gesponsertArbeitsplatzgestaltung ESD-Schutz: Grundlagen und wichtigste Maßnahmen

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item Industrietechnik GmbH

Elektrostatische Entladungen (ESD) sind meist unsichtbar und verursachen später hohe Kosten. Lernen Sie die Ursachen für die Entstehung von ESD und effiziente Gegenmaßnahmen kennen.

Sie kennen diese Erfahrung bestimmt aus dem Alltag: Beim Händeschütteln oder Berühren von metallischen Türklinken und Treppengeländern spüren Sie einen kleinen elektrischen Schlag. Solche elektrostatischen Entladungen (ESD) weisen eine Spannung von ungefähr 3500 Volt auf. Die Entladung ist für den Menschen ungefährlich. Anders sieht es bei elektronischen Bauteilen aus: Bereits eine Spannung von 100 Volt kann Informationen auf einem magnetischen Datenträger löschen oder einen elektronischen Speicherbaustein zerstören. Die Gefahr für ESD-empfindliche (electrostatic discharge sensitive = ESDS) Bauelemente wird häufig unterschätzt. In der Produktion und Weiterverarbeitung solcher Bauteile ist die Kenntnis und Umsetzung von ESD-Schutz-Grundlagen ein Muss. Hier greifen der Einsatz ESD-sicherer Komponenten und die Befolgung von Verhaltensregeln perfekt ineinander.

Benötigen Sie die wichtigsten Regeln für ESD-Schutz in einem Dokument? Genau das bietet Ihnen das kostenfreie Whitepaper von item Industrietechnik. Es ist ideal zum Nachschlagen oder Weitergeben an Kolleginnen und Kollegen:

Definition und Bedeutung von ESD

ESD steht für „electrostatic discharge“ (= elektrostatische Entladung). Es handelt sich um einen plötzlichen Ausgleich elektrischer Ladung zwischen unterschiedlich aufgeladenen Objekten. Eine elektrostatische Entladung erfordert keinen direkten Kontakt. In der Industrie ist das eine große Herausforderung: Elektronische Bauteile können an fast jeder Stelle der Produktionskette durch eine schlagartige elektrostatische Entladung beschädigt werden. Elektrostatische Ladungen entstehen fast ständig, beispielsweise durch Reibung und Bewegung. Selbst einfache Schritte an einem Arbeitstisch für die manuelle Montage können eine Aufladung von bis zu 6.000 Volt verursachen.

Eine weitere Herausforderung von ESD ist die oft unbemerkte Entladung. Alltägliche elektrostatische Entladungen machen sich durch ein Schmerzempfinden bemerkbar. Menschen spüren diese Entladungen ab etwa 3.500 Volt. Allerdings können Schäden an ESD-empfindlichen Komponenten schon bei viel geringeren Spannungen entstehen. In der Produktion von Magnet-Festplatten genügt für die Beschädigung des empfindlichen Lesekopfs eine Spannung von 5 Volt. Außerdem geht ESD nicht nur von den Mitarbeitenden aus. Ohne passenden ESD-Schutz können sich Förderbänder sowie Betriebsmittel wie Transportwagen, Werkzeuge und Arbeitsflächen ebenfalls elektrostatisch aufladen.

ESD-Schutz: Grundlagen für die industrielle Produktion

Die aus ESD resultierenden Schäden sind oft unsichtbar: Beschädigte Leiterbahnen lassen sich mit bloßem Auge nicht erkennen, sodass man für die Entdeckung von ESD-Schäden meistens ein Elektronenmikroskop benötigt. Erst nach Wochen oder Monaten führen die Schäden beim Endkunden zu Ausfällen. Die Auswirkungen für betroffene Unternehmen können erheblich sein: Reklamationen, teure Garantieleistungen und Vertrauensverlust. ESD ist ein Worst-Case-Szenario für jedes Unternehmen. Wichtig: ESD-Schäden können bereits beim Zulieferer entstehen und im eigenen Werk unbemerkt bleiben.

