ESD-Schutz in der Elektronikproduktion

Elektrostatische Entladung macht sich im Alltag in vielen Bereichen bemerkbar. Bekannte Beispiele sind leichte Stromschläge beim Berühren einer Türklinke, eines Fenstergriffs oder eines Heizkörpers sowie Blitze während eines Gewitters.

In der Elektronikproduktion kann elektrostatische Entladung zur Beschädigung der Baugruppen führen, die sich in manchen Fällen erst Wochen nach dem Vorfall bemerkbar macht.

Um Qualität und Langlebigkeit der Elektronik zu sichern, gilt es daher, elektrostatische Ladung in der Elektronikproduktion zu verhindern bzw. gezielt abzuleiten.

Entstehung elektrostatischer Auf- und Entladung

Elektrostatische Entladung in Form eines Blitzes

Elektrostatische Ladung entsteht bei Reibung zwischen ungleichen Stoffen. Negative Ladungen lösen sich aus einem Stoff und gehen in einen anderen Stoff über. Dadurch entsteht ein Ungleichgewicht an elektrischer Ladung (=Potentialdifferenzen).

Wird die Differenz zu groß, kommt es zur elektrostatischen Entladung (auch: ESD, Abkürzung für electrostatic discharge) und zu Spannungsdurchschlägen.

Kunststoffe sind aufgrund des hohen Oberflächenwiderstands besonders gut statisch aufladbar. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist Styropor, das eine starke Neigung zur Aufladung hat und daher leicht an anderen Materialien haftet.

Gefahren durch elektrostatische Entladung in der Elektronik­produktion

Elektrostatische Entladung ist bei einem abrupten Ausgleich hoher Potentialdifferenzen, wie im Fall von Gewittern, deutlich sichtbar.
Sie kann allerdings auch so gering ausfallen, dass der Entladungsvorgang für Menschen nicht bemerkbar ist. In elektronischen Bauteilen können selbst solche geringen, nicht sichtbaren Entladungen zur Beschädigung führen und Funktionsausfälle verursachen.

Wenn der Defekt unmittelbar nach dem Spannungsdurchschlag in Erscheinung tritt oder in der Qualitätskontrolle erkannt wird, kann die Fehlerursachenforschung für den Ausschluss eines systematischen Fehlers zu Zeitverzögerungen und erhöhten Kosten führen.

Besonders kritisch sind ESD-Beschädigungen, die in Qualitätskontrollen (optisch und elektrisch) nicht identifiziert werden können und erst Wochen oder Monate nach der Beschädigung in Form eines Funktionsausfalls oder eines Fehlverhaltens in Erscheinung treten (verborgene Defekte).

Um ESD-Beschädigungen als Fehlerquelle auszuschließen, sind alle Produktionsräume bei Baudisch Electronic streng ESD-geschützte Bereiche, auch EPA genannt (EPA = Electrostatic Protected Area). Umfangreiche Maßnahmen sorgen dafür, dass in diesem Bereich elektrostatische Ladung verhindert oder gezielt abgeleitet wird.

ESD-Warnschild am Eingang zum ESD-geschützten Produktionsbereich

ESD-Schutzmaßnahmen in der Elektronik­produktion

Vermeidung elektrostatischer Ladung

ESD-Kleidung

In Produktionsbereichen ist das Tragen von ESD-gerechter Kleidung verpflichtend. Diese besteht aus antistatischem Material, das sich bei Reibung nicht elektrostatisch auflädt.

ESD-geschützter Arbeitsplatz

Sämtliche Materialien, die in der Produktion genutzt werden, sind antistatisch bzw. statisch ableitend. Dazu zählen unter anderem Werkzeuge, Arbeitstische, Transportwägen sowie Fördersysteme in Anlagen.

Leit- und ableitfähige Verpackungen

Innerhalb der EPA werden Verpackungen genutzt, die entweder durch einen sehr geringen Oberflächenwiderstand (leitfähige Verpackung) oder durch eigearbeiteten Kohlestoff (ableitfähige Verpackung) eine elektrostatische Aufladung des Verpackungsmaterials verhindern.

Ableitung elektrostatischer Ladung

ESD-Bodenbelag in Kombination mit ESD-Schuhen

Der gesamte Produktionsbereich ist mit leitfähigem Bodenbelag ausgestattet.

Ergänzend dazu ist das Tragen von leitfähigen ESD-Schuhen verpflichtend. Über die speziellen Schuhsohlen wird die elektrostatische Ladung gezielt in den ESD-Fußboden abgeleitet. Gäste erhalten ESD-Fersenbänder, die die gleiche ableitende Wirkung wie ESD-Schuhe erzielen.

Der Zutritt zum Produktionsbereich ist ausschließlich nach einer Messung der Leitfähigkeit der Schuhe möglich.

Abschirmende Verpackung

Elektronische Baugruppen, die nicht in einem Gehäuse verbaut sind und an Kunden versendet werden, verlassen ausschließlich in abschirmenden Verpackungen unsere Produktion.
Abschirmende ESD-Verpackungen verfügen über mehrlagige Folien mit Metallbeschichtung. Sie haben die Eigenschaft, Spannungen an der Oberfläche abzuleiten. Daher bieten sie höchsten Schutz vor Beschädigungen des Inhalts durch elektrostatische Entladungen während des Transports.

Baudisch Electronic GmbH

Im Gewerbegebiet 19
73116 Wäschenbeuren

T: +49 (7172) 9 26 13-0
E: vertrieb@baudisch.de

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