Gefahr der elektrostatische Entladungen

Elektrostatische Entladungen und die Gefahren

Elektrostatische Entladungen (ESD) sind ein oft unterschätztes, aber äusserst bedeutsames Phänomen in der Elektronikindustrie. Dabei handelt es sich um eine kurze, spontane Entladung von elektrischer Energie zwischen zwei Objekten mit unterschiedlicher Ladung, die zu Schäden an elektronischen Komponenten führen kann. In diesem Blogbeitrag werden die Gefahren von ESD beleuchtet und die Massnahmen erläutert, die ergriffen werden können, um diese unerwünschten Entladungen zu verhindern und eine zuverlässige Produktion von Elektronikprodukten zu gewährleisten.

Was bedeutet ESD?

ESD steht für "elektrostatische Entladung" (Electrostatic Discharge) und bezeichnet die Entladung von elektrischer Ladung zwischen zwei unterschiedlich aufgeladenen Objekten.

ESD tritt auf, wenn sich die Ladungen zwischen zwei Objekten schnell ausgleichen, z. B. wenn eine Person ein elektronisches Bauteil berührt oder sich zwei unterschiedlich geladene Materialien berühren. Die resultierende Entladung kann eine beträchtliche Menge an Energie enthalten, die ausreicht, um die empfindlichen Komponenten in elektronischen Bauteilen zu beschädigen oder zu zerstören. ESD kann sowohl in Produktionsumgebungen als auch im Alltag auftreten und stellt eine unsichtbare Bedrohung für die Qualität und Lebensdauer elektronischer Geräte dar.

Arten von elektrostatischen Entladungen Funke und Blitz

Das bekannteste Beispiel für elektrostatische Entladungen ist der Blitz. Blitze können Menschen und Tiere verletzen oder töten, Schäden an Geräten verursachen sowie Feuer und Explosionen auslösen, insbesondere wenn sich entzündliche Gase in der Luft befinden. Im weiteren Sinne entsteht ein Blitz, wenn zwischen zwei unterschiedlich aufgeladenen Körpern eine hohe elektrische Feldstärke besteht. Dadurch kommt es zu einem elektrischen Durchschlag und einer Funkenentladung zwischen den Körpern.

Ein tragisches Beispiel für elektrostatische Entladung ereignete sich bei der Landung des Luftschiffs Hindenburg während eines Gewitters. Dabei entzündete sich das Luftschiff und ging in Flammen auf. Vermutlich hatte sich im Zwischenraum zwischen den mit Wasserstoff gefüllten Zellen und der Aussenhülle ein entzündliches Gasgemisch gebildet, welches durch elektrostatische Entladungen während des Landevorgangs entzündet wurde.

Die Auswirkungen von Elektrostatische Entladungen

ESD kann zu schweren Schäden führen, die oft nicht sofort erkennbar sind. Einmalige Entladungen können Bauteile sofort zerstören, aber auch weniger starke Entladungen können langfristig die Zuverlässigkeit von Geräten beeinträchtigen. Diese sogenannten "latenten Schäden" können zu Ausfällen und unvorhersehbaren Funktionsstörungen in späteren Phasen der Nutzung führen, was letztendlich zu kostspieligen Rückrufaktionen und Kundenbeschwerden führt.

ESD-Schutzmassnahmen

Um die Gefahr von ESD zu minimieren, müssen in der Elektronikindustrie geeignete Schutzmassnahmen ergriffen werden. Hier sind einige bewährte Methoden zur ESD-Prävention:

• ESD-Schutzzonen: Einrichtung von ESD-Schutzzonen in Produktionsstätten, in denen Mitarbeiter spezielle ESD-Schutzkleidung und -Ausrüstung tragen. Diese Zonen sind mit antistatischen Böden und Arbeitsplätzen ausgestattet, um die Entladung zu kontrollieren.

• ESD-Schulungen: Regelmässige Schulungen für Mitarbeiter, um sie über die Gefahren von ESD aufzuklären und sie in den richtigen Umgang mit elektronischen Komponenten zu schulen.

• ESD-geschützte Verpackung: Elektronische Komponenten sollten in ESD-geschützten Verpackungen gelagert und transportiert werden, um sie vor Entladungen zu schützen.

• Erdung: Die Erdung von Arbeitsplätzen, Werkzeugen und Geräten ist entscheidend, um statische Ladungen abzuleiten und so das Risiko von ESD zu reduzieren.

• Luftfeuchtigkeit: Die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit in Produktionsumgebungen kann ebenfalls helfen, statische Aufladungen zu minimieren.

Transportgeräte in ESD-Ausführung

Transportwagen in elektrisch leitfähiger Ausführung schützen empfindliche Bauteile effektiv vor Beschädigung durch elektrostatische Entladung. Diese Transportwagen sind alle mit einer leitfähigen Pulverbeschichtung in RAL 7015 schiefergrau versehen. Für einen optimalen Schutz müssen die Böden beispielsweise aus elektrisch leitfähiger Holzwerkstoffplatte nach DIN 68765 in hellgrauer Farbe beschafft sein.

Die optional erhältliche ESD-TPE-Rollen (thermoplastisches Elastomer) zum Transportwagen sorgen für die optimale Leitfähigkeit. Diese Rollen wurden speziell entwickelt und verfügen über ein Präzisionen-Rillenkugellager für einen geringen Rollwiderstand auf ebenen Böden.

Warum sind ESD-Transportgeräte vorteilhaft?

Immer mehr Produkte verwenden sensible Elektronik, sei es bei selbstfahrenden Staubsaugern, der Bordelektronik im Auto oder in automatisierten Fertigungsanlagen. Hersteller müssen sicherstellen, dass elektrostatische Entladungen (ESD) während der gesamten Fertigungskette vermieden werden. Der Einsatz von ESD-Transportgeräten gewährleistet einen sicheren Transport empfindlicher Bauteile und trägt zur Qualitätssicherung Ihrer Produkte bei.

ESD Sichere Lagerung

Die Sicherheit vor elektrostatischen Entladungen (ESD) endet nicht mit der Produktion und dem Transport empfindlicher elektronischer Bauteile. Auch die Lagerung spielt eine entscheidende Rolle, um Schäden durch elektrostatische Entladungen zu vermeiden. Hier kommen spezielle Euro-Stapelbehälter zum Einsatz, die aus leitfähigem Polypropylen (ESD PP) gefertigt sind und einen Oberflächenwiderstand von 10⁴ < 10¹⁰ Ohm cm aufweisen. Durch diese Eigenschaften sind die Behälter in der Lage, elektrostatische Aufladungen zuverlässig zu verhindern und bereits vorhandene Ladungen sicher abzuleiten.

Die Verwendung dieser leitfähigen Transportkisten gewährleistet eine ESD-sichere Lagerung von empfindlichen Bauteilen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Komponenten auch während der Lagerung vor schädlichen Entladungen geschützt sind, die zu latenter Schädigung führen könnten. Die Lagerung in leitfähigen Behältern stellt somit einen weiteren wichtigen Schritt in der gesamten ESD-Schutzkette dar, um eine zuverlässige Produktion von Elektronikprodukten zu gewährleisten.