Scale ESD con dissipazione di cariche elettrostatiche

1. I sistemi di protezione
I sistemi che proteggono dalle cariche elettrostatiche sono riconducibili a 4 grandi categorie: per prevenire, per schermare, per dissipare e per neutralizzare la carica. Le protezioni delle scale di sicurezza ESD SKYLAX aumentano la conduttività della scala e di tutte le sue parti per dissipare e neutralizzare potenziali cariche.

La prevenzione dall'accumulo di cariche si può raggiungere attraverso l'eliminazione di attività superflue o materiali che possono essere generatori o attraverso l'uso di materiali antistatici. In particolare i materiali antistatici sono quelli che generano minime cariche (generalmente minori di 200 Volts) quando sono sottoposti a sfregamento e a separazione.

Un altro importante sistema di protezione è la dissipazione. Naturalmente può essere applicato solo a materiali conduttori. Generalmente significa che si connettono insieme tutti i materiali conduttori in un punto comune di messa a terra. Il corpo umano è proprio uno dei conduttori che necessita di messa a terra. Normalmente il punto comune di connessione è la terra del reparto, dell'area, della fabbrica, etc.

Un altra categoria di protezione è la neutralizzazione della carica. Questa protezione viene applicata quando si deve agire su materiali isolanti in quanto, non conducendo, la messa a terra si rivela inefficace. Il più comune metodo di neutralizzazione è la ionizzazione, cioè l'uso di flussi d'aria, ionizzata positivamente e negativamente. L'oggetto caricato attrarrà ioni della polarità opposta che si bilanceranno,
neutralizzando la carica.

2. Natura dell'elettricità statica
L'elettricità statica è una carica elettrica localizzata in un punto che viene generata da frizione e separazione di due materiali. All'atto della separazione avviene un trasferimento di elettroni dagli atomi superficiali. Lo sbilanciamento di elettroni provocato è la comune carica elettrostatica.
L'intensità del caricamento dipende dalla dimensione, dalla forma, dalla composizione e dalle caratteristiche elettriche dei materiali. Alcuni materiali tenderanno a caricarsi negativamente, altri positivamente. Si definisce il caricamento così avvenuto come "statico" perchè tende a rimanere localizzato in un punto e per un lungo tempo, se non si interviene con opportune azioni esterne. Se il materiale è isolante, si dovrà neutralizzare la carica. Se il materiale è conduttore la carica
verrà disperso più velocemente attraverso un efficace collegamento a terra.

3. Perchè proteggere dall'elettricità statica
Malgrado si possa misurare un campo elettrostatico e spesso la carica elettrostatica sia addirittura visibile, cariche di una certa intensità sono al di sotto della capacità sensoria umana. Se si considera che cariche di 100 Volts possono danneggiare particolari dispositivi elettronici e che usuali azioni quotidiane possono facilmente generare cariche superiori a 10.000 Volts si comprende come la protezione dalla elettricità statica sia diventata fondamentale nell'industria elettronica. Tali considerazioni sono avvalorate da stime che quantificano le perdite annuali dovute a fenomeni ESD a 7000 miliardi di lire. Inoltre bisogna anche tenere conto del fatto che il costo causato da fenomeni ESD non si esaurisce nel valore del componente, ma comprende il costo del lavoro e soprattutto le perdite economiche e d'immagine dovute a riparazioni o resi.

4. GLOSSARIO
Massa: potenziale uniforme stabilito nell'area di lavoro che assicura che il potenziale del componente e di qualsiasi cosa che può entrare in contatto con esso, sia lo stesso.
Resistività superficiale: resistenza fra 2 lati opposti di un quadrato di superficie; la misura è indipendente dalle dimensioni del quadrato.
Unità di misura: ohm .
Resistenza verso terra: resistenza fra 1 punto della superficie testata e la terra. Unità di misura: ohm.
Tempo decadimento carica: tempo di scaricamento della tensione da un valore iniziale ad una percentuale dello stesso. Normalmente si considera il 10 % del valore iniziale (da 1000 V a 100 V).
Resistenza punto a punto: resistenza fra 2 punti della superficie testata. Unità di misura: ohm.
Resistività di volume: resistenza volumetrica del materiale testato. Unità di misura: ohm-cm.
Materiale elettrostatico conduttivo (C): materiali che hanno una resistenza superficiale maggiore di 10E3 e minore di 10E5 ohm.
Materiale elettrostatico dissipativo (D): materiali che hanno una resistenza superficiale maggiore di 10E5 e minore di 10E12 ohm.
Materiale isolante: materiali che hanno una resistenza superficiale maggiore di 10 12 ohm.
Materiale low-charging (L): materiali che minimizzano la generazione di cariche. (nella EN 100 015/1 veniva utilizzato il termine "antistatico")

Normative relative alla protezione elettrostatica
EN 100015/1: "Protezione dei componenti sensibili a cariche elettrostatiche
ESDS - Parte 1: Requisiti generali" 1991. Norma Europea relativa alle cariche ESD.
Classificazione CEI 47-8.

IEC 61340-5-1: "Protection of electronic devices from electrostatic phenomena",
General Requirements, 1998. Norma internazionale pubblicata nel 1998 che ha preso spunto
dalla EN 100015/1.

CEI 101-1: guida italiana CEI per l'applicazione della specifica IEC 61340-5-1.

EOS/ESD-Standard: normative USA attuali relative alle varie grandezze elettrostatiche.

ASTM D-257: Standard Test Method D-257. Procedura USA di misura della resistività dei materiali.

FTMS 101C, M 4046: Federal Test Method Standard, N. 101C, Metodo 4046.
Procedura di misurazione USA per il tempo di decadimento della carica.