Die Herausforderung eines effektiven und dennoch wirtschaftlichen ESD-Schutzes
Wir freuen uns sehr mit Herrn Matthias Päselt einen Experten gefunden zu haben, der die Entstehung von ESD, die Gefahren die von der Entladung elektrostatischer Spannung ausgehen und die Schutzmaßnahmen nach DIN 61340-5-1 für uns zusammenfasst und verständlich erklärt.
Herr Päselt ist Dipl. Ing (Fh) für Elektrotechnik und verfügt über einen MBA Wirtschaftsingenieurwesen (Master). Er ist Gründer des Ingenieurbüro Päselt / ESD Berater und führt unabhängige Beratungen, Schulungen und Audits rund um das Thema ESD Schutz durch.
Herr Päselt ist als unabhängiger Fachmann hochqualifiziert um die Problematik rund um ESD zu erläutern.
Was ist ESD und warum ist ESD Schutz wichtig?
Nahezu alle elektronischen, elektrischen, und optoelektronischen Bauelemente zählen zu den ESD-empfindlichen Bauelementen (ESDS, engl. electrostatic discharge sensitive). Zum Schutz vor einer Beschädigung bzw. Zerstörung der empfindlichen Bauelemente ist ein effektiver ESD-Schutz notwendig.
Einleitung
Der Schutz elektronischer Bauelemente vor den Gefahren einer elektrostatischen Entladung ist aus der zuverlässigen Elektroindustrie nicht mehr wegzudenken. Viel zu groß sind die Gefahren einer Beschädigung der sensiblen elektronischen Produkte und ein damit verbundener großer betriebswirtschaftlicher Schaden.
Durch alltägliche Bewegungsabläufe laden sich ungeschützte Mitarbeiter im Produktionsumfeld schnell auf Spannungen von mehreren tausend Volt auf. Auch ungeeignete Materialien und Arbeitsflächen stellen ebenso ein unkalkulierbares Risiko dar und laden sich unbemerkt hoch auf.
Eine unkontrollierte Entladung der Personen oder Gegenstände auf die empfindlichen Bauelemente beschädigt die inneren Strukturen und führt damit zu einer verkürzten Lebensdauer, Frühausfälle und Fehlfunktionen.
Typischerweise fallen beschädigte Bauelemente jedoch nicht sofort aus. Durch die Schwächung der Strukturen sind die betroffenen Komponenten nicht mehr für eine Dauerbelastung geeignet und fallen Tage, Wochen oder auch erst Monate später aus. Zu diesem Zeitpunkt sind die Produkte in der Regel bereits beim Kunden im Einsatz.
Die mangelhafte Produktqualität ist damit für den Endkunden direkt sichtbar und erzeugt neben den Reparaturkosten noch zusätzliche hohe Aufwände, Imageschäden und Frust beim Endkunden. Mit steigender Komplexität und Miniaturisierung der Halbleiterbauelemente werden auch die Leiterbahnstrukturen der Komponenten kleiner und es können bereits bei Spannung unter 100 Volt Schäden auftreten. Für den Menschen wahrnehmbar sind hingegen elektrostatische Entladungen erst ab einem Potential von ca. 3.000 Volt, in dessen Folge über 90 % der elektrischen Entladungen vom Menschen nicht wahrgenommen werden.
Auch sind die entstandenen Schäden nur mit großem technischem Aufwand nachweisbar, so dass die Gefahren durch mangelnden ESD-Schutz nur schwer zu greifen sind. Eine Auswertung eines Halbleiterherstellers hat jedoch ergeben, dass etwa ein Viertel der defekten Bauelemente einen ESD-Schaden vorweisen.
Aufbau ESD-Schutzbereich
Für einen sicheren Umgang mit elektrostatisch sensibler Elektronik ist die Einrichtung eines ESD- Schutzbereiches notwendig. In einem ESD-Schutzbereich wird ein ungewolltes Aufladen von Gegenständen vermieden bzw. wo diese nicht vermieden werden kann, die Aufladung gezielt entladen. Zu den wichtigsten Maßnahmen gehören hier ableitfähige Tischmatten oder Tischplatten auf allen Arbeitsoberflächen. Ableitfähige Arbeitsoberflächen gewährleisten, dass diese zum einen keine Gefahr darstellen und können zum anderen eine sichere Entladung von aufgeladenen Gegenständen gewährleisten.
Neben aufgeladenen Gegenständen stellen auch aufgeladene Personen im Umgang mit Elektronik eine große Gefahr dar. Eine zuverlässige Personenerdung erreichen Sie durch das Tragen von Handgelenkerdungsbändern während des Handlings von ESD-sensiblen Komponenten. Für mehr Bewegungsfreiheit und Komfort bieten sich ableitfähige Bodenbeläge oder Bodenmatten an, welche in Verbindung mit ESD-Schuhen den Mitarbeitern ebenfalls eine zuverlässige Form der Erdung ermöglicht und gleichzeitig eine freie Bewegung an den Arbeitsplätzen. Durch die notwendige regelmäßige messtechnische Prüfung stellen Sie die korrekte Funktion der installierten Elemente sicher.
ESD-Schutz ist in der Normenreihe DIN EN 61340 zu finden
Die für den ESD-Schutz notwendig Maßnahmen sind in Deutschland in der Normenreihe DIN EN 61340 beschrieben ist. Die ausgewählten ESD-Schutzmaßnahmen müssen jedoch auf Ihr Produkt und Ihr Umfeld abgestimmt sein, um einen wirksamen Schutz bei gleichzeitig geringen Kosten zu gewährleisten. Die getroffenen technischen sowie administrativen Maßnahmen werden in einem ESD-Kontrollprogramm beschrieben.
Die Normenreihe im Bereich ESD-Schutz besteht aus insgesamt 19 einzelnen Dokumenten, welche unter anderem die unterschiedlichen Messverfahren beschreiben. Das für den Anwender wichtigste Dokument ist die DIN EN 61340-5-1, welches die allgemeinen Anforderungen und gültigen Grenzwerte beschreibt sowie auf das jeweils gültige Prüfverfahren verweist.
Autor:
Mit mehr als 15 Jahren Erfahrungen in verschiedenen Produktionsbereichen kennt Matthias Päselt die Anforderungen einer schlanken Produktion sowie eines effektiven und dennoch wirtschaftlichen ESD-Schutzes. Mit dem Ingenieurbüro Päselt / ESD-Berater berät und unterstützt er Unternehmen bei der Einführung und Optimierung eines effektiven ESD-Schutzes, dem Durchführen von Schulungen und Audits sowie der Qualifizierung von ESD-Materialien.
Das Beratungskonzept steht unter dem Leitgedanken „Von der
Produktion für die Produktion“ und trifft damit den Wunsch der Kunden nach einem effektiven ESD-Schutz, ohne die Fertigung zu belasten. Alle Dienstleistungen um den ESD-Schutz finden Sie auf der Homepage https://www.esd-berater.de
Kontaktdaten:
Ingenieurbüro Päselt / ESD-Berater Ahornweg 2, 61476 Kronberg
Tel.: 06173-9661631
E-Mail: info@esd-berater.de
