Um chip CMOS*, 
por exemplo, pode ser afetado com uma descarga eletrostática de 250 volts. Uma pessoa 
caminhando num carpete, dependendo da taxa de umidade do ar, pode acumular mais de 
1.500 volts. 
* O chip denominado CMOS é um CI (Circuito Integrado) composto por um relógio eletrônico 
e uma memória RAM de 64 bytes, onde estão armazenadas as informações relativas à 
configuração do hardware do microcomputador. 
Como surge a ESD? 
A descarga eletrostática pode ser gerada essencialmente por 3 (três) meios: 
1) ATRITO 
É gerada pela fricção entre duas superfícies (triboeletrificação). É o que ocorre quando 
penteamos nosso cabelo e, logo em seguida, aproximamos o pente de pequenos pedaços de 
papel. Você irá observar que os pequenos pedaços de papel serão atraídos pelo pente. Nessa 
ação (pentear o cabelo), houve o atrito entre o pente e o seu cabelo, levando a propiciar a 
ocorrência de uma transferência de elétrons entre os dois corpos, o que deixou o pente 
eletricamente carregado. 
 
2) CONTATO 
A eletrização por contato, diferentemente da eletrização por atrito, necessita de pelo 
menos um dos corpos carregado eletricamente. 
Para entender o funcionamento do processo da eletrização por contato, considere um 
condutor carregado positivamente e outro condutor neutro. Aproxima-se o condutor positivo 
do condutor neutro até que ocorra o contato entre eles. Quando isso acontece, haverá uma 
transferência de elétrons do corpo neutro para o corpo carregado positivamente. Essa 
transferência irá ocorrer de maneira bem rápida até que ambos os condutores fiquem com o 
mesmo potencial elétrico, isto é, a mesma quantidade de carga elétrica. 
 
3) INDUÇÃO 
Na eletrização por atrito e por contato, há obrigatoriamente a necessidade do contato 
físico entre os corpos. Na eletrização por indução isso já não é necessário e é por isso que esse 
processo recebe esse nome. 
Considere três condutores, um carregado eletricamente e ou outros dois neutros e 
encostados um no outro. Aproxima-se o condutor carregado dos condutores neutros. O 
condutor carregado será o indutor e os condutores neutros, os induzidos. Durante essa 
aproximação, observa-se uma separação de cargas nos condutores neutros. Como o indutor é 
positivo, o induzido mais próximo do indutor ficará negativo e o induzido mais afastado ficará 
positivo. Agora com o indutor ainda próximo, separam-se os dois condutores que estão juntos. 
E por fim, retira-se o indutor das proximidades dos outros dois corpos. Teremos como 
resultado os dois condutores que inicialmente eram neutros, agora carregados com cargas de 
sinais a opostos. Note que em momento algum houve o contato entre o condutor carregado e 
os condutores inicialmente neutros. 
 
Um exemplo de uma consequência da eletrização por indução são os raios. Quando 
temos uma nuvem carregada eletricamente durante uma tempestade, ela irá induzir na 
superfície cargas de sinais opostos criando assim um campo elétrico entre a nuvem e a 
superfície. Se esse campo elétrico for muito intenso teremos uma descarga elétrica violenta 
que nós conhecemos como raio. 
A Tabela Triboelétrica 
Também é possível a descarga eletrostática pela separação de materiais de diferentes 
capacitâncias*. 
Podemos definir *capacitância ou capacidade elétrica, como a propriedade que 
determinados componentes possuem de armazenar cargas elétricas em si quando submetido 
a uma determinada tensão e corrente elétrica. 
A quantidade de carga acumulada por geração triboelétrica* é afetada, 
principalmente, pela área de contato, velocidade da separação e umidade relativa. A sérietriboelétrica, mostrada na tabela abaixo, é utilizada para determinação da tendência de um 
material em acumular cargas positivas ou negativas. 
*Geração triboelétrica refere-se ao estado em que ficou o material após o atrito, isto é, quão 
positivamente ou negativamente ele ficou carregado. A tabela triboelétrica é exibida na 
imagem logo abaixo. 
 
