Elektrostatischer Schutz in der Praxis: Ausstattung von EPA-Räumen

Der Schutz von elektronischen Komponenten und Geräten vor elektrostatischer Entladung (ESD – Electrostatic Discharge) ist heutzutage eine Notwendigkeit. Elektrostatische Entladungen können empfindliche elektronische Bauteile beschädigen oder sogar zerstören, was weltweit Kosten in Milliardenhöhe verursacht. Um dies zu verhindern, ist es wichtig, die Arbeitsumgebung mit sogenannten EPA-Zonen (Electrostatic Protected Area) auszustatten. Die grundlegenden Elemente eines solchen Schutzes sind ESD-Armbänder, ESD-Böden und weitere spezifische Elemente. In diesem Artikel befassen wir uns mit den Grundvoraussetzungen für die Ausstattung von EPA-Zonen und den Normen zum Schutz elektronischer Komponenten vor elektrostatischer Entladung.

Was ist ein EPA-Raum?

Bei einem ESD-Unterdrückungsprojekt sind viele Aspekte zu berücksichtigen. Eines der wichtigsten Elemente des Schutzes vor ESD ist der EPA-Bereich (Electrostatic Discharge Protected Area). Dies ist ein Bereich, in dem empfindliche Komponenten mit einem akzeptablen Risiko gehandhabt werden können.  Dort können sich nur Gegenstände befinden, die die Entstehung von ESD verhindern. Es dürfen dort auf keinen Fall Isolatoren (Papier, ungeschützter Kunststoff, Gummi usw.) vorhanden sein. Dieser Raum kann von einem ganzen Gebäude, einem ganzen Raum oder nur einem Arbeitsplatz gebildet sein.

Markierung und Betreten des EPA-Bereichs

Der EPA-Bereich muss gut sichtbar gekennzeichnet sein, sodass er sich deutlich vom Rest des Betriebs abhebt. In einfachen Fällen werden schwarze und gelbe Abgrenzungsbänder auf dem Boden verwendet, um den EPA-Bereich abzugrenzen. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass ein solcher Raum nicht gegen unbefugten Zugriff geschützt ist.

Deswegen werden häufiger physische Barrieren eingesetzt, um zu verhindern, dass unbefugte und ungeschulte Personen den Bereich betreten. Ein Teil des Eingangs zum EPA-Bereich ist ein Tor, das nur Personen Zutritt gewährt, deren Widerstand im System innerhalb der durch die Vorschriften festgelegten Werte liegt. In der Praxis bedeutet dies, dass die Person Kleidung, ESD-Schuhe und ein ESD-Armband trägt. Anschließend wird sie geprüft, um sicherzustellen, dass sie die vorgeschriebenen Parameter erfüllt, bevor sie den EPA-Bereich betreten darf.

EPA-Einrichtungen Bereich

Im EPA-Bereich dürfen sich nur Gegenstände befinden, die dazu beitragen, elektrische Ladung abzuleiten und gleichzeitig ihre Entstehung zu verhindern. Zu diesen Gegenständen gehören:

• ESD-Möbel (Stühle, Tische, Arbeitsflächen, Lampen, …),
• ESD-Boden,
• ESD-Werkzeuge,
• ESD-Verpackungsmaterial und andere.

Jedes dieser Elemente trägt dazu bei, das ESD-Risiko zu verringern. Je mehr Elemente ein Unternehmen in seinem ESD-Unterdrückungsprogramm nutzt, desto mehr minimiert es das ESD-Risiko. In Automobil- oder anderen Fertigungsbetrieben, die mit empfindlicher Elektronik arbeiten, werden die meisten dieser Elemente genutzt, weil der Schutz der elektrischen Komponenten hier extrem wichtig ist.

Darüber hinaus werden die EPA-Bereiche regelmäßig inspiziert und geprüft, um sicherzustellen, dass sie nur mit Gegenständen ausgestattet sind, die zur Verringerung des ESD-Risikos beitragen. Es ist strengstens verboten, in diesen Bereichen Gegenstände oder Materialien zu haben, die eine Entladung verursachen könnten.

Welches der Schutzelemente zu wählen ist?

Wie bereits erwähnt, trägt jedes der Elemente zur Verringerung des ESD-Risikos bei. Wenn Sie sich jedoch für den imaginären Mindestschutz entscheiden, der zu einem maximalen ESD-Schutz beiträgt, dann empfehlen wir zumindest ESD-Schuhe, ein ESD-Armband und einen ESD-Boden. Der ESD-Boden hat den Vorteil, dass er nicht nur die erzeugte Ladung wirksam ableitet, sondern auch einen übermäßigen Ladungsaufbau verhindert. Nur zur Veranschaulichung: Eine Person, die im Winter auf einem Teppich läuft, kann eine Ladung von bis zu 35 000 Volt aufbauen! Andererseits verhindert ein hochwertiger ESD-Boden die Entstehung einer Ladung mit einem Wert von mehr als 100 V.

Regelmäßige Kontrolle

Die Auswahl des richtigen Produkts ist jedoch noch lange nicht das Ende des ESD-Unterdrückungsprogramms. Im Gegenteil. Jedes Produkt sollte regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass es seine ESD-Eigenschaften im Laufe der Zeit nicht verliert. Daher muss das ESD-Unterdrückungsprogramm festlegen, wie oft und auf welche Weise der Gegenstand überprüft wird.

Die Europäische Technische Norm EN 61340 – Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene ist in dieser Hinsicht hilfreich. Sie gibt für jeden Gegenstand an, welche Parameter es erfüllen muss, wenn es in das System integriert wird. Wenn Sie einen ordnungsgemäß angeschlossenen Boden haben, muss dieser auch im Laufe der Zeit Rg < 1 × 10 Ω (Widerstand zur Erde) erfüllen. Die Prüfungen werden von einem geschulten ESD-Programmkoordinator durchgeführt.

Was ist alles zu prüfen?

Einfach alles. Alle Gegenstände, die sich im EPA-Bereich befinden, sind regelmäßig zu überprüfen. Wenn sie die Prüfung nicht bestehen oder die Anforderungen nicht erfüllen, müssen sie aus dem Raum entfernt werden.

Umfassendes Programm

Jedes Unternehmen, das einen EPA-Raum einrichtet, muss ein Programm entwickeln, in dem eine Person benannt wird, die für die Einhaltung der festgelegten Vorschriften verantwortlich ist; in der Regel handelt es sich dabei um den EPA-Programmkoordinator. Diese Person muss:

1. die Anforderungen an die Ausstattung des Raums festlegen,
2. die verantwortlichen Mitarbeiter für die Betretung des Raums festlegen,
3. für die Schulung und regelmäßige Fortbildung der befugten Personen sorgen,
4. Leitlinien für die Arbeit im EPA-Bereich erstellen,
5. einen Zeitplan für die Überprüfung von Gegenständen im EPA-Bereich erstellen. Im Anschluss an eine solche Prüfung sollte ein Bericht erstellt werden, der die Einhaltung der festgelegten Parameter nachweist.

Wenn Sie mehr über die Programme der EPA-Agentur für die ESD und Emissionsminderungsbereiche erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte unter info@fortelock.de.