Arbeitsrihtlinien ESD-Shutzmaßnahmen
ESD-Shutzmaßnahmen Worum geht es bei Gefahr von Shäden aufgrund von ESD? Was ist unter ESD zu verstehen und wie entstehen elektrostatishe Ladungen? ESD ist die Abkürzung für "Eletro Stati Disharge", also elektrostatishe Entladung, und wird durh den Ladungsaustaush zwishen zwei Körpern mit untershiedlihen Spannungspotenzialen hervorgerufen. Elektrostatishe Ladung kann in modernen Arbeitsbereihen hohe Spannungen verursahen. In Abhängigkeit der Luftfeuhtigkeit können sih daraus sehr untershiedlihe Spannungsniveaus ergeben. In folgender Tabelle sind typishe Werte von elektrostatisher Spannung dargestellt. Quelle 10 % bis 20 % Luftfeuhte 65 % bis 90 % Luftfeuhte Gehen auf Teppih 35.000 Volt 1.500 Volt Gehen auf Kunststoffboden 12.000 Volt 250 Volt Arbeiten an Arbeitstish 6.000 Volt 100 Volt Vinylhüllen (Arbeitsanweisungen) 7.000 Volt 600 Volt Plastiktüte (vom Arbeitstish aufgehoben) 20.000 Volt 1.200 Volt Arbeitsstuhl mit Shaumstoffkissen 18.000 Volt 1.500 Volt Warum kann ESD eine Shädigung elektronisher Baugruppen verursahen? ESD kann bei elektronishen Baugruppen eine elektrishe Überlast verursahen und somit zu unmittelbaren Ausfälle führen oder Vorshädigungen versuhen, die Ausfälle im laufenden Betrieb zur Folge haben. Für elektronishe Baugruppen, die ESD empfindlih sind, ist in der Regel in entsprehenden Datenblättern die ESD Empfindlihkeit angegeben. Eine elektrostatishe Entladung kann auh über eine Luftstreke erfolgen. Es ist also niht immer ein direkter Kontakt der empfindlihen Baugruppe mit dem elektrostatish geladenen Objekt notwendig, damit eine elektrostatishe Endladung auftreten kann. Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 2 8
ESD-Shutzmaßnahmen Maßnahmen zum Shutz ESD-empfindliher Baugruppen Gängigste Normen für ESD Shutzmaßnahmen DIN EN 61340-5-1: Shutz von elektronishen Bauelementen gegen elektrostatishe Phänomen - allgemeine Anforderungen ANSI/ESD S20.20: Protetion of Eletrial and Eletroni Parts, Assemblies and Equipment IPC-A-610: Abnahmekriterien für elektronishe Baugruppen Im Folgenden werden Beispiele von ESD Shutzmehanismen dargestellt, welhe in den vorher erwähnten Normen detailliert beshreiben sind. Die nahfolgenden Shutzmaßnahmen sind an die DIN EN 61340-5-1 angelehnt und stellen nur einige Beispiel der Norm dar. ESD Kontrollprogramm Mitarbeitershulung Bestimmung der notwendigen ESD Shutzmaßnahmen Überprüfung der Wirksamkeit der Shutzmaßnahmen Personbezogene Shutzmaßnahmen Handgelenkerdungsband ESD geeignete Bekleidung ESD Shuhe Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 3 8
ESD-Shutzmaßnahmen Arbeitsplatzbezogene Shutzmaßnahmen Ableitfähige oder antistatishe Arbeitsoberflähen Elektrostatish shützende Bodenbeläge ESD geeignete Sitzgelegenheiten ESD geshützter Bereih Vermeidung unnötiger Isolatoren in ESD geshützten Bereihen (z.b. Kaffeetassen, Klebebänder, Styropor, PE Kunststofffolien) Verwendung von Ionisatoren zum gezielten Abbau von elektrostatisher Ladung im Produktionsprozess (z.b. bei Abziehen von Kunststofffolien) Arbeitsrihtlinien Ein EOS/ESD-siherer