O nível de umidade relativa do ar no ambiente de trabalho também interfere nas 
tensões eletrostáticas. Ambientes com baixos níveis de umidade produzem maiores tensões 
que ambientes com altos níveis, já que menores cargas são conduzidas na umidade do ar e 
nos materiais em ambientes com alta umidade. 
Veja alguns exemplos: 
 
Quando sentimos um choque de eletricidade estática, estamos experimentando uma 
descarga de no mínimo 3.000 volts. Enquanto é possível sentir uma descarga de 3.000 volts, 
cargas menores estarão abaixo da sensibilidade humana, mas que poderão danificar 
seriamente dispositivos semicondutores. 
Com o avança da tecnologia, componentes eletrônicos tendem a se tornar cada vez 
menores. Com o tamanho reduzido dos componentes, o espaço entre isoladores e circuitos 
internos é microscópico, o que aumenta a sensibilidade ao ESD. A necessidade de proteção 
ao ESD aumenta com o avanço da tecnologia. 
Efeitos da ESD 
Os efeitos da ESD sobre componentes eletrônicos são invariavelmente destrutivos. 
Após uma descarga eletrostática, o componente pode apresentar falha total, degradação de 
desempenho, redução da expectativa de vida ou operação instável. 
A imagem abaixo mostra um trecho do interior de um microchip, ampliado por 
microscópio, danificado após o simples toque do usuário. 
 
O prejuízo de ESD para componentes eletrônicos podem tomar surgir de várias formas, 
sendo as mais comuns, a falha passiva, falhas catastrófica direcional e falha catastrófica 
oculta .Vejamos a definição dessas formas de ESD: 
· Falha passiva – a descarga não é potencialmente alta para danificar o equipamento, mas 
suficiente para causar falhas no sistema, panes, travamentos, falta de desempenho. 
· Falha catastrófica direcional – quando o componente é danificado no momento da 
descarga e a falha é identificada no teste. 
· Falha catastrófica oculta – quando a falha não chega a danificar o componente no 
momento da descarga, continuando a funcionar por um tempo. Geralmente a falha total 
ocorre quando o produto ou equipamento já está em uso pelo cliente. 
Controle da ESD 
A maneira básica de proteção contra ESD é obtido através da combinação de métodos 
de prevenção do acúmulo de cargas e mecanismos de remoção de cargas existentes. Para 
minimizar os problemas com eletricidade estática, podemos citar 4 regras básicas de 
proteção: 
1. Estações de trabalho e ambiente (local de trabalho, bancada, ambiente e prevenção 
pessoal); 
2. Transporte e armazenamento; 
3. Ensaios periódicos; 
4. Fornecedores. 
Regra 1 – Estações de trabalho e ambiente 
Essa primeira regra refere-se a manter as estações de trabalho protegidas contra ESD, 
onde os componentes sensíveis podem ser manuseados nesta área. 
Para tal proteção, podem ser utilizados dispositivos como pulseiras e calcanheiras 
dissipativas, ionizadores, superfícies dissipativas, como mantas, tapetes ou pisos com 
tratamento dissipativo e controle da umidade relativa do ar. 
Os pisos dissipativos são eficientes no sentido de minimizarem a geração de cargas 
estáticas, através do deslocamento pela sala de pessoas ou carrinhos de transporte de 
materiais. 
Os ionizadores são equipamentos que lançam íons negativos e positivos no ambiente, 
de forma a neutralizar as cargas acumuladas nos objetos sob sua área de proteção, podendo 
ser de pequeno volume de vazão para uso em bancadas ou de grande volume, este adequado 
para salas limpas. 
Importância do Aterramento 
Levando em consideração que cargas elétricas não podem ser destruídas ou 
eliminadas, devemos ter em mente que a única forma de controle será o seu desvio para o 
terra, que constitui um depósito infinito de cargas. 
Todo o processo de ESD necessitará de um bom sistema de aterramento, onde estarão 
conectados todos os dispositivos de proteção, como mantas, tapetes e piso dissipativo, 
pulseiras e calcanheiras, equipamentos eletrônicos, estações de solda etc. 
A qualidade do sistema de terra e sua eficiência são fundamentais para a 
implementação de qualquer programa de controle de ESD realmente funcional. 
 
Controlando a área de trabalho 
Nas bancadas de trabalho existem diversos itens que devem ser verificados quando da 
implementação de um controle ESD. 
O primeiro item é a superfície da mesa. A preocupação deve ser com a sua capacidade 
de acumular cargas assim como sua capacidade de drenas cargas dos objetos colocados sobre 
sua superfície. O acúmulo de cargas deve ser o mínimo e sua capacidade de drenar cargas 
deve ser eficiente e segura. 
Os materiais usados para controle de ESD normalmente são classificados como 
condutivos, dissipativos e antiestáticos. 
As superfícies dissipativas são as ideais, por apresentarem uma resistividade entre 105 
e 109 ohms/quadrado (ver quadro abaixo). 
 
Materiais condutivos não devem ser utilizados porque podem danificar os 
componentes eletrônicos por formação e correntes muito altas devido às descargas muito 
rápidas e os antiestáticos porque a descarga é lenta. 
Existem divergências quanto ao uso dessas classificações e o termo genérico 
antiestático tem sido usado cada vez mais frequentemente. O uso da expressão pulseira 
antiestática, por exemplo, para se referir à pulseira com propriedade dissipativa. 
 
