ESD-Schutz – Wie ESD eine antistatische Umgebung schafft

Sicherheitsfragen sollten beim Umgang mit elektronischen Geräten immer ein besonderes Anliegen sein. Sie möchten ESD-Schutz gestalten? Was ist in diesem Fall zu beachten?

Lesen Sie diesen Artikel und erfahren Sie alle Details. In diesem Dokument stellen wir Design, Funktion und Wirkung dieses Geräts vor.

Was ist ESD?

Die Abkürzung ESD steht für zwei Dinge. Das erste ist ein elektrostatisch empfindliches Gerät, das alle elektrischen Komponenten markiert, die durch statische Aufladung beschädigt werden können. Halbleiter und Nichtleiter, wie Werkzeuge und Menschen, übertragen diese Ladung.

Einige gängige Geräte sind Computerkarten, LEDs, Laserdioden, MOSFET-Transistoren und Widerstände.

Sie können auch feststellen, dass ESD elektrostatische Entladung beschreibt. Es handelt sich um einen unerwarteten Stromstoß, der auftritt, wenn sich zwei elektrisch geladene Objekte berühren oder ein elektrischer Kurzschluss auftritt.

So wählen Sie ESD-Schutz

Bei der Entscheidung für einen ESD-Schutz sollten Sie mehrere Schritte befolgen. Der erste Schritt besteht darin, die Arbeitsspannung Ihrer ESD-Diode festzulegen. Als nächstes möchten Sie zwischen einer bidirektionalen und einer unidirektionalen Diode wählen.

Sobald Sie dies getan haben, fahren Sie fort, die maximale Kapazität der Diode zu wählen. Beachten Sie bei der Festlegung dieser Kapazität, dass das Signal der Schnittstelle nicht gestört werden darf. Wählen Sie nun eine Klemmspannung, die Sie benötigen, um das System vor elektrostatischen Entladungen zu schützen.

Schließlich sollten Sie überprüfen, ob Ihre Diode eine Bewertung von IES 61000-4-2 Level 4 hat, da Sie einen 15-kV-Luftspalt und einen 8-kV-Kontakt benötigen.

So planen Sie das elektrostatische ESD-Schutzgerät

Wenn Sie planen, ein elektrostatisch empfindliches Gerät vor ESD-Schäden zu schützen, gehen Sie wie folgt vor:

• Überlegen Sie, was Sie schützen möchten – Nicht alle Geräte haben die gleichen Anforderungen an den Schutz vor elektrostatischen Entladungen. Wenn Sie mehrere Geräte in der Nähe haben, sollten Sie die empfindlichsten berücksichtigen. Analysieren Sie die Spannung, der sie standhalten können, und stellen Sie sicher, dass der Bereich entsprechend geschützt ist.

• Gibt es Branchenstandards? – Als nächstes müssen Sie den Standard in Ihrer Branche berücksichtigen. Diese können für Herstellung, Installation, Verpackung und andere Prozesse gelten.

• Wählen Sie die gewünschte Erdungsmethode – Sie können für die Erdung eine Schutzerde oder eine Funktionserde verwenden. Alternativ können Sie auch auf den Potentialausgleich setzen, also auf einen gemeinsamen Anschlusspunkt.

• Vergessen Sie nicht die Erdung der Mitarbeiter – Jedes Mitglied, das den Bereich betritt, sollte angemessene Kleidung, Schuhe und Armbänder tragen.

• Grenze ESD-Bereich – Sie den Bereich, in dem Sie mit einem elektrostatisch gefährdeten Gerät arbeiten möchten, deutlich kennzeichnen möchten. Niemand sollte ohne geeignete Ausrüstung eintreten, und Sie können sogar eine Zugangspunktkontrolle in Betracht ziehen.

Berücksichtigen Sie einen Lager- und Verpackungsplan – Sie die Geräte auch in einer sicheren Umgebung lagern möchten. Bevor sie das Gebiet verlassen, sollten Sie überlegen, wie Sie sie verpacken, damit sie vor möglichen Schäden geschützt bleiben.

So stellen Sie den ESD-Schutz während der SMT-Montage ein

Das Tückische an der elektrostatischen Entladung ist, dass sie Schäden verursachen kann, ohne dass Sie es überhaupt bemerken. Die Stromstöße, die Menschen möglicherweise nicht einmal spüren, können ausreichen, um das Produkt zu ruinieren.

