Plásticos seguros en la fabricación de componentes electrónicos

Los plásticos con propiedades definidas de conducción de la electricidad pueden disipar cargas electroestáticas de forma controlada y duradera. Se utilizan en áreas de la industria como la electrónica y la industria de los semiconductores, la ventilación, la fabricación de ventiladores y bombas, la tecnología médica, química y farmacéutica, los molinos de grano y otras industrias donde los productos a granel generan polvo. También es utilizada en la manipulación de gases inflamables líquidos y gases, como por ejemplo, en las gasolineras, aeropuertos y plantas de gas, la industria de papel, tela o película o la minería.

En caso de que una descarga que genera la energía de ignición necesaria en ambientes potencialmente explosivos, conocidos como las zonas EX, pueden producirse chispas y, los materiales explosivos, encenderse e incluso estallar. La directiva europea 94/9/CE ATEX (del francés “atmósfera explosiva”) contiene normas para el uso de componentes y sistemas en entornos potencialmente explosivos.

Un ser humano siente las descargas electrostáticas como una descarga eléctrica corta sólo a partir de 3000 voltios para arriba. Los componentes utilizados en la industria electrónica y de semiconductores son mucho más sensibles. Incluso los vertidos de bastante menos de 100 voltios pueden afectar o destruir partes sensibles de componentes (ESDS = dispositivos sensibles a descargas electrostáticas). El resultado es un daño duradero o fracaso inmediato del componente. Los materiales que entren en contacto con tales componentes electrónicos sensibles, por lo tanto, deben tener propiedades disipativas eléctricamente.

Algunas compañías ofrecen a varias áreas de la industria hacer un oso de la conductividad electrica para un amplio rendimiento técnico de los plásticos. Además cuenta con propiedades “convencionales” como las de resistencia química, propiedades de deslizamiento muy altas, la resistencia a la abrasión, resistencia al fuego o características retardantes para las llamas. También son destacables características como la auto-extinción o la idoneidad para el uso en altas temperaturas, además de una propiedades relacionadas con la electricidad, como son su capacidad antiestática o su conductividad.

Un experimento interesante en el curso de física es uno donde se aplica una carga electrostática para película de plástico por medio de la fricción. Asimismo, en muchas áreas de la industria de partes de la planta puede cargarse electrostáticamente por medio de la fricción. Cuando estas tensiones de descarga, los seres humanos pueden estar en riesgo o en áreas propensas a incendios de polvo y gases de riesgo pueden ser encendidos por chispas. Las cargas estáticas pueden también ser la causa de fallos electromagnéticos en equipos sensibles. Un plástico eléctricamente conductivo y antiestático puede ayudar aquí.

Las características de aislamiento de un material se definen por su resistencia a una corriente que fluye a través de él. La resistencia a la continuidad sólo se aplica a la corriente que fluye por el interior del material y no a la parte de la corriente que fluye sobre la superficie. La resistencia de la superficie medida entre dos electrodos en la superficie del material también se aplica a una parte de la corriente que fluye en el interior.

Para evaluar la idoneidad de un material para una aplicación ESD (ESD = disipación electroestática) resistencia de la superficie es el más importante de las dos características, ya que afecta de manera decisiva la carga electrostática y la descarga de un material. Al seleccionar el material, se deberá garantizar que el material utilizado no es cargable electrostáticamente, es decir, que la resistencia de la superficie sea inferior a 109 Ω.

Los materiales con resistencia de la superficie que es inferior a 10⁶ Ω son electrostáticamente conductores. Estos materiales son capaces de disipar en el menor tiempo posible los portadores de carga que se les ha aplicado. Debido a que el tiempo de descarga es muy corto, los materiales conductores no son adecuados para todas las aplicaciones de EDS, ya que los picos voltaje pueden causar daños, especialmente en los dispositivos electrónicos electroestáticamente sensibles.

Los materiales son descritos como electrostáticamente disipativos si su resistencia de superficie específica se encuentra entre 10⁶ Ω y 10¹² Ω. Tales materiales son capaces de disipar en un tiempo especificado en que los portadores de carga se les aplican. Estos materiales son sólo limitadamente cargables. Los materiales con una resistencia de superficie inferior a 10⁹ Ω no son cargables eléctricamente.

Los materiales con una resistencia de superficie mayor a 10¹² Ω se describen como aislantes. Los aislantes tienen una conductividad muy baja. Por esta razón, los portadores de carga aplicados permanecen en la superficie de estos materiales por un tiempo largo y se disipan lentamente. Las cargas de muchos miles de voltios son por lo tanto posibles sin dificultades o problemas. Los materiales aislantes no son adecuadas para aplicaciones ESD.

Otra característica de un material electrostático es la resistencia a la continuidad. Cuando un material se modifica, la resistencia a la continuidad, así como la resistencia de la superficie, se reduce a menudo. Para un gran número de aplicaciones la resistencia a la continuidad es insignificante.