Um segundo item que deve ser verificado são as caixas de armazenagem colocadas 
junto às mesas. Normalmente, as caixas são confeccionadas em material plástico devido a sua 
facilidade de fabricação e baixo custo. As mesmas considerações feitas em relação à 
superfície da mesa devem ser aplicadas às caixas. Novamente as dissipativas devem ser as 
preferidas. 
Todos os materiais e ferramentas utilizadas na área de trabalho devem ser analisados 
em relação à geração de ESD. Por exemplo, o cabo de uma chave de fenda em plástico não 
condutivo poderá atingir um nível de 1700 volts. 
Escovas para limpeza são artigos que deverão ser escolhidos com muito cuidado, visto 
que sua utilização implica em forte geração de cargas. Escolha as especialmente preparadas 
para minimizar o risco de ESD. Normalmente, as melhores utilizam pelos de animais. Aqui 
deve-se tomar cuidado com o IBAMA...rs. 
Controlando as cargas do corpo humano 
A pele de um técnico ou operador deve ser sempre aterrada, mas em conformidade 
com os requisitos de proteção pessoal. 
A solução mais eficiente para esse problema é a utilização de pulseiras especiais de 
aterramento adequadas para a classe de sensibilidade à ESD do componente a ser 
manipulado. Essas pulseiras conectam a pele com o terra através de um resistor de 1 Mohm, 
garantindo que o escoamento das cargas acumuladas não atinja correntes excessivas e, ao 
mesmo tempo, evitando os riscos de choques elétricos. 
 
Outra medida que pode ser tomada é o uso, por todo o pessoal com acesso à área onde 
existir controle de ESD, de calcanheiras ou biqueiras, que em conjunto com os pisos 
dissipativos, minimizará a geração de cargas durante os deslocamentos (vide figura abaixo). 
 
Outro aspecto que deve ser observado diz respeito às técnicas de manuseio de 
componentes e placas eletrônicas, onde o técnico deve estar sempre consciente do fato que 
cargas estáticas sempre estarão presentes e evite tocar diretamente terminais e componentes 
(Vide procedimento abaixo). 
 
Uma forma de minimizar esse problema é a utilização de luvas ou dedeiras dissipativas. 
 
Na falta de equipamento adequado, é importante descarregar a eletricidade estática do 
corpo antes de manusear componentes sensíveis. Tocar uma janela metálica não pintada, por 
exemplo,com as duas mãos. Essa descarga também pode ser feita tocando a fonte de 
alimentação ou a carcaça metálica interna do computador (vide imagem abaixo). É 
recomendável repetir a descarga a cada 10 ou 15 minutos. 
 
Roupas também são elementos que devem ser considerados cuidadosamente na 
implementação de um programa de controle de ESD. 
Tecidos sintéticos acumulam cargas que não podem ser facilmente descarregadas. 
Devem ser dadas preferências às roupas de algodão, que é relativamente neutro na geração 
de cargas eletrostáticas. 
Outra possibilidade consiste no uso de jalecos especialmente desenvolvidos para 
dissipação de cargas. Esses jalecos especiais possuem fibras condutoras entremeadas no 
tecido. 
 
Manutenção em campo 
Além da preparação em bancada, levamos em consideração trabalhos móveis, onde o 
técnico tem que se deslocar até o ambiente do cliente para a realização de uma manutenção 
em campo. 
Para tais ocasiões, sugere-se a utilização de kits portáteis para serviço em campo, que 
geralmente constam de manta dissipativa com ponto de aterramento e pulseira (lembrando 
que a manta deve estar aterrada para funcionar adequadamente), além das ferramentas 
adequadas (ferramentas e pincéis antiestáticos etc.). 
 
Regra 2 – Transporte e armazenamento 
A segunda regra refere-se aos cuidados ao transportar e armazenar todos os 
componentes e placas sensíveis à ESD em recipientes de blindagem da descarga eletrostática. 
Existem no mercado diversos produtos voltados para esse controle, como embalagens 
antiestáticas, caixas condutivas, protetores de bordas, espumas antiestáticas etc. Veja alguns 
exemplos abaixo. 
 
 
Regra 3 – Ensaios periódicos 
Um aspecto importante no ambiente de trabalho diz respeito às condições dos 
equipamentos de controle antiestático. De nada adianta utilizar uma pulseira dissipativa se 
não tivermos certeza de que ela está funcionando corretamente. 
Na terceira regra, devem-se testar todos os produtos para controle de ESD, 
certificando-se de que todos estejam em perfeito funcionamento. 
Para controlar a eficiência do material usado, existem monitores que indicam se os 
equipamentos de proteção devem ser substituídos ou enviados para manutenção. 
Equipamentos como medidor de pulseira e calcanheira, kits de teste de superfície 
(megôhmetro), sensor de campo eletrostático, sensor para ionizador etc. 
 
