Um requisito básico para o manuseio seguro de componentes semiconduto- res e placas eletra´nicas é o controle de cargas eletrostáticas. Essas cargas, que se acumulam naturalmente, sao responsáveis pela degradação, e até mesmo pela queima total, de componentes semicondutores. Microcontroladores, memórias, amplificadores operacionais, etc, sao exemplos de componentes sensíveis a cargas estáticas. Quanto mais rápido for o componente, mais sensível a esse problema. Neste artigo mostramos como construir uma bancada antiestática através da adaptação de uma mesa comum
Roberto Cunha
Cargas eletrostáticas sao cargas que se acumulam através do atrito entre materiais isolantes. Caminhar sobre um piso de carpete, sentar em uma cadeira com assento e encosto de espuma sintética, manusear folhas de papel, sao atividades comuns do dia-a-dia que provocam o acaºmulo de cargas elétricas. Esse acaºmulo vária com os materiais envolvidos e com as condições climáticas (umidade do ar, temperatura, por exemplo) do ambiente. O processo de acaºmulo de cargas não pode ser evitado mas pode, e deve, ser controlado. Entre as diversas formas de controle, uma que se sobressai é a utilização de bancadas antiestáticas.
Uma bancada antiestática é aquela que permite que as cargas estáticas acumuladas nos materiais e no corpo do operador sejam dissipadas ou escoadas para o terra de forma segura, tanto para o operador quanto para os componentes e circuitos eletra´nicos, e pode ser constru ída de várias maneiras, dependendo dos materiais escolhidos e, é claro, do quanto se pretende gastar para fazaª-lo.
Mantas emborrachadas antiestáticas próprias para essa função existem no mercado e sao distribuídas por empresas especializadas na área.
Construir uma bancada utilizando esses materiais é simples e irá consumir apenas alguns minutos, tempo necessário para retirar os produtos da embalagem e fazer suas conexaµes. Nossa proposta utiliza alguns materiais não tao usuais, mas desenvolvidos para essa função, e que apresentam alta resistaªncia e
durabilidade. Em nossa bancada iremos utilizar um laminado melamínico dissipativo produzido no Brasil pela empresa Formiline Indaºstria de Laminados Ltda, mais conhecida como Fórmica.
O laminado utilizado foi o Formipiso Dissipativo http://www.formica.com. br/produtos/formipisodissipa.htm) que é um laminado desenvolvido para ser utilizado em pisos de áreas que necessitam ser protegidas contra cargas estáticas como CPDs, centros ciraºrgicos, etc. O laminado dissipativo recebe em sua composição o material condutivo na densidade necessária para apresentar uma resistaªncia volumétrica dentro dos valores específicados pelas normas.
Esse laminado pode ser fornecido em placas com dimensao de 3,07 x 1,22 m e também em caixas de 20 placas quadradas de 0,60 x 0,60 m (7,2 m2) para pisos elevados.
Aqui cabe a observação que para a nossa utilização o ideal seria a placa de 3 m mas descobrimos que, embora exista no catálogo, não existe na prática. Como toda a produção vendida é utilizada para pisos, o formato é de 0,60 x 0,60 m.
Acredito que esta situação ocorre por falta de conhecimento do material por parte dos fabricantes de bancadas técnicas.
Para que o fabricante disponibilize o laminado na forma mais adequada para nossa aplicação é necessário que exista procura, mas a procura inevitavelmente irá começar com pequenas quantidades, provavelmente aumentando com o tempo. Aqui está um impasse. Em nosso projeto utilizamos 9 placas de 0,60 x 0,60 m. Da caixa adquirida sobraram 11 placas.
Outro material especialmente desenvolvido para essa aplicação é a cola condutiva.
Utilizamos a cola Uniflex 7200 produzida pela Indaºstria Química Una http://www.una.com.br/) que é um adesivo de con- tato que recebe uma carga de material condutivo, formando uma película final com baixa resistaªncia elétrica.
Novamente temos a questao do fornecimento. A cola é fornecida em latas de 18 litros, o que é uma quantidade muito superior a necessária para a montagem de uma bancada.
Em contato com o fabricante conseguimos que nos fosse fornecida uma embalagem de 3,6 litros (1 galao). Acredito que se houver procura por quantidades menores o fabricante pode fornecer em embalagens mais apropriadas.
A bancada básica
Na figura 1 vemos a composição básica de uma bancada antiestática.
O laminado Formipiso dissipativo será utilizado no tampo da mesa assim como no piso sob a mesa.
Uma bancada preparada para controle de cargas estáticas deve possuir pelo menos duas superfícies dissipativas. O tampo da mesa e a área de piso sob a mesa e cadeira devem ser de materia que permita a descarga segura dos materiais e pessoas sobre elas.
Em nosso caso usaremos o laminado melamínico Formipiso Dissipativo que especifica uma resistaªncia superficia entre 105 e 109 ohms/m2.
Além dessas superfícies a bancada deve ter pontos para ligação de pulseiras de aterramento e conexao com o terra da instalação.
