ESD-Schutzmaßnahmen

ESD-Schutzmaßnahmen

für die Montage von ESD-gefährdeten Bauteilen

A N e w L i g h t i n g E x p e r i e n c e

1 Einleitung

1.1 Erzeugung von elektrostatischen Ladungen durch Reibungselektrizität

Durch Reiben mit bestimmten Materialien tritt an nicht leitenden

Stoffen wie Harz, Glas, Kunststoff, eine Trennung von Ladungen auf, so dass die geriebenen Materialien unterschiedliche

Polaritäten aufweisen. Damit entstehen elektrostatische

Zustände, denn die Ladungen können sich wegen der isolierenden Wirkung der Stoffe nicht ausbreiten, wozu sie aber immer drängen.

Eine elektrische Ladung erzeugt in ihrer Umgebung, wenn sie sich nicht entladen kann, stets eine Gegenladung; man nennt diesen Vorgang Influenz.

Ein Ladungsfluss oder elektrischer Strom kommt aber nur zustande, wenn leitendes Material beteiligt ist oder wenn die

Energie der Ladungen (das elektrostatische Feld) so hoch ist, dass ein Entladungsfunke entsteht.

Beispiele zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungen:

• Herabfallender Regen in Luft

• Gehen auf Kunststoffböden

• An-/Ausziehen von kunststoffhaltigen Kleidungsstücken

1.2 Beispiele typischer elektrostatischer

Spannungen

Bewegung am Arbeitsplatz

Laufen über Kunststoffboden

Laufen über Teppich

Entfernen von Luftposterverpackungen

Relative Luftfeuchtigkeit

10 % 40 % 55 %

6000 V 800 V 400 V

12000 V 5000 V 3000 V

35000 V 15000 V 7500 V

26000 V 20000 V 7000 V

1.3 Elektrostatische Ladungsverschiebung

+

+

+

+

Elektrostatisches

Feld

Aufgeladener Gegenstand mit positiver Ladung, z. B. Kunststoffrohr

Metallischer Leiter mit LEDs, z. B. High Power

+

Metallische Leiter sind beispielsweise elektrische Kontaktstellen,

Leiterbahnen, Bonddrähte oder Leadframes.

1.4 Elektrostatische Entladung

Fall 1: Das elektrostatische Feld ist so groß, dass es zur

Entladung unter Funkenbildung kommt.

Fall 2: Die Aufladungen werden schlagartig durch Zuführung von freien Ladungsträgern ausgeglichen.

Entladung

+

+

+

+

Elektrostatisches

Feld

E =

Spannung (U)

Abstand

Ausgleichspotenzial

+

Achtung

LED-Chips und ICs können bereits durch kleine elektrostatische

Spannungen zerstört werden.

2 Allgemeine Empfehlungen

2.1 Für Arbeiten in Elektronikschutzzonen

• Aufenthalt in Elektronikschutzzonen (EPA) ist nur in zugelassener Ausstattung mit entsprechendem Schutzkittel, ableitfähigem Schuhwerk und/oder Handgelenkband gestattet.

• Besucher sind auf die Schutzmaßnahmen aufmerksam zu machen. Sie dürfen Schutzzonen nur in o. g. Ausstattung betreten.

• "Harte" Entladungen, z. B. Ablegen auf eine Metallfolie/

-platte, ist unbedingt zu vermeiden.

• Für elektrostatisch empfindliche Bauteile gilt:

– Teile nur mit ableitfähigem Material in Berührung bringen, damit evtl. Aufladungen "sanft" abfließen

(kontrollierter Potentialausgleich).

– Bauteile nicht in der Nähe von aufgeladenen, bzw.

aufladbaren Gegenständen verarbeiten.

– Nur geeignete Werkzeuge, Geräte und Materialien benutzen.

– Vorhandene Klebestreifen aufschneiden und nicht zerreißen.

– Ableitfähige Handschuhe oder Fingerlinge verwenden.

– Die Bauteile dürfen aus den ESD-Schutzzonen nur in normgerechter Verpackung oder Transportbehältern transportiert werden.

Vossloh-Schwabe Deutschland GmbH

Hohe Steinert 8 · D-58509 Lüdenscheid · Telefon: +49 (0) 23 51/101-0 · Fax: +49 (0) 23 51/101-217 + -384 · www.vossloh-schwabe.com

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für die Montage von ESD-gefährdeten Bauteilen

2.2 Für Einzelarbeitsplätze (ESD-Inseln), beim technischen Kundendienst und auf

Montagebaustellen

Zusätzlich gilt:

• Ableitfähige Arbeitskleidung tragen.

• Stets geerdetes Handgelenkband anlegen. Beim technischen Kundendienst ist die Arbeitsmatte und der Service-

Koffer miteinander zu verbinden und zu erden (ständiger

Potenzialausgleich). Hat das zu reparierende Gerät ein leitfähiges Gehäuse, sind die Matte, der Koffer und das

Handgelenkband mit diesem zu verbinden.

• Betroffene Bauteile niemals außerhalb der "ESD-Insel" der

Verpackung oder dem Transportbehälter entnehmen.

• Werden Transportwagen benötigt, sind ableitfähige

Wagen zu verwenden und in den Poteztialausgleich miteinzubeziehen. In Parkpositionen auf nicht ableitfähigem

Boden sind die Transportwagen zu erden.

2.3 Zur Prüfung und Reparatur von

ESD-gefährdeten Baugruppen

• Prüfadapter müssen beim Kontaktieren spannungsfrei sein und dürfen keine elektrostatisch aufladbare Umgebung

(z. B. Plexiglasblenden) haben.

• Prüffassungen müssen beim Stecken oder Ziehen von

ESD-empfindlichen Bauteilen spannungsfrei sein.

• Prüfgeräte dürfen weder beim Ein- noch Ausschalten

Spannungsspitzen erzeugen.

• Alle unbenutzten Eingänge sollten entweder mit der

Versorgungsspannung oder mit dem Bezugspotenzial verbunden sein. Entsprechende Angaben in den technischen Unterlagen sind zu beachten.

• Signalspannungen dürfen an Eingänge erst mit oder nach dem Einschalten der Versorgungsspannung angelegt werden. Sie müssen vor oder mit dem Abschalten der

Versorgungsspannung abgeschaltet werden.

• Lötkolben und Endlötgeräte müssen mit geerdeten Spitzen ausgestattet sein. Es dürfen keine Spannungsspitzen durch

Regler oder die Netzspannung entstehen.

• Kältespray darf nur verwendet werden, wenn sich das zu testende Bauteil im Testadapter mit Ausgleichspotenzial befindet.

3 Warnhinweise in einer Elektronikschutzzone

EPA (ESD-Protected-Area)

4 Normen

4.1 DIN EN 61340-5-1

Elektrostatik – Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene: Allgemeine Anforderungen

4.2 DIN EN 61340-5-2

Elektrostatik – Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene: Benutzerhandbuch

4.3 DIN IEC 61340-4-1

Elektrostatik – Teil 4-1: Standard-Prüfverfahren für spezielle

Anwendungen – elektrischer Widerstand von Bodenbelägen und verlegten Fußböden

4.4 ANSI/ESD S.20.20-1999

ESD Association standard for the development of an electrostatic discharge control program

Vossloh-Schwabe Deutschland GmbH

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