 
Regra 4 – Fornecedores 
A quarta regra é, basicamente, garantir e certificar que todos os fornecedores de 
componentes e serviços seguem as três primeiras regras sugeridas e se possível realizar 
auditorias periódicas. 
De nada adianta garantir um controle rigoroso de ESD no ambiente fabril ou de serviços 
e nos demais ambientes onde os componentes serão manipulados não haja controle contra 
ESD. 
Conclusão 
Estabelecer um programa de controle de ESD efetivo não é um objetivo simples, 
embora a maioria das medidas necessárias o seja. 
O principal elemento em qualquer programa de controle será o técnico ou operador. É 
importante ter em mente que um técnico treinado, mesmo sem nenhum equipamento de 
proteção, será mais eficiente do que um técnico sem treino, mesmo que todos os dispositivos 
de proteção possíveis estejam disponíveis. 
Todas as pessoas envolvidas devem ser treinadas e atualizadas nos procedimentos 
periodicamente. 
Com a utilização de equipamentos de controle ESD, normalmente ocorre uma falsa 
sensação de segurança e relaxamento em relação a atividades simples como, por exemplo, 
evitar utilizar copos plásticos, folhas de papel e embalagens desnecessárias na área de 
trabalho. 
Para iniciar um processo de controle de ESD, sugiro verificar os seguintes itens: 
1.Examinar suas instalações e procedimentos 
Verificar entre os processos e equipamentos aqueles com maior chance de provocar o 
aparecimento de problemas de ESD. Por exemplo, a limpeza de placas utilizando escovas com 
cerdas sintéticas podem provocar sérios danos aos componentes eletrônicos sensíveis. 
2. Identificar quais componentes e placas sensíveis a ESD são utilizados 
Lembrar que quanto menores e mais rápidos os componentes semicondutores forem, mais 
sensíveis a ESD eles são. Um processador Intel Core 2 Duo é mais sensível que um antigo 486. 
3. Obter o apoio de todos 
 A implantação de um processo de controle de ESD só será efetivada se for apoiada em todas 
as áreas envolvidas e em todos os níveis. Isso significa que o apoio deverá vir desde o CEO da 
empresa até o pessoal da limpeza. 
4. Documentar as medidas e procedimentos 
Criar documentos detalhando todos os processos e procedimentos e deixá-los em local de fácil 
acesso para consulta imediata. Criar sinalizações simples e diretas nas áreas onde ocorrem 
manipulações de componentes e placas sensíveis. 
5. Treinar todo o pessoal 
 De nada adianta um processo bem estruturado se os técnicos e operadores não souberem 
como proceder ou como utilizar os equipamentos de controle ESD. 
6. Rever, analisar e melhorar os procedimentos 
 Nenhum processo é definitivo. Com o tempo, novas medidas devem ser tomadas a fim de que 
se adaptem novos componentes ou equipamentos. Lembrar que normalmente, toda melhoria 
de processo vem das pessoas que o conhecem e utilizam. 
Fontes de consulta: 
Comunnectiva. https://comunnectiva.weebly.com/index.html 
BRITO, Lúcio Costa; CALIL, Saide Jorge. A influência das descargas eletrostáticas na 
qualidade da manutenção de equipamentos eletromédicos. Unicamp. Disponível em 
http://www.scribd.com/doc/2386746/A-Influencia-das-Descargas-Eletrostaticas-na-
Qualidade-daManutencao. Acessado em 11/01/2010. 
CUNHA, Roberto. Descargas Eletrostáticas: diminua os riscos de falhas em seus 
equipamentos. Revista Saber Eletrônica On-Line. 2008. Disponível em 
http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/764. Acessado em 11/01/2010. 
VASCONCELOS, Laércio. Descargas eletrostáticas danificam o computador. Laércio 
Vasconcelos Computação, 2003. Disponível em 
http://www.laercio.com.br/artigos/hardware/hard-056/hard-056.htm. Acessado em 
11/01/2010. 
Eletricidade Estática: causa, efeito e solução. Estatec Ind. e Com. Ltda. Disponível em 
http://www.estatecbrasil.com.br/sobre-estatica.asp. Acessado em 11/01/2010. 
Conceitos básicos de descarga eletrostática (ESD). Vest Clean. Disponível em 
http://www.vestclean.com.br/pag%208.htm. Acessado em 11/01/2010 
 
Espero que as horas dedicadas na elaboração deste texto traga algum benefício e de alguma 
forma, contribua para o seu conhecimento e crescimento profissional. 
Um grande abraço e sucessor a todos! 
 Francinei Rodrigues 
Especialista em Engenharia de Qualidade e Gestão de Processos