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7. 2. 2024

Was ist ESD und wozu dient ein ESD-Boden?

Das ESD-Phänomen verursacht weltweit Schäden in Höhe von bis zu mehreren Milliarden US-Dollar. Es wird geschätzt, dass die Kosten für ESD-Schäden sich bei Unternehmen, die elektronische Komponenten herstellen, auf 8 bis 30 % der gesamten Herstellungsfehler belaufen. Daher ist es äußerst wichtig, die durch ESD verursachten Schäden so weit wie möglich zu vermeiden. Der Fortelock ESD-Boden kann auch Ihnen helfen.

Was bedeutet ESD?

ESD ist eine Abkürzung für ElectroStatic Discharge, frei übersetzt als elektrostatische Entladung. Eine Ladung entsteht, wenn zwei Stoffe aneinander reiben oder einfach getrennt werden (z. B. Klebeband). Neutrale Atome von Stoffen werden durch diesen Prozess positiv oder negativ geladen. Treffen die geladenen Atome anschließend auf ein geerdetes Element, kommt es zu einer elektrischen Entladung.

Jeder von uns hat das am eigenen Leib erlebt, vor allem in den Wintermonaten, wenn er eine Türklinke erwischte, von der er einen Stromschlag bekommen hat. Das liegt daran, dass die Luft im Winter trocken ist, was die Ableitung der angesammelten elektrischen Ladung erschwert. Darüber hinaus kann man beim Gehen auf einem Teppich oder beim Bewegen der Hände in einem Wollpullover eine enorme Ladung ansammeln.

Körper wie eine riesige Batterie

Wussten Sie, dass Sie allein durch das Aufstehen von einem Stuhl eine Ladung von bis zu 18 000 Volt erzeugen können? Wenn Sie einen Wollpullover ausziehen, erzeugen Sie eine Spannung von bis zu 25 000 V. Wenn Sie in einer trockenen Umgebung auf einem Nylonteppich gehen, können Sie sehr leicht bis zu 35.000 Volt akkumulieren!

Sie können diese Entladungen bereits hören, wenn der Körper 6 000 Volt angesammelt hat – dann hören Sie das Knallgeräusch. Sie können einen kleinen Funken sehen, wenn die Ladung 9 000 Volt beträgt.

Was beeinflusst die Größe der Ladung?

Die Höhe der Ladung wird von mehreren Faktoren beeinflusst. Einer der wichtigsten ist die relative Luftfeuchtigkeit. In einer feuchten Umgebung kann die Ladung einfach über den leitenden Pfad entweichen, der durch Wassertröpfchen in der Luft entsteht. Im Gegensatz dazu ist es für die Ladung im Winter schwieriger, und während z. B. die Handhabung einer Plastiktüte im Sommer eine Spannung von 1 600 V erzeugt, kann sie im Winter bis zu 17 000 V betragen.

Relative Luftfeuchtigkeit20 %80 %
Gehen auf einem Nylonteppich35 000 V1 500 V
Ausziehen eines Wollpullovers25 000 V1 900 V
Aufstehen von einem Stuhl18 000 V1 800 V
Handhabung einer Plastiktüte17 000 V1 600 V
Gehen auf einem Vinylboden12 000 V250 V
Kunststoffverarbeitung6 000 V100 V

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Art der Materialien. Wenn Sie einen aufgeblasenen Gummiballon an Ihren Haaren reiben werden, wird die Spannung enorm sein. Dies wird dadurch verursacht, dass Materialien mit entgegengesetzter Ladungsneigung aneinander reiben. Während sich Haare positiv aufladen, neigen Gummi und Kunststoff dazu, sich negativ zu laden. Dieser Unterschied kann zu großen Spannungen führen. Wenn Sie mehr über dieses Thema wissen möchten, empfehlen wir Ihnen, einen Blick auf die sogenannte. „Triboelektrische Reihe“ werfen.

Auch die Geschwindigkeit, mit der wir auf einem Teppich gehen oder das Band abwickeln, wirkt sich auf die Größe der Ladung aus. Wenn wir langsamer gehen, ist die Ladung nicht so groß, wie bei höheren Geschwindigkeit. Und nicht zuletzt ist die Größe der Kontaktfläche der Materialien von Bedeutung. Je größer die Fläche, desto größer die Ladung.