Arbeitsplatz (siehe Bild 1 bzw. Bild 2) beugt einer Beshädigung bzw. Vorshädigung von empfindlihen Komponenten gegen Spannungsspitzen bzw. statishen Entladungen vor. Um statishe Aufladungen gezielt ableiten zu können ist ein Erdungsanshluss zu gewährleisten, da ansonsten die Entladung auf die Komponenten übergehen kann. Hierzu sind Arbeitsplätze mit ableitfähigen bzw. antistatishen Arbeitsflähen zu verwenden. Die Arbeitskraft muss ebenfalls an diesem Erdungsanshluss über ein Armband angeshlossen sein. Der verwendete Anshluss der Arbeitskraft an das Erdungsnetz hat über Widerstände, wie in Bild 1 und 2 angegeben, zu erfolgen, damit im Falle eines Fehlbetriebes, der Mitarbeiter geshützt ist. Des Weiteren ist dieses notwendig damit eine langsame (soft) Entladung gewährleistet wird und somit Funkenübershläge verhindert werden. Folgende Tabelle beshreibt zulässige Werte für Widerstände und Entladungszeit bei elektrostatish siherem Arbeiten: Ableitung des Mitarbeiters über... Maximal zulässiger Widerstand Maximale tolerierbare Entladezeit Bodenmatte zur Erde 1.000 MΩ weniger als 1 Sekunde Tishmatte zur Erde 1.000 MΩ weniger als 1 Sekunde Armband zur Erde 100 MΩ weniger als 0,1 Sekunde Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 4 8
ESD-Shutzmaßnahmen ½ VORSICHT! Der Arbeitsplatz muss frei sein von jeglihen Materialien, die Folgendes enthalten: Kunststoffe Styropor niht geeignete ESD Shutzhüllen bzw. Mappen An einem EOS/ESD-siheren Arbeitsplatz sind regelmäßige Überprüfungen der Shutzfunktion durhzuführen. Werkzeuge und sonstige Arbeitsmittel sind zu warten und regelmäßig auf deren ordnungsgemäße Funktion zu überprüfen. Bild 1: Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 5 8
ESD-Shutzmaßnahmen Bild 2: (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Erde EOS-geshützte Shalen, Behälter, et EOS-geshützte Tishoberfläh EOS-geshützter Boden oder Matte Gebäudeboden Gemeinsamer Erdungspunkt Persönlihes Armband Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 6 8
ESD-Shutzmaßnahmen Beispiel für ein ESD-Kontrollprogramm ESD Störfestigkeitsgrad 100 V (1) Kontakt: 4 kv / Luft: 4 kv (2) Kontakt: 6 kv / Luft: 8 kv (2) Kontakt: 8 kv / Luft: 15 kv (2) Administrative Anforderungen (3) ESD Kontrollprogrammplan Shulungsplan Plan zur Verifizierung der Einhaltung Tehnishe Anforderungen (3) Keine Verwendung von unnötigen Isolatoren (z.b. Kunststofffolien, Kaffeebeher) Analyse prozess-relevanter Isolatoren Ionisation (4 Arbeitsoberflähen, Lagerregale und Transportwagen ) (4) (4) (4) (4) (4) Bodenbelag (4) (4) Personenerdung (Handgelenkbanderdung / Shuhwerk) (4) (4) Gemeinsame Erdungsanshlusspunkte Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 7 8
ESD-Shutzmaßnahmen Sitzgelegenheiten Bekleidung Verpakung (statish ableitfähig) Verpakung (Shutzwirkung gegen Entladung) (1) gemäß IEC 61340-5-1 (2) gemäß IEC 61000-4-2 (3) genaue Anforderungen und Grenzwerte zu den genannten Punkten finden sih in IEC 61340-5-1 (4) Empfehlung hängt von Ergebnissen aus der Analyse von Prozess-relevanten Isolatoren ab Leitfaden ESD-Shutzmaßnahmen 06.2014 1.0 de 8 8