Elektrostatische Ladung

Barrierefreier ESD-Schutz in neuen Dimensionen

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

Vorhandene Ladungen werden sanft abgeführt

Um diese harten Entladungen zu unterbinden, werden bei den Standard-ESD-Arbeitsplätzen hochohmige Materialien zum Ableiten von Ladungen verwendet. Auf diese Weise soll gewährleistet werden, dass die vorhandene Ladung „sanft“ abgeführt wird. Aber dennoch fließt ein elektrischer Strom, der hochempfindliche Bauteile gefährden kann.

Insbesondere bei integrierten Schaltkreisen (IC) auf Halbleiterbasis ist ESD eine der häufigsten Ausfallursachen. Besonders empfindlich sind Schaltungen aus der Hochfrequenztechnik, Diodenlaser (GaAs-Halbleiter) sowie Feldeffekttransistoren und Leucht­dioden, die oft nur Sperrspannungen von 5 bis 30 V vertragen.

Nicht nur äußere Entladungen, sondern auch durch die Handhabung und Bearbeitung entstehende elektrische Felder können negativen Einfluss auf Bauteile haben, wenn die Spannungsfestigkeit hochohmiger Anschlüsse im Eingangsbereich überschritten wird. Es kommt durch innere Spannungsüberschläge oder Spannungsdurchschläge zu Zerstörungen oder einer Vorschädigung, was zum sofortigen oder späteren Ausfall führt.

Wenn herkömmlicher ESD-Schutz an seine Grenzen stößt

Sollten sich elektrostatisch aufladbare oder aufgeladene Komponenten zusätzlich in nicht leitfähigen Gehäusen befinden, ist die normale ESD-Arbeitsplatte nicht mehr funktionsfähig, da bestehende oder erzeugte Ladungen nicht mehr abgeführt werden können.

Hier kommen nun Ionisierungseinheiten, zum Beispiel Ionisierungsgebläse, zum Einsatz. In diesen Gebläsen werden mittels Hochvolttechnik positive und negative Ionen erzeugt. Diese Ionen werden mittels Luftströmung über die Komponenten geleitet, wodurch vorhandene elektrostatische Ladungen neutralisiert werden. Da in diesem Fall kein elektrischer Strom fließt, sind die Komponenten sicher.

Diese Gebläse müssen auf einer Arbeitsfläche in Richtung der aufgeladenen Bauteile positioniert werden. Falls nun weitere Arbeiten wie Kleben oder Dispensen hinzukommen, muss zusätzlicher Platz, etwa für Kartuschenständer und vor allem Absaughilfen zur Beseitigung entstehender Dämpfe und Gerüche geschaffen werden. Alles dies schränkt die Bewegungsfreiheit des Bearbeiters/der Bearbeiterin erheblich ein und bedeutet erheblichen Aufwand bei der Nachrüstung einzelner Arbeitsplätze mit speziell konfigurierten Ionisierungssystemen und Aufbauten.

Da die herkömmlichen Ionisierungssysteme im Normalfall nicht fest verbaut werden, besteht zudem die Gefahr, dass der Aufbau unbeabsichtigt verändert und dadurch die Funktion außer Kraft gesetzt wird. Freigesetze Partikel (Stäube) werden folglich nicht entsorgt. Sie verbleiben auf der Arbeitsfläche oder werden wie die entstehenden Gerüche und Dämpfe, sowie das bei der Ionisierung freiwerdende, gesundheitsschädliche Ozon, durch die Ionisierungsgebläse über den Arbeitsbereich verteilt. Damit sind nicht nur die Mitarbeiter sondern auch Arbeitsgeräte und Produkte – auch in benachbarten Arbeitsbereichen − schädlichen Einflüssen ausgesetzt.

Wie könnte die optimale Lösung für alle diese Probleme aussehen? Die Antwort darauf wurde auf der Fachmesse SMT Hybrid Packaging 2016 von der Firma IVH Industrievertrieb Henning gegeben: Der Ionen­absaugtisch IAT 1200 ist ein Arbeitstisch, auf dem Ionisierung und Absaugung komplett barrierefrei stattfinden.

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