Feine Elektronik

In den 1970er Jahren begann man sich in den Fertigungsbetrieben verstärkt mit der ESD-Problematik zu befassen. Bis dahin konnten robuste und oft große Elektrokomponenten höheren Spannungen standhalten, doch der Trend zu kleineren Produkten hat dies geändert. Große alte Fernseher wurden durch dünne LCD-Bildschirme ersetzt, Telefone passen in die Hosentasche, und große Desktop-Computer wurden durch kleine, kompakte Laptops oder Tablets ersetzt. Alle diese Geräte benötigen die kleinstmöglichen Komponenten.

Wussten Sie, dass der derzeit kleinste Chip nur 0,1 mm3 groß ist?

Alle diese Komponenten reagieren äußerst empfindlich auf höhere Spannungen. Selbst 20 Volt können irreversible Schäden verursachen. Das Heimtückischste an ESD ist jedoch die Tatsache, dass ESD die Elektronik nur teilweise beschädigen kann, während die Komponente weiter funktionieren kann. Selbst die Ausgangskontrolle wird solche Schäden nicht entdecken. Oft sind sie so klein, dass wir sie mit dem Auge nicht erkennen können. Der Schadensgrad lässt sich durch mehrere tausendfache Vergrößerungen darstellen. Mit der Zeit kann sich der Schaden jedoch vergrößern, bis er zum Totalausfall des Produkts führt. In vielen Fällen geschieht dies, während für das Produkt noch Garantie besteht, wodurch dem Hersteller hohe Kosten für die Reparatur oder den Ersatz des Produkts entstehen.

Wo können wir überall auf ESD stoßen und wie können wir uns wirksam schützen?

Die Vermeidung von ESD ist in Fertigungsunternehmen äußerst wichtig. Und nicht nur dort. Die elektrostatische Entladung kann auch in anderen Bereichen große Probleme verursachen, wie z. B:

  • Flughäfen,
  • Textil- und Papierindustrie,
  • Lackierereien,
  • Trockenräume,
  • fotografische Industrie,
  • pharmazeutischen Industrie,
  • Operationssäle,
  • Zahnarztpraxen,
  • oder Logistikzentren, in denen Produkte gehandhabt oder verpackt werden.

ESD-Präventionsprogramme konzentrieren sich auf zwei Hauptziele – das Risiko einer elektrostatischen Entladung so weit wie möglich zu minimieren und in Fällen, in denen sie auftritt, die Ladung schrittweise zum Erdungspunkt abzuleiten.

Zur wirksamen und effizienten ESD-Prävention empfehlen wir die Implementierung eines ESD-Unterdrückungsprogramms im Unternehmen. Im Rahmen dieses Programms ist es unter anderem notwendig, den sogenannten „EPA-Raum“ (ElectroStatic Discharge Protected Area) einzurichten. Es handelt sich um einen Raum, in dem das Risiko einer elektrostatischen Entladung minimiert ist. Das kann ein einzelner Arbeitsplatz sein, in dem mit Feinelektronik gearbeitet wird, oder eine ganze Produktionshalle. Er umfasst unter anderem:

1. ESD-Ausrüstung: spezielle ESD-Armbänder, ESD-BodenESD-Schuhe und -Kleidung, spezielle ESD-Transportkasten, Stühle, Lampen, Werkzeuge, Verpackungsmaterial und vieles mehr.

2. Messgerät am Eingang des ESD-Raums: misst den Spannungswert am menschlichen Körper und den Systemwiderstand, der durch den Arbeiter und das Schuhwerk gebildet wird.

3. Geschultes Personal: als Teil des Programms ist es wichtig, die Bedienung darin zu schulen, wie man den Raum betritt und wie man dort arbeitet.

4. ESD-Koordinator: Jedes Unternehmen sollte über einen eigenen Koordinator verfügen, der regelmäßige Kontrollen durchführt, neue Mitarbeiter schult und das ordnungsgemäße Funktionieren des Programms überwacht.

Tipp: Wenn Sie überwiegend im Sitzen arbeiten und nur an einem Schreibtisch mit Elektronik in Berührung kommen, sollten Sie sich zumindest ESD-Armbänder besorgen. Sie können statische Ladung wirksam ableiten. Wenn Sie sich jedoch bei der Arbeit bewegen und gehen müssen, sollten Sie auch einen hochwertigen ESD-Boden anschaffen.Er erzeugt keine elektrische Ladung und leitet sie gleichzeitig effektiv zum Erdungspunkt ab.

Kontaktieren Sie unsere Experten für weitere Informationen, technische Spezifikationen oder ein individuelles Angebot . Wir helfen Ihnen gerne dabei, die beste Bodenlösung für die spezifischen Anforderungen Ihrer Industriefläche zu finden.

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