Wenn Sie Ihre SMT-Baugruppe vor ESD-Schäden schützen möchten, sollten Sie damit beginnen, die empfindlichsten Abschnitte zu sichern. Indem Sie ermitteln, wo elektrostatische Aufladung auftreten könnte, können Sie die notwendigen Schritte einleiten, um dies zu verhindern.

Der Ansatz, den Sie verfolgen möchten, besteht darin, zu sehen, wo sich die ESD bildet, und sie unter Kontrolle zu halten. Dazu befolgen Sie alle Schritte, die wir im vorherigen Kapitel erwähnt haben. Das heißt, Sie sollten antistatisches PVC verwenden, um Fußböden zu bedecken, und das gleiche gilt für Farben, die im Raum verwendet werden. Wer eintritt, sollte auch ordentlich gekleidet sein. Die Experten empfehlen, alle Gegenstände, die eine erhebliche elektrostatische Aufladung verursachen könnten, weit von der SMT-Baugruppe entfernt zu halten.

Wie schaffen wir eine antistatische Umgebung für ESD

Der beste Weg, um zu verstehen, wie man eine antistatische Umgebung herstellt, ist ein Beispiel. Deshalb werden wir jetzt LED-Produkte verwenden. Sie sind empfindlich gegenüber Überspannung und statischer Elektrizität, was ihre Leistung und Zuverlässigkeit beeinträchtigen kann.

Als Erstes möchten Sie sicherstellen, dass die statische Aufladung nicht in dem Bereich auftritt, in dem Sie an Ihrem Gerät arbeiten. Aus diesem Grund ist es wichtig, leitfähige Materialien für Fußböden, Lager, Werkbänke und andere Gegenstände in der Umgebung zu wählen.

Es ist auch wichtig, Werkzeuge und Maschinen zu erden sowie leitfähige Kleidung und Schuhe zu verwenden. Sie können auch statische Aufladung beseitigen, indem Sie Armbänder tragen oder eine ESD-Matte aufstellen.

Wenn Sie Kunststoff und Glas für Maschinen und Werkzeuge verwenden möchten, beachten Sie bitte, dass es sich um Isoliermaterialien handelt. Das bedeutet, dass Sie mit einer statischen Aufladung rechnen müssen, die Sie mithilfe von Leitern ableiten müssen.

Außerdem müssen Sie eine Umgebung mit niedriger Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten. Die Befeuchtung verstärkt die statische Aufladung, und das möchten Sie verhindern. Die Verwendung von Ionisatoren ist auch eine hervorragende Möglichkeit, elektrische Ladungen zu neutralisieren.

5.1. Wie kann man messen, ob die LED durch ESD beschädigt wurde?

Wenn Sie einen niedrigen elektrischen Strom (bis zu 1 mA) an LED-Produkte anlegen und die Durchlassspannung messen, können Sie feststellen, ob Schäden durch elektrostatische Entladung vorliegen. Stellen Sie sich vor, der von Ihnen angelegte Strom beträgt 0,5 mA. Das bedeutet, dass die Vorwärtsspannung nicht größer als 2 V sein sollte. Dies kann jedoch je nach LED-Modell variieren.

Weitere ESD-Überlegungen

Sobald Sie eine antistatische Umgebung geschaffen haben, ist es wichtig, sie zu erhalten. Wenn Sie mit scharfkantigen Materialien arbeiten, kann das Ablegen auf dem Boden Kratzer oder Löcher verursachen. Das kann zu Entladungen führen und Schäden an Ihrer Anwendung verursachen.

Abgesehen davon, dass die Böden kratzfrei bleiben, sollten Sie sie regelmäßig reinigen. Staub kann auch Probleme verursachen, also sorgen Sie dafür, dass alles in Ordnung bleibt.

Schließlich ist es wichtig, an der Außenseite des ESD-Bereichs geeignete Warnhinweise anzubringen. Sie möchten nicht, dass jemand versehentlich eindringt und die Umwelt ruiniert, weshalb die Zeichen klar sein sollten.

Zusammenfassung

Elektrostatische Entladungen sind ein großes Problem für elektronische Bauteile. Sie können die Leistung und Langlebigkeit der Produkte beeinträchtigen, weshalb es unerlässlich ist, eine antistatische Umgebung zu schaffen. Das ist keine leichte Aufgabe, aber solange Sie es richtig machen, können Sie das Potenzial und die Lebensdauer jeder Komponente maximieren.