ESD-Schutz ESD-Arbeitsplätze: Auf diese Ausstattung kommt es an

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Ob spezielle Arbeitsstühle und -tische, Kleidung, Zubehör oder Werkzeuge: Wer ESD-Arbeitsplätze ausstattet, muss einiges beachten.

ESD steht für „electrostatic discharge“ (elektrostatische Entladung). Es geht hierbei um den unkontrollierten Ausgleich von elektrischer Ladung zwischen zwei unterschiedlich stark aufgeladenen Objekten. Obwohl man ESD erst ab der Schwelle von 3.500 Volt spürt, genügt bei empfindlichen elektronischen Bauteilen, beispielsweise Leseköpfen von Magnet-Festplatten, bereits eine Entladung von 5 Volt für eine Beschädigung. 100 Volt führen dazu, dass alle Daten auf einem magnetischen Datenträger gelöscht werden, ein elektronischer Speicherbaustein ist dann sogar zerstört. Zudem lassen sich ESD-Schäden ohne technische Unterstützung nicht erkennen. Direkter Kontakt ist für die Entladungen nicht einmal nötig.

Von der Annahme elektronischer Bauteile über sämtliche Schritte in der Produktion bis hin zur Auslieferung an den Kunden: ESD kann an etlichen Punkten der Prozesskette vorkommen. Oft sind die entsprechenden Bauteile nicht sofort unbrauchbar, was dazu führt, dass sie die Qualitätssicherung passieren und wie funktionstüchtige Komponenten behandelt werden. Reklamationen und auch Schäden für den Ruf des produzierenden Unternehmens können die Folge sein. Verschiedene Faktoren spielen bei der Entstehung von ESD eine Rolle, beispielsweise Bewegung und Reibung, falls Arbeitsflächen, Zubehör, Werkzeuge und Transportwagen ESD-Schutz nicht berücksichtigen. Im Folgenden werden entscheidende Aspekte bei der Planung und Einrichtung von ESD-Arbeitsplätzen vorgestellt.

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ESD-Schutzzone (Electrostatic Protected Area = EPA) einfach erklärt

Für ESD-Schutzmaßnahmen ist die Electrostatic Protected Area (EPA) essenziell. Nur innerhalb der EPA dürfen elektrostatisch sensible Bauteile (Electrostatic Sensitive Devices = ESDS) ausgepackt, gehandhabt oder montiert werden. Da hier sämtliche Materialien ableitfähig und auf gleichem Potenzial geerdet sind, herrschen optimale Bedingungen für die Vermeidung von ESD vor. Dies umfasst nicht nur Komponenten und Betriebsmittel, sondern auch Flächen und Kleidung – sie alle befinden sich in der EPA in einem abgegrenzten Bereich, der eindeutig gekennzeichnet ist. Somit können Unternehmen gezielt elektrostatische Aufladungen und Potenzialunterschiede vermeiden. Generell gibt es verschiedene Ausprägungen von EPAs: Das Spektrum reicht von einer definierten Fläche über einen einzelnen Arbeitsplatz bis hin zum vollständigen Gebäude. Auch für Arbeitsplätze innerhalb einer EPA sind die EPA-Regeln verbindlich. Sobald sich also ESD-Arbeitsplätze in einer EPA befinden, müssen sie deren Anforderungen vollständig erfüllen.

Bedeutung von ESD-Tischen für ESD-Arbeitsplätze

Speziell ausgestattete ESD-Arbeitstische mit volumenleitfähigen Tischplatten sind für ESD-Arbeitsplätze unverzichtbar. Für den Fall, dass nur in einem kleinen Tischbereich Bauteile gehandhabt werden, ist die Verwendung einer ESD-Tischauflagematte aus ableitfähigem Material möglich. Generell sollten Mitarbeiter, die an einem ESD-Tisch arbeiten, ein ESD-Armband zur Personenerdung tragen. Alle ESD-Schutzelemente, also auch ESD-Armbänder, haben Kontakt mit dem Tischgestell. Letzteres ist mit einer separat verlegten Erdleitung, der Schutzerde der Stromversorgung oder einem Potenzialausgleichssystem verbunden. Auf diese Weise besteht die Verbindung der ESD-Schutzelemente mit der Erde. Zudem sind die Vorgaben der von der Norm IEC 61340 vorgegebenen Grenzen der Ableit- und Oberflächenwiderstände von entscheidender Bedeutung. Bei allen Arbeits- und Ablageflächen gibt es eine Besonderheit: Neben dem geforderten Maximalwiderstand gilt zusätzlich eine Mindestanforderung. Potenzielle Ladungen fließen daher nicht zu schnell ab, was andernfalls zu Schäden führen könnte.

Kunden sollten beim Kauf von neuen ESD-Arbeitstischen stets darauf bestehen, dass die ESD-Sicherheit gemessen wird. Allgemeine Aussagen oder Bescheinigungen reichen hier nicht aus. Diese Messung gehört bei item zum Standard: Durch ein gesondertes ESD-Protokoll wird den Kunden bescheinigt, dass eine Prüfung des ESD-Tischs an den ESD-Messpunkten erfolgt ist. Diese setzen sich aus Standardpunkten (ESD-Tischplatte und Ablageflächen) und gemeinsam mit dem Kunden definierten, individuellen Punkten zusammen. Somit wird eine ordnungsgemäß ausgeführte Lösung mit korrekten Ableitwiderständen garantiert. Zusätzlich schreibt die IEC 61340 regelmäßige Überprüfungen vor Ort vor. Mit dem Arbeitsplatz-Konfigurator von item lassen sich ESD-Tische besonders zeitsparend und einfach planen . In einer Auswahl von vorkonfigurierten und flexibel anpassbaren Tischmodellen ist auch ein Arbeitstisch mit umfassendem ESD-Schutz enthalten, was zu einer zusätzlichen Zeitersparnis führt.