Os requisitos necessários para a mesa original que será transformada sao:
• Resistaªncia mecânica, isto é, a mesa deve ser estável e firme para o uso esperado;
• Altura adequada, isto é, a mesa deve possuir a altura necessária para o modo como será utilizada, com o técnico em pé ou sentado;
• Ser de material compatível com o uso da cola de contato, por exemplo madeira;
• Ter espaço disponível para a fixação dos componentes necessários, como os pontos de aterramento, por exemplo.
Junto com os materiais já mencionados, utilizaremos alguns itens adicionais que irao facilitar o uso final da bancada.
Será necessário um ponto, pelo menos, para aterramento da pulseira dissipativa que, obrigatoriamente, deve ser utilizada em conjunto com a bancada.
Esse acessório foi comprado no mercado especializado e pode ser visto na figura 2
Montagem da bancada
Passo 1 - Escolha a mesa apropriada para o trabalho que será executado. Corte as peças de Formipiso nas medidas aproximadas necessárias para o revestimento do tampo da mesa.
É importante deixar uma pequena folga nas dimensaµes para poder ser feito um ajuste mais preciso após a colagem.
O corte do Formipiso pode ser feito com o auxílio de um riscador para formica, como mostrado na figura 3.
Como o Formipiso é mais espesso (2 mm) do que a fórmica utilizada em móveis é preciso cuidado para que as peças não quebrem nas bordas.
Como foram utilizadas placas de 0,60 x 0,60m, diversas peças tiveram de ser cortadas para se obter a cobertura total do tampo da mesa. Se estivesse disponível a chapa de 3,07 x 1,22 m o trabalho seria muito mais fácil e rápido.
Passo 2 - Sobre a mesa foi colada uma fita de cobre para facilitar a ligação com o terra, conforme pode ser visto na figura 4. Essa etapa pode ser dispensada para áreas pequenas, como o tampo de uma mesa, nesse caso a cola será responsável pelo contato condutivo entre as placas de Formipiso.
Será necessária apenas uma pequena chapa metálica (cobre, de preferaªncia) para a ligação com o terra. Essa chapa deve estar em perfeito contato com a cola condutiva.
A fita de cobre utilizada é especialmente desenvolvida para aplicações de terra e blindagem e possui adesivo condutivo, mas pode ser substituída por qualquer fita de cobre fina ou, até mesmo, por uma folha de alumínio (como as folhas de alumínio utilizadas na cozinha). O importante é que o metal utilizado seja fino o suficiente para não atrapalhar a colagem das peças. Folhas de aço não sao recomendadas devido a possibilidade de ocorrer corrosao pelo contato com a cola a base de carbono.
Caso sejam colocadas várias fitas, é importante que todas tenham contato elétrico entre si.
Passo 3 - Com o tampo da mesa já preparado, devemos aplicar a cola condutiva em sua superfície, assim como no verso das peças de Formipiso já cortadas.
Para aqueles que já conhecem a utilização de colas de contato, basta dizer que o modo de uso da cola condutiva é igual ao de uma cola comum.
Para aqueles que não conhecem, é importante fazer alguns testes para determinar o tempo necessário de espera para a colagem entre as peças. Em nosso caso o tempo foi de 20 minutos, aproximadamente.
As colas de contato possuem sol- ventes e não devem ser utilizadas em ambientes com pouca ventilação e nem nas proximidades de fontes de calor ou fogo.
Cuidados devem ser tomados e seguir as recomendações do fabricante é fundamental. Este trabalho deve ser executado por uma pessoa com expe- riaªncia e capacitada para trabalhar com esses materiais.
A cola é aplicada com o auxílio de uma espátula e deve ser totalmente espalhada sobre o tampo da mesa e verso das peças de Formipiso. Na figura 5 vemos os materiais e ferramentas utilizados e um detalhe da superfície da mesa já com a cola aplicada. Após o tempo de espera, as peças devem ser postas em contato e prensadas entre si, de forma a não ficar nenhuma bolha ou área sem contato entre as peças. Podemos ver na figura 6 a colocação das placas de Formipiso sobre a mesa. Todas as peças devem ser firmemente pressionadas contra o tampo para garantir uma boa colagem. Uma observação importante é que a cola deve ser bem agitada antes do uso para garantir que o material condutivo seja espalhado uniformemente sobre as superfícies.
Passo 4 - Após o tempo de cura da cola, o que irá variar com a temperatura ambiente (seguir as recomendações do fabricante da cola), podemos fazer uma primeira verificação com o auxílio de um mega´metro.
Em nosso teste utilizamos um mega´metro da Megabras modelo MD-1035e (www.megabras.com/portugues/produtos/mego- hmetros/MD_1035e.htm) operando na escala de 100 V.
Essa medição não está de acordo com as normas e foi feita apenas no sentido de verificar a resistaªncia obtida entre a superfície do material e a fita de conexao com o terra.
Com o auxílio de grampos plásticos foram colocados dois pedaços de fita de cobre, um em contato com a superfície do Formipiso e outro em contato com a fita de cobre e entre dois pontos da superfície da mesa. Essas fitas foram ligadas aos terminais do mega´metro e foram feitas as medições, conforme ilustra figura 7.
