Elektrostatische Ladung

Barrierefreier ESD-Schutz in neuen Dimensionen

| Autor / Redakteur: Günter Akermann * / Dr. Anna-Lena Gutberlet

Bild 1: Elektrostatische Ladung entsteht bei der Bearbeitung von Oberflächen
Bild 1: Elektrostatische Ladung entsteht bei der Bearbeitung von Oberflächen (Bild: © 1jaimages/Fotolia.com)

Automatische 3-D-Neutralisierung elektrostatischer Aufladungen und gleichzeitiges Absaugen von Gerüchen und Dämpfen erhöht die Prozess- und Qualitätssicherheit in der Fertigung

Jedes Material enthält positive und negative elektrische Ladungen, die sich normalerweise ausgleichen, wodurch das Material elektrisch neutral ist. Bei intensivem Kontakt und anschließender Trennung oder bei Reibung werden Teile der negativen Ladungen aus einem Reibpartner „herausgerissen“ und vom anderen aufgenommen. Durch dieses Ungleichgewicht entstehen elektrostatische Aufladungen. Einer der Reibpartner ist positiv, der andere negativ geladen.

Typische Ursachen elektrostatischer Ladung bei Bearbeitungsprozessen sind:

  • Abziehen von Etiketten vom Trägermaterial
  • Abrollen von Klebebändern
  • Mischen von Klebern
  • Dispensen von Klebern aus Kartuschen
  • Abblasen von Baugruppen mit Druckluft
  • Reibungen auf der Baugruppe
  • Reibung verschiedener Materialien aufeinander (auch beim Umfüllen von Schüttgütern und Flüssigkeiten)
  • Schneiden oder Zerspanen von Nichtleitern
  • Aufladungen durch Einwirkung intensiver Gleichspannungsfelder auf isolierte Leiter

Dauerhafter und unliebsamer Begleiter

In der Elektronikfertigung können statische Entladungen oder Ausgleichsströme unbemerkt Bauteile und Komponenten beschädigen oder gar zerstören − bereits bei Aufladungen von circa 100 Volt. Besonders empfindliche Bauteile können auch durch hohe Feldstärken oder Feldstärkeänderungen bei Entladung statischer Elektrizität in ihren Funktionalitäten beeinflusst und damit zum Teil unbrauchbar werden.

Statische Ladung zieht aber ebenso Partikel (z. B. Staub) an. Dies kann − etwa bei Lackieranlagen − erwünscht sein, um die Farbpartikel an die zu lackierenden Teile zu binden, ist aber bei den meisten Anwendungen von erheblichem Nachteil.

Wird nun zum Beispiel eine elektrostatisch aufgeladene elektronische Baugruppe mit einem Erdungsleiter in Verbindung gebracht, so erfolgt eine harte elektrostatische Entladung (engl. electrostatic discharge, kurz ESD). Dies ist ein durch große Potenzialdifferenz (Spannung) entstehender Funke oder Durchschlag, der an einem elektrischen Gerät einen kurzen, hohen elektrischen Strom- und Energieimpuls bewirkt. Dieser Energie­impuls kann unter ungünstigen Umständen im Gerät elektrische Komponenten schädigen. Eine andere unerwünschte Folge kann die unkontrollierte Entzündung von brennbarem Gas sein.

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