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Produktratgeber Betrieb

ESD: Schutz vor folgenschweren Entladungen

Ein Griff zur Autotür, Zack. Wenn Menschen im Alltag eine gewischt bekommen, steckt oft eine elektrostatische Entladung dahinter, abgekürzt ESD für „electrostatic discharge“. Keine große Sache eigentlich, es sei denn es ist ein elektronisches Bauteil in der Nähe. Dann kann eine solche Entladung dramatische Folgen haben, sogar wenn Sie davon erst einmal nichts mitbekommen.

Hier gehen wir näher darauf ein, wie und wo es zu elektrostatischen Entladungen kommt und welche Gefahren damit verbunden sind. Außerdem erfahren Sie, mit welchen Produkten Sie empfindliche Bauteile am Arbeitsplatz und beim Transport vor ESD schützen.

Was heißt ESD und wie funktioniert das?

Wir hatten es bereits: ESD bezeichnet eine elektrostatische Entladung. Aber wie kommt diese zustande?

Einfach erklären lässt sich das mit einem Beispiel, das Sie bestimmt aus dem Alltag kennen:

  • Sie gehen in Schuhen über einen Teppich.
  • Durch die dabei entstehende Reibung nehmen zunächst die Schuhe und dann ihr Körper negativ geladene Elektronen auf.
  • Berühren Sie im Anschluss einen leitfähigen Gegenstand, zum Beispiel die Klinke einer Autotür, springt die Ladung auf den Gegenstand über.


Genauso verhält es sich, wenn zwei Gegenstände aneinanderreiben und Ladung übertragen wird – zum Beispiel beim Verschieben von Kunststoffboxen auf einem Untergrund oder dem Bewegen von Förderbändern.

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Ist ESD gefährlich?

Die knappe Antwort lautet: für Menschen nicht, zumindest nicht direkt. Zwar spüren Sie ab Aufladungen von etwa 3.500 Volt einen elektrischen Schlag, Ihre Gesundheit nimmt aber auch bei weit mehr keinen Schaden.

Allerdings kann es in ungünstigen Momenten zu einem Schreckmoment und in Folge zu einem Unfall und/oder einer Verletzung kommen. Auch besteht in manchen Umgebungen das Risiko, dass Funken eine Explosion auslösen.

Vor allem jedoch sind elektrostatische Entladungen für elektronische Bauteile gefährlich.

Welchen Schaden kann ESD anrichten?

ESD kann elektronische Bauteile schwer beschädigen, und das bei einem Ladungsaustausch, der so klein ist, dass Menschen diesen gar nicht merken. Der Schaden selbst bleibt oft ebenfalls unbemerkt.

Die Folgen für produzierende Betriebe:

  • Es kommt zu Teil- oder Totalausfällen an elektronischen Baugruppen, manchmal erst nach einiger Zeit.
  • Die defekten Teile zu finden, ist aufwendig.
  • Es drohen Reklamationen und Imageverluste sowie finanzielle Einbußen durch Reparaturen und kostspieligen Ersatz.

Die Gefahr solcher Konsequenzen von ESD wächst in dem Maß, in dem immer mehr Betriebe elektronische Bauteile einsetzen, zum Beispiel in der Automobilindustrie.

Zum Glück gibt es Möglichkeiten, ihr vorzubeugen.

Gut zu wissen: Bei Mikrochips reichen bereits Entladungen von 5 Volt, um schwere Schäden zu verursachen.

So schützen Sie Komponenten vor ESD

Die beste Methode, empfindliche Bauteile vor Schäden durch ESD zu schützen, besteht darin, Aufladungen vorzubeugen und dafür zu sorgen, dass Gegenstände, aber auch Menschen elektrostatische Aufladungen in den Boden ableiten können.

Dafür können Unternehmen eine EPA (electrostatic protected area) beziehungsweise ESD-Schutzzone einrichten, in der alle Materialien ableitfähig sind. Maßgeblich dafür ist die ESD-Norm IEC (DIN EN) 61340-5-1.

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Bodenbeläge

Schutz vor ESD fängt beim Boden an. ESD-Matten und andere -Bodenbeläge leiten Spannung ab. Das kann auch in einem Bürobereich wichtig sein, denn beim Rollen von Bürostühlen können hohe Spannungen aufgebaut werden. Anti-ermüdende ESD-Matten sind besonders praktisch bei Steharbeitsplätzen.

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Aufbewahrung

Verwenden Sie für die Lagerung und Aufbewahrung elektronischer Bauteile Regale mit ESD-Beschichtung. Wichtig ist, dass die Regale in einer EPA stehen oder mit einer Erdung versehen sind. Andernfalls können Sie elektronische Bauteile in ESD-Behältern wie speziellen Stapelbehältern und Sichtlagerkästen lagern.

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ESD-Arbeitsplatz

ESD-Tische, -Stühle, -Hocker und -Stehhilfen verhindern, dass es an Arbeitsplätzen zu gefährlichen Entladungen kommt.

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Werkzeug

Verwenden Sie für die Arbeit an empfindlichen elektronischen Bauteilen nur ableitfähige Werkzeuge, zum Beispiel ESD-Schraubendreher

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Sicherer Transport elektronischer Bauteile

Auch beim Transport von einem Raum in einen anderen spielt der Schutz vor ESD eine wichtige Rolle. Das beginnt bei elektrisch leitfähigen Transportwagen mit ESD-Rollen. Geschlossene ESD-Kunststoffboxen bewahren empfindliche Komponenten zuverlässig für Schäden unterwegs.

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ESD-Kleidung

Unverzichtbar in EPAs sind ESD-Schuhe. Nach der Norm EN 61340-5-1 muss sich der Durchgangswiderstand dieser Schuhe zwischen 7,5 x 105 und 3,5 x 107 Ohm bewegen. Die perfekte Ergänzung sind ESD-Handgelenk- oder Fersenbänder. Sie werden an der Hand oder am Fuß angelegt und mit einem Erdungskabel verbunden. So ist die Person permanent geerdet.

Tipp zum Schluss: Denken Sie an die richtige Luftfeuchtigkeit

Eine geringe Luftfeuchtigkeit sorgt für größere Aufladungen und umgekehrt. Denn bei ausreichend feuchter Luft bildet sich ein dünner Feuchtigkeitsfilm auf Oberflächen, der diese leitfähig macht.
Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit ist allerdings auch nicht ideal für empfindliche Komponenten und die Gesundheit Ihrer Mitarbeiter. Am besten bewegt sie sich konstant bei einem Wert zwischen 40 % und 60 %.

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