| Info Antistatikschutz | ||||||
| Elektrostatische Ladungen Elektronische Bauteile sind für Betriebsspannungen von einigen Volt ausgelegt. In diesem Spannungsbereich kann das Bauteil jahrzentelang fehlerfrei arbeiten. Elektrostatische Aufladung erzeugt aber Spannungen von einigen Hundert bis Tausend Volt. Entladen sich solche Spannungen zwischen leitenden Gegenständen, dann fliessen kurzzeitig grössere Ströme von mehreren Ampere. Diese Stromstösse können empfindliche elektronische Bauteile zerstören oder beschädigen. Pulsiert ein Stromstoss durch Leiterbahnen mit kleinen Querschnitten, kann das Halbleitermaterial überhitzen und schmelzen. Solche Schäden ereignen sich vor allem bei Bipolarteilen, Dioden und Filmwiderständen. Bei Bauteilen in MOS-Technologie sind leitende Schichten durch dünne Oxidschichten voneinander isoliert. Hohe Spannung kann eine solche Oxidschicht durchschlagen. Dabei entsteht ein kleiner Krater, der die Schaltung beschädigt oder zerstört. Solche Beschädigungen treffen eine Schaltung um so empfindlicher, je kleiner die Leiterquerschnitte und die Abstände zwischen den einzelnen Leiterbahnen sind. Moderne mikroelektronische Bauteile und Schaltungen sind deshalb sehr anfällig auf elektrostatische Entladungen und Felder. Im einfachsten Fall zerstört die Entladung das Bauteil. Grössere Probleme entstehen, wenn das Bauteil leicht beschädigt ist, aber noch arbeitet. Solche verborgenen Schäden sind mit den üblichen Prüfmethoden nur sehr schwer festzustellen. Sie beeinträchtigen aber die Qualität und führen oft viel später zu plötzlichen Ausfällen. Um die Qualitätsansprüche moderner elektronischer Geräte sicherzustellen, sind wirksame Schutzmassnahmen gegen elektrostatische Entladung heute unerlässlich. Dioden-Schutzschaltungen verringern die Empfindlichkeit, doch nur bis zu einem gewissen Grad. Man sollte sie wo immer möglich einsetzen, darf sich aber nicht völlig auf sie verlassen. |
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| Elektrostatische Schädigungsspannung diverser Bauteile | ||||||
| Bipolar Transistoren CMOS ECL GaAsFET JFET LS-TTL |
38V < 7000V 250V < 3000V 500V < 1500V 100V 140V < 7000V 1000V < 2500V |
Metallfilm Widerstände MOSFET OP-AMP Schottky Dioden SCR VMOS |
300V < 3000V 100V < 200V 190V < 2500V 300V < 2500V 680V < 1000V 30V < 1800V |
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| Elektrostatische Aufladung beim
Menschen Elektrostatische Ladungen, durch Körper- oder Reibungsladung, beeinflussen zunehmend elektronische Bauelemente, Baugruppen und Geräte. Ladung entsteht hauptsächlich dann, wenn Gegenstand sich an Gegenstand reibt. Solche Körperentladungen sind allgemein durch mehr oder weniger starke Reize beim Berühren von Einrichtungsgegenständen bekannt. Da der Mensch eine Entladung in den meisten Fällen erst bei einer Spannung über 3kV wahrnimmt, ist es für die empfindlichen Bauelemente bereits zu spät und das Bauteil schon teilweise oder ganz zerstört. Sehr gefährlich sind bestimmte hochisolierende Materialien wie Plastikschaum oder Styropor. Sie laden sich leicht auf extrem hohe Spannungen auf. Diese können selbst Gegenstände aufladen, die das Plastikmaterial nicht einmal berühren. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Luft. Ihre Leitfähigkeit hängt weitgehend vom Feuchtigkeitsgehalt ab. Trockene Luft isoliert besser, leitet deshalb elektrostatische Ladungen weniger gut ab. Deshalb können sich bei einer niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit Spannungen aufbauen, die zehn- bis fünfzigfach höher liegen als bei einer viermal höheren Luftfeuchtigkeit (siehe unten). Weil vom Menchen meistens die grösste Gefahr einer elektrostatischen Ladung ausgeht, bedarf es die Entstehung der Ladungen durch geeignete Massnahmen am Arbeitsplatz zu verhindern. Wenn ein vernünftiger ESD-Schutz eingehalten wird, so gehören plötzliche Computer-"Abstürze" oder unerklärliche Ausfälle von elektronischen Baugruppen der Vergangenheit an. |
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| Elektrostatik erzeugt durch... Person die über Teppich geht Person die über PVC-Boden geht Person am ARbeitsplatz sitzend Klarsichthülle mit Schaumstoff gepolsterter Stuhl |
10% < 10% rel. Luftfeuchtigkeit < 35'000V < 12'000V < 6'000V < 7'000V < 18'000V |
65% < 90% rel. Luftfeuchtigkeit < 1'500V < 250V < 100V < 600V < 1'500V |
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| ESD-Schutzmassnahmen - Für ausreichende Luftfeuchtigkeit sorgen (Wintermonate). - Alle Personen mit Handgelenkband und ESD-Kabel erden. - Tische mit leitfähigen Matten belegen. - Nach der EURO-Norm CECC0015/1 für einen gemeinsamen Erdungspunkt über 1M-Ohm mit ESD-Spezialkabel sorgen - Alle Lötkolbenspitzen erden. - Wo Personen nicht "angebunden" werden können (z.B. bei Maschinenpersonal), leitfähigen Bodenbelag verlegen und ESD-Schuhe tragen. - Sorgsame Pflege und Reinigung der ESD Schuhe. - Alle kritischen Verpackungen wie Styropor, Polyäthylenbeutel, Kunststoffboxen für den Transport, welche nicht leitfähig sind, aus der ESD-Schutzzone verbannen. - Arbeitsunterlagen in ableitende Dokumenthüllen und Ordner ablegen. - Auch mechanische Komponenten wie Schrauben, Stecker etc. werden irgendwann an einem geschützten Arbeitsplatz verarbeitet. - Deshalb müssen diese Teile bereits im Lager in ESD-sichere Beutel verpackt werden. - Um Korrosion auf Komponenten zu vermeiden, nur ausscheidungsfreie Beutel verwenden. |
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