Wie lassen sich ESD-Schäden effektiv verhindern? Hier kommt es vor allem auf konsequentes Verhalten an: Werden Sie sich der ESD-Problematik bewusst und setzen Sie die Grundlagen des ESD-Schutzes um. Begreifen und etablieren Sie den Schutz vor ESD als übergreifendes Unternehmenskonzept. ESD-Schutzmaßnahmen beginnen bei der Auswahl der Zulieferer und enden mit der sicheren Übergabe an den Kunden. Zur vollständigen Implementierung von ESD-Schutz finden Sie in der DIN EN 61340-5-1 konkrete Vorschriften. Darin wird ein detailliertes Kontrollprogramm vorgeschrieben: Es dokumentiert die entscheidenden Bestandteile eines ESD-Schutzkonzepts verbindlich für alle Mitarbeitenden. ESD-Schutzmaßnahmen umfassen folgende Aspekte und Vorgaben:

• Beachtung aller wichtigen Normen

• Dokumentierte Schutzverfahren für die vollständige Prozesskette, einschließlich Zulieferer und Kunden

• Normgerechte Kleidung mit elektrischer Leitfähigkeit

• ESD-Koordinatoren und Mitarbeitende mit Know-how zum ESD-Schutz

• ESD-Schutzzonen gemäß geltenden Normen

• Tägliche Kontrollen der relevanten Arbeitsschritte

• Kontinuierliche interne Audits

Rolle von Mitarbeitenden, Luftfeuchtigkeit und Betriebsmitteln für ESD-Schutz

Effektiver ESD-Schutz benötigt gut ausgebildetes und ausgerüstetes Personal. Die Mitarbeitenden müssen die Notwendigkeit der ESD-Ausrüstung und deren korrekte Verwendung verstehen. Spezielle Schulungen vermitteln die Grundlagen von ESD-Schutz und vorgeschriebene Verhaltensregeln. Doch es müssen nicht nur Mitarbeitende geschult werden, die in der Produktion elektronische Bauteile verarbeiten. Ob in der Technik, im Lager oder im Reinigungsbereich: An umfassendem ESD-Schutz müssen alle Mitarbeitenden mitwirken. Achten Sie darauf, dass jede Person im Unternehmen über das notwendige Wissen verfügt.

Neben Schutzkleidung, speziellem Werkzeug und antistatischen Verpackungen hat die Einhaltung relevanter Normen eine entscheidende Bedeutung für den ESD-Schutz. Die umgebende Luftfeuchtigkeit ist ebenfalls entscheidend. Eine niedrige Feuchtigkeit in der Luft fördert die Entstehung elektrostatischer Aufladungen. Deshalb treten spürbare Entladungen im Alltag besonders häufig in den kalten Monaten auf. Beim Umgang mit elektronischen Bauteilen sollte die relative Luftfeuchtigkeit in den relevanten Bereichen idealerweise mindestens 30 % betragen. Ein weiteres ESD-Risiko sind Materialien, die mit unterschiedlichen elektrostatischen Aufladungen von Zulieferern angeliefert werden. Gleichen Sie diese Materialien mithilfe von Ionisatoren aus – noch vor dem Transport in die Intralogistik.

Im ESD-Mediacenter von item finden Sie noch mehr Inhalte zum ESD-Schutz. Das Themenspektrum reicht von allgemeinen Grundlagen über die Rolle der Intralogistik bis hin zur Erfolgsstory:

ESD-Schutzzone und Betriebsmittel: ESD-Schutz-Grundlagen praktisch umgesetzt

Die DIN-Norm sieht für die ESD-Schutz-Grundlagen eine Electrostatic Protected Area (EPA) vor. Alternativ wird sie als ESD-Schutzzone bezeichnet. Sie dürfen elektronische Bauteile nur in diesem Bereich handhaben oder montieren: Stellen Sie sicher, dass Ihre ESD-Schutzzone exakt der Norm entspricht. Hier sind alle eingesetzten Materialien ableitfähig und auf gleichem Potenzial geerdet. So vermeiden Sie elektrostatische Aufladungen und Potenzialunterschiede. Vorhandene elektrische Ladungen werden gezielt in den Erdboden abgeleitet. Eine EPA kann aus einem einzelnen Arbeitsplatz in der Produktion, einer definierten Fläche oder einem kompletten Gebäude bestehen.

Verschiedene Komponenten gewährleisten den ESD-Schutz innerhalb einer EPA. Das ESD-Armband wird über ein ESD-Verbindungskabel an eine ESD-Erdungsbox oder einen ESD-Erdungsstecker angeschlossen. So verhindert es die elektrostatische Aufladung der Mitarbeitenden. Zusätzlich schützt eine ESD-Tischauflagematte die verwendeten Bauteile. Zum Warentransport eignen sich beispielsweise item SystemMobile: Über eine ESD-Schleppkette haben die flexiblen Materialwagen dauerhaften Kontakt zum ESD-Boden und leiten elektrostatische Ladung ab. Mit den richtigen Komponenten wird der ESD-Schutz zwar nicht weniger komplex, doch er lässt sich vergleichsweise unkompliziert umsetzen. Bereits für die deutlich gesenkte Ausfallrate Ihrer Produkte lohnt sich der Aufwand.

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