Passo 5 - Com as peças já coladas e a verificação do contato elétrico feita, devem ser realizados os ajustes das dimensaµes das peças de formipiso, com o auxílio de uma serra e lixa, dando o acabamento nas bordas da mesa.
Passo 6 - Devemos fixar o ponto de aterramento de pulseiras e o ponto de ligação da fita de cobre com o terra.
Como foi utilizada uma peça já pronta para esse fim, basta parafusar essa peça no local mais apropriado. Em nosso caso escolhemos fixá-la sob o tampo na metade da mesa, conforme pode ser observado na figura 8.
Também devemos definir o ponto de aterramento da bancada. Isso foi feito na extremidade de uma das fitas de cobre que foram colocadas inicialmente sobre o tampo da mesa. Como a fita é bastante fina, foi utilizada uma pequena chapa de cobre e parafuso de latao para conectar os fios de aterramento, veja na figura 9.
Passo 7 - O mesmo procedimento aplicado na preparação do tampo da mesa deve ser aplicado na preparação do piso sob a bancada. O piso dissipativo não é obrigatório mas ajudará muito no controle de cargas estáticas.
Da mesma forma que sobre a bancada, no piso deve ser aplicada uma fita de cobre e o Formipiso colado sobre ela.
Lembre-se que essa é a função original do Formipiso.
A fita metálica do piso será conectada ao ponto de aterramento geral da bancada. Terminada esta etapa, a preparação da área com controle de cargas estáticas estará completa.Uma visao geral de nossa bancada final pode ser vista na figura 10.
Acessórios necessários
Junto com a bancada devemos providenciar as pulseiras antiestáticas que serao usadas em conjunto. Essas pulseiras devem ser da melhor qualidade possível. Na figura 11 podemos ver a pulseira utilizada.
Caso se utilize o material dissipativo no piso, devemos acrescentar a calcanheira para permitir a descarga através do sapato. Em salas com piso dissipativo esse acessório é fundamental, principalmente porque a grande maioria dos calçados possuem solado de borracha que é isolante. Na figura 12 temos um exemplo de calcanheira e no detalhe sua utilização.
Materiais utilizados
O Formipiso dissipativo foi adquirido na forma de caixa com 20 peças de 0,60 x 0,60 m (um total de 7,2 m2).
A cola condutiva foi adquirida diretamente do fabricante em uma embala- gem de 3,6 litros. Pulseira antiestática, calcanheiras e peça de aterramento de pulseiras foram adquiridas da New Horizon Comercial http://www.newhorizon. com.br/). Os gastos com os principais materiais utilizados na bancada podem ser vistos na tabela 1.
A quantidade e custo total se refere aos materiais adquiridos, já a quantidade utilizada e custo aproximado do material utilizado se refere aos valores referentes a utilização na bancada, sem considerar as sobras.
Da tabela 1 podemos ver que o total gasto com a compra dos materiais foi de R$ 404,55 e o total gasto efetivamente na bancada foi de R$ 205,55.
Neste valor não estao considerados outros materiais mais comuns como parafusos, por exemplo, e nem custos de mao-de-obra.
Conclusao
Existem diversas formas de se preparar uma bancada para uso com componentes e placas sensíveis a s descargas eletrostáticas. Bancadas prontas de fabricantes especializados, mantas dissipativas mais acessórios, etc, podem ser encontradas no mercado com menor ou maior facilidade.
Os materiais empregados devem ser avaliados sob vários aspectos: eficiaªncia, funcionalidade, facilidade de aplicação, durabilidade, manutenção, facilidade de obtenção e, principalmente custo. Como já foi comentado, os materiais escolhidos apresentam algumas dificuldades com relação ao fornecimento, mas apresen- tam custo, durabilidade e facilidade de aplicação bastante interessantes. A dificuldade de obtenção diz respeito apenas a questaµes de estoque e da forma em que o produto é fornecido. Acredito, e deve ficar bem claro que essa é uma opiniao minha apenas, e que se começar a procura pelos produtos antiestáticos, esse fornecimento deve se tornar mais fácil.
A facilidade de aplicação está relacionada com o fato de que qualquer marceneiro que tenha experiaªncia na aplicação de laminados melamínicos estará plenamente capacitado para aplicar estes produtos, bastando seguir algumas recomendações adicionais, com relação, principalmente, a colocação das fitas metálicas. A durabilidade de revestimentos tipo fórmica já é bem conhecida, assim como sua manutenção.
Finalmente, um custo de R$ 200,00 (sem contar a mao-de-obra), aproximadamente, para a preparação de uma bancada antiestática não é nada absurdo, levando-se em conta a melhora na qualidade dos serviços prestados.
Por aºltimo, pode ficar como sugestao a fabricação de bancadas e mesas antiestáticas utilizando esse tipo de laminado por alguma empresa que queira atender esse mercado potencial.
Marcio R. SP
http://virtuatec.eletro.info/index.html
