elektro AUTOMATION 09.2019

PRAXIS
GEHÄUSE/KOMPONENTEN
Entwicklung der ESD Empfindlichkeit gegenüber elektrostatischen Feldern
zwischen 2000 - 2026
200
250
Abmessung (nm)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2000 2003 2004 2007 2009 2012 2015 2018 2020 2026
Abmessungen (nm) 180 100 90 65 50 32 25 18 14 10
Elektrostatisches Feld
(V/cm)
200 125 100 70 50 35 25 20 15 10
Elektrostatische Aufladungen können nicht über einen metallischen Greifer
von den Bauelementen oder Baugruppen abgeleitet werden
te standhalten. Die Hersteller sind verpflichtet, diese Angaben in ihren
Datenblättern aufzuführen. Zu beachten ist, nach welchem Fehlermodell
die elektronischen Bauelemente getestet wurden. Typischerweise
werden nur die Grenzwerte nach dem „Human Body
Model“ (HBM) Testmodell angegeben. Wichtig wäre eine Aussage,
ob auch nach einem „Charged Device Model“ (CDM) getestet wurde.
Den Menschen können wir heute weitestgehend „ESD-konform“
ausstatten, die Maschinen und Anlagen aber nicht. Hier werden
die meisten ESD-Gefährdungen und -Ausfälle registriert. Das
liegt einmal daran, dass sich die elektronischen Bauelemente selbst
elektrostatisch aufladen, die Leiterplatten grundsätzlich elektrostatisch
aufgeladen sind und die Maschinen „nur elektrisch geerdet“
sind. Für Maschinen und Anlagen fordern die derzeit vorhandenen
gültigen Normen nur eine Erdung aller Teile der Maschine und die
Verwendung von nicht aufladbaren Materialien. Das ist nicht ausreichend.
Bei der Analyse der bisherigen ESD-Ausrüstungen muss genau darauf
geachtet werden, an welchen Arbeitsplätzen die ESDS verarbeitet
und wie sie gehandhabt werden. Grundsätzlich sind nur ESD-
Kontrollmaßnahmen notwendig, wenn ESDS präsent sind. Gleichzeitig
wird die Fertigung nach bereits bestehenden ESD-Kontrollmaßnahmen
überprüft. Sind diese funktionstüchtig und erfüllen diese
ihre ESD-Anforderungen? Es werden alle Arbeitsplätze und Pro-
200
150
100
50
0
Elektrostatisches Feld (V/cm)
Bild: B.E.STAT
Bild: Maximilian Kühn
zessschritte untersucht. Dabei wird festgestellt, an welchen Plätzen,
Stationen usw. elektronische Bauelemente und Baugruppen
verarbeitet werden. Als nächstes werden diese Stationen näher untersucht.
Werden die gefundenen ESDS offen oder geschlossen verarbeitet,
d. h. sind die ESDS für das Personal zugängig? Werden Arbeitsgänge
mit diesen durchgeführt? Werden sie eingesetzt oder
ausgebaut? Werden sie geprüft oder getestet?
An Arbeitsstationen, wo keine ESDS vorhandenen sind oder bearbeitet
werden, d. h. die Geräte geschlossen sind, sind keine oder
weniger ESD-Maßnahmen notwendig. Zu beachten ist, dass elektrostatische
Ladungen auch über Anschlüsse, z. B. Sensoreingänge,
eingespeist werden können. Nach dem die Stationen festgelegt
wurden, sind weitere Betrachtungen notwendig. Als nächstes wird
geprüft, wie ESDS angeliefert und weiter verarbeitet werden. Dazu
einige Fragestellungen:
• Wie werden die ESDS gelagert?
• Wie werden die ESDS verarbeitet?
• Wie sind das Handling und der Arbeitsablauf?
• Erfolgt eine Trennung von ESDS mit anderen Bauelementen und
Baugruppen?
• Werden ESDS weitertransportiert?
• Ist die Kennzeichnung so, dass jeder Mitarbeiter sehen kann, es
handelt sich um ESDS?
Für jeden Arbeitsplatz oder jede Station können sich ähnliche Fragestellungen
ergeben. Die Ergebnisse der Analyse werden aufgenommen.
Daraus wird im nächsten Schritt ein ESD-Kontrollprogramm erstellt.
Durch diese Analyse wird verhindert, dass „unnötige“ ESD
Maßnahmen installiert werden, z. B. an mechanischen Arbeitsplätzen,
an denen keine ESDS vorhanden sind. Natürlich muss ausgeschlossen
werden, dass zu keinem Zeitpunkt ESDS vorhanden sein
werden, also auch in Ausnahmefällen.
Nur ein optimaler Einsatz von ESD-Kontrollmaßnahmen führt zu einem
verbesserten ESD-Schutz der ESDS. Die folgenden Stufen
oder Schritte führen zu einem optimalen ESD Control System. Sie
entstammen jahrelanger praktischer Erfahrungen aus der Beurteilung
der verschiedensten Ausführungen von Elektronikfertigungen.
Zwei Grundsätze müssen unbedingt genannt werden:
• Nur ein durchgängiges ESD-Kontrollsystem gewährleistet einen
umfassenden Schutz elektronischer Bauelemente und Baugruppen
vor elektrostatischen Ladungen.
• Das Handgelenkband ist die beste Möglichkeit zur Erdung von
Personen.
Aus dieser Analyse der vorhandenen ESD-Ausrüstungen und der
ESD-Empfindlichkeit entsteht dann das ESD-Kontrollprogramm
(Stufe 2).
eve
www.bestat-cc.com
INFO
elektro
Details werden in Seminaren der
AUTOMATION
Technischen Akademie Esslingen (TAE) vorgestellt.
Infos und Anmeldung unter:
Elektrostatische Entladung 12.11. bis 13.11.2019: hier.pro/YQ8kn
Praxis der Kfz-EMV 24.09. bis 25.09.2019: hier.pro/9EJrV
EMV in der Kraftfahrzeugentwicklung 05.11. bis 06.11.2019:
hier.pro/l19vS
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