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Ein Muss für ESD-Arbeitsplätze: Betriebsmittel wie ESD-Stühle

Grundsätzlich sind Arbeitsstühle und ähnliche Produkte für die Industrie in unterschiedlichen Qualitäts- und Preisklassen verfügbar. Allerdings ist es angesichts der Bedeutung von Arbeitsmitteln für die Mitarbeitergesundheit ratsam, schon bei gewöhnlichen Arbeitsstühlen auf hochwertige Lösungen zu achten. Wenn ESD-Schutz benötigt wird, kommt es noch mehr auf den Qualitätsfaktor an. Aus diesem Grund empfiehlt sich der Einsatz von ESD-Arbeitsstühlen . Da diese Stühle zudem mit ableitfähigen Armlehnen verbunden werden können, ist sowohl für die Entlastung von Armen, Nacken und Schultern als auch für ESD-Schutz gesorgt. Dagegen kann hier von einem Einsatz gewöhnlicher Bürostühle nur abgeraten werden. Die verwendeten Materialien bedeuten einen erheblichen Risikofaktor, da sie oft keine Ableitfähigkeit garantieren können.

An ESD-Stühlen führt bei der Arbeit in einer ESD-Schutzzone also kein Weg vorbei. Am Beispiel von elektrostatisch ableitenden Fußstützen wird die bereits beschriebene Verbindung von ESD-Schutz und ergonomischer Arbeitsplatzgestaltung ebenfalls deutlich. Exakte Anforderungen gelten auch für andere Betriebsmittel an ESD-Arbeitsplätzen: Bei einem Abstand zu einem elektrostatisch sensiblen Bauteil (ESDS) von weniger als 30 Zentimetern müssen beispielsweise Greifschalen, Werkzeughalterungen und Werkzeuge elektrostatisch ableitend sein. Für Regale oder Maschineneinhausungen sind ähnliche Vorgaben verbindlich. Grundsätzlich sollten Werkzeuge wie Schraubendreher, Lötkolben oder Messgeräte, die in direkten Kontakt mit ESDS kommen, ableitfähig sein. Zudem ist zu beachten, dass Arbeitsplätze nicht isoliert, sondern in die Intralogistik eingebunden sind. Dies eröffnet ein eigenes Unterkapitel im Bereich des ESD-Schutzes, in dem Zubehör wie antistatische Rollen für Transportwagen oder eine ESD-Schleppkette zum Einsatz kommt.

Ebenfalls wichtig: ESD-Böden, ESD-Schuhe, ESD-Arbeitskittel und regelmäßige Reinigung

Ordnungsgemäße ESD-Arbeitsplätze verfügen darüber hinaus über passende Böden. Diese sind leitfähig und an ausreichend vielen Stellen mit der Erde verbunden. Daher erfolgt eine gezielte Ableitung von elektrischen Aufladungen. Bei ESD-Böden wird folgendermaßen unterschieden:

• Fest installierte ESD-Böden (für größere Areale; DIN EN 61340-5-1 ff.: ein fest installierter Boden muss sich aus mehreren Schichten zusammensetzen, kontrollierte Ableitung zur Erde durch mehrere Kupferbänder)

• Temporäre ESD-Böden (Einsatz in kleineren Zonen, puzzleartig zusammengesetzte Matte)

Ohne elektrischen Kontakt der Mitarbeiter zum Boden verlieren ESD-Böden allerdings ihren Effekt. Das hat damit zu tun, dass normale Schuhe oft eine isolierende Wirkung haben. Werden von den Mitarbeitern hingegen leitfähige ESD-Schuhe getragen, dann entsteht eine Verbindung ihrer Körper zum ESD-Boden. Während des Gehens können die Aufladungen somit sicher abgeleitet werden. Um sicherstellen, dass diese Verbindung korrekt erfolgt, sollte eine tägliche Prüfung stattfinden. Ein fester Bestandteil ESD-sicherer Arbeitskleidung sind auch ESD-Arbeitskittel. In einer ESD-Schutzzone ist für Zubehör wie Schuhe und Kittel ein Maximalwiderstand von 35 Megaohm vorgeschrieben.

Zur Wirksamkeit von ESD-Arbeitsplätzen trägt auch das Verhalten der Mitarbeiter bei. So sind isolierende Werkstoffe zu vermeiden, also beispielsweise Objekte wie Frischhalteboxen und Mappen sowie Schutzhüllen aus Kunststoff. Ähnliches gilt für Gegenstände aus Styropor. Daneben ist sicherer ESD-Schutz auf die gründliche Reinigung des Arbeitsbereichs angewiesen. Ablagerungen aus Schmutz und Staub auf Arbeitsplatzoberflächen, ESD-Stühlen oder ESD-Böden beeinträchtigen entsprechende ESD-Schutzmaßnahmen. Besondere Anforderungen gelten bei isolierenden und transparenten Materialien, deren besondere Beschichtungen die Ableitfähigkeit bewirken. Durch die Verwendung ungeeigneter Reinigungsmittel oder eines zu starken Drucks ist eine Beschädigung oder sogar komplette Entfernung der Beschichtung denkbar. Dies sollte vermieden werden, da entsprechende Schäden das Auftreten von ESD begünstigen.

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