Die immer kleiner werdenden Strukturen der Halbleiter lassen diese immer empfindlicher gegen hohe Spannungen werden. Parallel dazu hat die fortschreitende Verwendung von Kunststoffen in allen Bereichen des täglichen Lebens (Verpackungen, Raumeinrichtungen, Bekleidung, ...) zu einem immer höher werdenden Risiko von elektrostatischen Aufladungen mit Spannungen weit über 10.000 Volt geführt.
Daher sind im handwerklichen wie industriellen Umfeld entsprechende Schutzmaßnahmen zwingend notwendig. Aber auch bei heimischen Anwendungen, z.B. dem Austausch von Modulen in PCs, muss auf angemessene Schutzmaßnahmen geachtet werden.
Hiermit soll ein Leitfaden zum Verständnis der ESD-Problematik vorgelegt werden, in dem zunächst in groben Zügen der physikalische Hintergrund aufgezeigt und dann auch Anleitungen zum praktischen Schutz vor ESD-Schäden gegeben werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Begriffe & Kennzeichnung
- Physikgrundlagen
- Materialeigenschaften
- metallische Leiter
- Isolatoren
- elektrische Entladung
- Strompuls
- Auswirkung auf Bauteile
- Vorbeuge-Maßnahmen gegen ESD-Schäden
- Übersicht
- geschützter Arbeitsbereich (EPA)
- persönliche Ausrüstung
- Wirkung von Schutzmaßnahmen
- Verpackung
- Aufbau eines ESD-geschützten Arbeitsplatzes
- Messtechnik
- Referenzen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieses Dokument dient als Leitfaden zum Verständnis der Problematik elektrostatischer Entladungen (ESD) und deren Auswirkungen auf empfindliche elektronische Bauteile. Es werden die physikalischen Grundlagen erläutert und praktische Schutzmaßnahmen vorgestellt, sowohl für industrielle als auch für private Anwendungen. Der Fokus liegt auf der Vermeidung von Schäden durch ESD.
- Physikalische Grundlagen von ESD
- Materialeigenschaften und deren Einfluss auf ESD
- Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von ESD-Schäden
- Aufbau eines ESD-geschützten Arbeitsplatzes
- Wichtige Begriffe und Kennzeichnungen im Zusammenhang mit ESD
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung: Die Einleitung beschreibt die zunehmende Empfindlichkeit von Halbleitern gegenüber hohen Spannungen und das erhöhte Risiko elektrostatischer Aufladungen durch die weitverbreitete Verwendung von Kunststoffen. Sie betont die Notwendigkeit von Schutzmaßnahmen in verschiedenen Bereichen und stellt den Leitfaden als Hilfestellung zum Verständnis der ESD-Problematik und zum praktischen Schutz vor Schäden vor. Die Einleitung verweist zudem auf weiterführende Literatur und Normen.
Begriffe & Kennzeichnung: Dieses Kapitel definiert wichtige Abkürzungen im Zusammenhang mit ESD, wie EBP (Elektrostatisch geschützter Bereich), EPA (Elektrostatisch geschützte Arbeitsfläche), und ESDS (elektrostatisch empfindliches Teil). Es klärt über die Bedeutung dieser Begriffe und deren Anwendung im Kontext des ESD-Schutzes auf. Die eindeutige Definition dieser Begriffe bildet die Grundlage für das Verständnis der folgenden Kapitel.
Physikgrundlagen: Das Kapitel erläutert die relevanten physikalischen Größen wie Strom, Spannung, Widerstand, Ladung, Kapazität, Leistung, Energie und Arbeit im Zusammenhang mit ESD. Es verwendet Tabellen zur Übersichtlichkeit und veranschaulicht den Zusammenhang zwischen Energie, Arbeit und elektrostatischer Aufladung am Beispiel eines Pumpspeicherkraftwerks. Die Bedeutung der Größenordnung der physikalischen Größen wird durch die Verwendung von Präfixen verdeutlicht. Zusätzlich werden die elektrotechnischen Daten des menschlichen Körpers als grobe Anhaltswerte präsentiert, um den Menschen als potentielle ESD-Quelle zu verstehen.
Materialeigenschaften: Dieses Kapitel befasst sich mit den unterschiedlichen Eigenschaften von Materialien in Bezug auf ESD. Es unterteilt die Materialien in metallische Leiter und Isolatoren und erklärt deren Verhalten im Kontext elektrostatischer Aufladungen. Das Verständnis dieser unterschiedlichen Eigenschaften ist fundamental für die Auswahl geeigneter Materialien bei der Gestaltung von ESD-geschützten Arbeitsbereichen und der Auswahl von Verpackungsmaterialien.
