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Die unsichtbare Gefahr Vor ESD schützen: Diese Maßnahmen sind entscheidend

Hinter der Abkürzung „ESD“ verbirgt sich nicht nur der englische Begriff „electrostatic discharge“, sondern auch eine unsichtbare Gefahr mit kostspieligen Folgen. So können sich Unternehmen vor ESD schützen.

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Empfindliche elektronische Bauteile gilt es vor ESD zu schützen: Bereits eine unkontrollierte Entladung mit 100 Volt genügt, um einen Speicherbaustein zu zerstören
Empfindliche elektronische Bauteile gilt es vor ESD zu schützen: Bereits eine unkontrollierte Entladung mit 100 Volt genügt, um einen Speicherbaustein zu zerstören
(Bild: Pexels )

Elektrostatische Entladung (ESD) begegnet uns im Alltag sehr häufig – etwa beim Händeschütteln oder beim Anfassen von elektrisch leitfähigen Gegenständen. In diesen Fällen macht sich ESD häufig in Form eines kurzen, stechenden Schmerzes bemerkbar. Dies ist nicht verwunderlich, wenn man sich das Phänomen genauer anschaut: Kommen sich zwei Objekte mit unterschiedlich starker elektrischer Ladung nah genug, kommt es zu einem unkontrollierten Ausgleich dieser Ladungen.

Je größer der Ladungsunterschied, umso höher ist die Spannung. Ist die Spannung hoch genug, wird ESD fühl- oder sogar sichtbar. So liegen bei der bekannten schmerzlichen Entladung an einer Türklinke und ähnlichen Objekten etwa 3.500 Volt oder mehr an. Empfindliche Bauteile in der Fertigung können jedoch schon bei deutlich niedrigeren Spannungen beschädigt werden. Beispielsweise genügen bereits 5 Volt, um einen freiliegenden Lesekopf von Magnetfestplatten zu beschädigen.

Im Folgenden erfahren Sie konkrete Maßnahmen, die dabei helfen, Bauteile und Produkte vor ESD zu schützen. Darüberhinausgehendes Expertenwissen rund um effektiven ESD-Schutz erhalten Sie in diesem Whitepaper von item Industrietechnik:

Mit ganzheitlichen Maßnahmen vor ESD schützen

Besonders problematisch ist ESD in der Fertigung aus drei Gründen: Erstens kommt es in der Regel völlig unbemerkt zur Entladung und damit auch zur Beschädigung eines Bauteils. Fühlbar wird ESD schließlich erst ab den oben erwähnten 3.500 Volt. Zweitens sind die angerichteten Schäden für das bloße Auge unsichtbar. Unternehmen, die keine Maßnahmen treffen, um ihre Produktion vor ESD zu schützen, gehen also ein hohes Risiko ein: Die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass beschädigte Produkte ausgeliefert werden. Und hier kommt der dritte Grund zum Tragen: Ausfälle aufgrund von ESD-Schäden treten häufig erst dann auf, wenn das beschädigte Produkt eine Zeit lang in Betrieb war. Reklamationen, teure Garantieleistungen und der Verlust des Kundenvertrauens können die Folgen sein.

Wer sein Unternehmen effektiv vor ESD schützen möchte, muss daher ganzheitliche Maßnahmen etablieren. Das schließt auch die Auswahl der Partner ein: Wenn ESD-Schäden bereits beim Zulieferer entstanden sind, schützen Maßnahmen im eigenen Betrieb zwar vor weiteren Schäden, bestehende bleiben aber unbemerkt. Aus diesem Grund sieht die DIN EN 61340-5-1 ein dokumentiertes Schutzverfahren für die gesamte Prozesskette, also vom Zulieferer bis zum Endkunden, vor. Das zur Normenreihe DIN EN 61340 gehörende Dokument enthält Anforderungen an effektiven ESD-Schutz sowie gültige Grenzwerte für entsprechende Prüfverfahren.

Schutz vor ESD: Maßnahmen nach DIN-Norm

Darüber hinaus sieht die Norm speziell eingerichtete ESD-Schutzzonen sowie entsprechende ESD-Schutzkleidung vor. Mitarbeiter, die ESD-sensitive Bauteile verarbeiten, dürfen dies demnach nur in einer normgerechten ESD-Schutzzone tun: der sogenannten „electrostatic protected area“ (EPA). Alle innerhalb der EPA verwendeten Materialien müssen ableitfähig und auf gleichem Potenzial geerdet sein, um Bauteile vor ESD zu schützen. Auch die umgebende Luftfeuchtigkeit spielt eine Rolle: Ist sie zu niedrig, begünstigt das die Entstehung elektrostatischer Aufladungen. Falls möglich, sollte die relative Luftfeuchtigkeit in den zu schützenden Bereichen daher auf einem Wert von mindestens 30 % gehalten werden.

Auch bei Transport und Lagerung sollte man Elektronik vor ESD schützen. Schließlich entsteht elektrostatische Aufladung auch durch Bewegung und Reibung. ESD-sensitive Bauteile sollten daher in speziellen Abschirmverpackungen transportiert und gelagert werden. Für die Intralogistik bieten sich ableitfähige Transport- und Bereitstellwagen an, die über eine ESD-Schleppkette permanenten Kontakt zum ESD-Boden haben. Antistatische Rollen können zusätzlich zur ESD-sicheren Auslegung der Wagen beitragen. Im Wareneingang können Ionisiergeräte, die elektrostatische Aufladung neutralisieren, vor ESD schützen.

Als letzte und vielleicht sogar wichtigste Maßnahme sei die fachgerechte Schulung der Mitarbeiter genannt. Es reicht jedoch nicht aus, nur diejenigen zu schulen, die direkt mit den elektronischen Bauteilen arbeiten: Auch Reinigungskräfte, Techniker und Lageristen müssen wissen, wie sie Ressourcen vor ESD schützen. An dieser Stelle können kostenfreie Weiterbildungsangebote wie die Online-Schulungen der item Academy unterstützen. Grundlagen und Maßnahmen für ESD-Schutz werden dort interaktiv und leicht verständlich vermittelt.

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