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Elektrostatische Entladungen ESD-Schutzmaßnahmen: Die Grundlagen einfach erklärt

Ohne gründlichen ESD-Schutz sind elektronische Bauteile in der gesamten Prozesskette gefährdet. Spezielle Ausstattung und die Involvierung aller Mitarbeiter wirken dem gezielt entgegen.

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ESD-Schutzmaßnahmen entlang der gesamten Prozesskette verhindern ESD-Schäden konsequent.
ESD-Schutzmaßnahmen entlang der gesamten Prozesskette verhindern ESD-Schäden konsequent.
(Bild: item)

Dieses Gefühl kennt wohl jeder: Bei der Berührung einer Türklinke oder eines Treppengeländers bekommt man „einen gewischt“. Dabei handelt es sich um einen unkontrollierten Ausgleich von elektrischer Ladung zwischen zwei Objekten, die unterschiedlich stark aufgeladen sind. Dieses Phänomen wird als elektrostatische Entladung beziehungsweise „electrostatic discharge“ (ESD) bezeichnet. Was für den Menschen ungefährlich ist, kann elektronische Bauteile empfindlich schädigen. Schon eine Spannung von 100 Volt reicht aus, um sämtliche Daten auf einem magnetischen Datenträger zu löschen oder einen elektronischen Speicherbaustein zu zerstören. Solche Entladungen mit niedriger Spannung, die teure Folgeschäden verursachen können, werden häufig nicht bemerkt. Denn ESD ist erst ab einer Spannung von circa 3.500 Volt spürbar. Auch optisch sind die Schäden in der Regel nicht erkennbar. Zudem besteht an jedem Punkt der Prozesskette die Gefahr, dass elektronische Bauteile durch ESD beschädigt werden. Entstehen kann ESD durch zahlreiche Faktoren – dazu zählen Bewegung und Reibung, aber auch Transportwagen, Arbeitsflächen und Werkzeuge, die nicht speziell auf ESD-Schutz ausgelegt sind. Unternehmensübergreifende Schutzmaßnahmen schaffen den Rahmen für die Verhinderung von ESD.

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Online-Weiterbildung zum ESD-Schutz

ESD-Schutzmaßnahmen im eigenen Unternehmen fußen maßgeblich sowohl auf ESD-Ausrüstung als auch auf deren korrekter Verwendung durch die Mitarbeiter. Um diese entsprechend zu sensibilisieren und ihnen Grundlagen des ESD-Schutzes zu vermitteln, empfehlen sich spezielle ESD-Schulungen. Allerdings reicht es hier nicht aus, ausschließlich Personen zu informieren, die direkt an der Verarbeitung elektronischer Bauteile beteiligt sind. Ganzheitliche ESD-Schutzmaßnahmen sind nur durch eine Beteiligung sämtlicher Mitarbeiter möglich, also auch von Reinigungskräften, Technikern oder Lageristen. Denn „Gefahrenquellen“ für ESD sind überall im Arbeitsalltag zu finden.

In der kostenfreien item Academy wird anschaulicht erklärt, wie man solche Gefahren am besten erkennt und vermeidet. Die interaktive Online-Schulung zum ESD-Schutz zeigt Ihnen auf interaktive Weise, wie Sie Ihre Mitarbeiter und Produkte optimal schützen:

Im Zentrum der ESD-Schutzmaßnahmen: Electrostatic Protected Area (EPA)

Eine ESD-Schutzzone zählt zu den Grundlagen von gewissenhaften ESD-Schutzmaßnahmen. Sie wird auch als „Electrostatic Protected Area“ (EPA) bezeichnet und ist notwendig, damit elektronische Bauteile sicher gehandhabt oder montiert werden können. Alle hier eingesetzten Materialien müssen ableitfähig und auf gleichem Potenzial geerdet sein. Auf diese Weise können elektrostatische Aufladungen und Potenzialunterschiede gezielt vermieden werden. Grundsätzlich kann eine EPA verschiedenste Ausprägungen haben – und etwa als Bereich eines Montagearbeitsplatzes oder definierte Fläche begegnen.

Betrachten wir nun die Ausstattung einer EPA Schritt für Schritt: Neben entsprechenden Tischplatten und Gestellen zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen kommt es auch auf zusätzliche Ausstattung an. Deren Vielfalt mag vielleicht zunächst ein wenig abschrecken, doch das Grundpinzip ist immer gleich und unkompliziert. Dazu zählt beispielsweise ein ESD-Armband. Wer ein solches Armband trägt, kann nicht elektrostatisch aufgeladen werden – denn es ist über ein ESD-Verbindungskabel an eine ESD-Erdungsbox oder einen ESD-Erdungsstecker angeschlossen. Ähnlich funktioniert eine ESD-Tischauflagematte, die ebenfalls mit Erdungsbox oder -stecker verbunden wird. Durch sie werden die eingesetzten Bauteile geschützt. Auch für die Intralogistik gibt es bewährte Lösungen: Ableitfähige Bereitstell- und Transportwagen wie die item SystemMobile haben über eine spezielle ESD-Schleppkette dauerhaften Kontakt zum ESD-Boden. Dies sorgt dafür, dass elektrostatische Ladung abgeleitet wird. Die ESD-sichere Auslegung dieser Wagen zeigt sich exemplarisch an ihren antistatischen Rollen.

Zusätzliche Riskikofaktoren beim Umgang mit elektronischen Bauteilen

Doch nicht nur Aspekte wie Schutzkleidung, Komponenten, Werkzeuge und Mitarbeiterpartizipation sind für erfolgreiche ESD-Schutzmaßnahmen entscheidend. Hier spielt auch die Luftfeuchtigkeit der Umgebung eine erhebliche Rolle. Niedrige Luftfeuchtigkeit begünstigt nämlich die Entstehung von elektrostatischen Aufladungen. Daher ist es kein Zufall, dass die Entladungen, die man aus dem Alltag kennt, gerade im Winter gehäuft auftreten. Bei der Verarbeitung elektronischer Bauteile sollte die relative Luftfeuchtigkeit in den entsprechenden Bereichen mindestens 30 % betragen. Hinzu kommt, dass ein zusätzliches Risiko von Materialien von Zulieferern ausgeht, die mit unterschiedlichen elektrostatischen Aufladungen angeliefert werden. Dem lässt sich erfolgreich mit Ionisatoren am Wareneingang begegnen. Somit wird die statische Aufladung entfernt, bevor Material in die Intralogistik gelangt.

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