Schlüsselwörter
Elektrostatische Entladung (ESD), ESD-Schutz, Halbleiter, Materialeigenschaften, Leiter, Isolatoren, Schutzmaßnahmen, elektrostatisch empfindliche Bauteile (ESDS), Arbeitsbereich, Verpackung, Messtechnik.
Häufig gestellte Fragen zum Leitfaden: Elektrostatische Entladung (ESD)
Was ist der Inhalt dieses Leitfadens?
Dieser Leitfaden bietet einen umfassenden Überblick über das Thema Elektrostatische Entladung (ESD). Er beinhaltet eine Einleitung, eine Definition wichtiger Begriffe und Kennzeichnungen, die physikalischen Grundlagen von ESD, die Materialeigenschaften im Zusammenhang mit ESD, Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von ESD-Schäden, Informationen zum Aufbau eines ESD-geschützten Arbeitsplatzes, sowie eine Zusammenfassung der Kapitel und Schlüsselwörter.
Welche Themen werden im Leitfaden behandelt?
Der Leitfaden deckt folgende Themen ab: Physikalische Grundlagen von ESD, Materialeigenschaften und deren Einfluss auf ESD, Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von ESD-Schäden, Aufbau eines ESD-geschützten Arbeitsplatzes und wichtige Begriffe und Kennzeichnungen im Zusammenhang mit ESD. Es werden sowohl theoretische Grundlagen als auch praktische Anwendungen behandelt.
Welche Kapitel umfasst der Leitfaden?
Der Leitfaden ist in folgende Kapitel unterteilt: Einleitung, Begriffe & Kennzeichnung, Physikgrundlagen, Materialeigenschaften (inkl. metallische Leiter und Isolatoren), Elektrische Entladung (inkl. Strompuls und Auswirkungen auf Bauteile), Vorbeuge-Maßnahmen gegen ESD-Schäden (inkl. Übersicht, geschützter Arbeitsbereich, persönliche Ausrüstung und Wirkung von Schutzmaßnahmen), Verpackung, Aufbau eines ESD-geschützten Arbeitsplatzes, Messtechnik und Referenzen.
Was sind die Zielsetzung und Themenschwerpunkte des Leitfadens?
Ziel ist das Verständnis der Problematik elektrostatischer Entladungen (ESD) und deren Auswirkungen auf empfindliche elektronische Bauteile. Der Fokus liegt auf der Vermeidung von Schäden durch ESD, indem physikalische Grundlagen erläutert und praktische Schutzmaßnahmen für industrielle und private Anwendungen vorgestellt werden.
Welche Schlüsselwörter sind relevant für den Leitfaden?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Elektrostatische Entladung (ESD), ESD-Schutz, Halbleiter, Materialeigenschaften, Leiter, Isolatoren, Schutzmaßnahmen, elektrostatisch empfindliche Bauteile (ESDS), Arbeitsbereich, Verpackung, Messtechnik.
Welche Begriffe werden im Leitfaden definiert?
Der Leitfaden definiert wichtige Abkürzungen wie EBP (Elektrostatisch geschützter Bereich), EPA (Elektrostatisch geschützte Arbeitsfläche) und ESDS (elektrostatisch empfindliches Teil) und erklärt deren Bedeutung im Kontext des ESD-Schutzes.
Welche physikalischen Grundlagen werden erklärt?
Der Leitfaden erläutert relevante physikalische Größen wie Strom, Spannung, Widerstand, Ladung, Kapazität, Leistung, Energie und Arbeit im Zusammenhang mit ESD. Der Zusammenhang zwischen Energie, Arbeit und elektrostatischer Aufladung wird veranschaulicht. Die elektrotechnischen Daten des menschlichen Körpers werden als potentielle ESD-Quelle betrachtet.
Wie werden Materialeigenschaften im Kontext von ESD behandelt?
Der Leitfaden beschreibt die unterschiedlichen Eigenschaften von Materialien (Leiter und Isolatoren) in Bezug auf ESD und deren Verhalten bei elektrostatischen Aufladungen. Dies ist wichtig für die Auswahl geeigneter Materialien in ESD-geschützten Arbeitsbereichen und bei der Auswahl von Verpackungsmaterialien.
Welche Schutzmaßnahmen werden vorgestellt?
Der Leitfaden präsentiert verschiedene Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von ESD-Schäden, einschließlich des Aufbaus eines ESD-geschützten Arbeitsplatzes und der Verwendung von geeigneter persönlicher Schutzausrüstung.
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- Wolf-Dieter Schmidt (Author), 2009, ESD-Schutz. Physikalischer Hintergrund und praktische Anwendung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/130933
