ESD - Was es ist und wie Sie damit umgehen

Was ist ESD?

Elektrische Ladungen treten überall auf. Beim Laufen über Teppich, beim Autofahren, beim Überziehen eines Pullovers und überall, wo Reibung stattfindet, entstehen elektrostatische Ladungen. Wer beim Berühren eines Gegenstandes unerwartet einen elektrischen Schlag erleidet, erfährt ESD oder „Electro Static Discharge“ am eigenen Leib. Es ist ein alltägliches Phänomen und im Grunde genommen harmlos. Doch im Labor oder bei der Herstellung elektronischer Bauteile hat ESD eine zerstörerische Wirkung. Warum das so ist und welche Maßnahmen ergriffen werden müssen, wollen wir in diesem Artikel aufzeigen.

Warum ESD Ihr Produkt beschädigt

Die elektrostatische Entladung kann jederzeit auftreten, denn elektrostatische Ladung entsteht bei jeder Bewegung. Dabei werden hohe Spannungspotenziale hervorgerufen. Beim Gehen auf Teppich bei einer Luftfeuchte zwischen 10 und 20 Prozent entstehen Spannungen bis zu 35.000 Volt. Heben Sie bei gleichen Bedingungen eine Plastiktüte von Ihrem Arbeitstisch auf, liegt die elektrostatische Spannung bei 20.000 Volt. Wird diese Spannung nicht über den Boden abgeleitet, und Sie berühren oder gelangen auch nur in die Nähe eines leitenden Gegenstandes, entlädt sich die Spannung schlagartig. Sie spüren und hören den elektrischen Schlag und vielleicht sehen Sie ihn auch.

Springt dieser kleine Blitz auf empfindliche elektronische Bauteile über, kommt es zu einer Überlast. Ausfälle und Schädigungen sind die Folge. Erst ab etwa 3000 Volt sind diese Funken zu spüren. Ohne ESD-Schutz ist es also möglich, dass Sie unwissentlich beschädigte Ware ausliefern. Das erhöht nicht nur die Retourenrate, sondern schlägt sich auf den Ruf der Produkte nieder. Denn mit ESD-Schäden sind sie womöglich Dauerbelastungen nicht gewachsen oder versagen nach Wochen bis Monaten nach dem Kauf völlig.

Noch verheerender kann ESD beim Umgang mit Gasen oder leicht entzündlichen Materialien wirken. Nur ein Funke genügt, um einen Brand auszulösen. ESD-Schutz trägt in einem solchen Arbeitsumfeld nicht nur zum Schutz der Arbeitsmittel, sondern auch zur Sicherheit der Mitarbeiter bei.

Wie Sie vor ESD schützen

ESD geschieht, wenn Gegenstände sich auf andere entladen. Sollte zum Vermeiden von ESD also der Aufbau statischer Ladung verhindert werden? Nein, denn das ist nicht möglich. Durch unsere Bewegungen und das Berühren von Gegenständen, bauen sich Ladungen auf. Das kann nicht verhindert, aber beeinflusst werden. Konstante Temperaturen und eine hohe Luftfeuchtigkeit verringern die Spannungspotenziale. Doch auch bei einer Luftfeuchte von 60 bis 90 Prozent können sich beim Arbeiten Spannungen von 100 Volt aufbauen. Auch eine unkontrollierte Entladung dieser geringen Spannung schädigt elektronische Baugruppen.

Statt der Aufladung, muss die Entladung betrachtet werden. Denn die Gefahr liegt in der unkontrollierten Entladung. Wird die Spannung kontrolliert abgeleitet, entstehen keine Funken. Dazu müssen Ladungen permanent in den Boden abgeleitet werden. Sind Menschen, Möbel und Arbeitsmittel ständig geerdet, ist der ESD-Schutz wirksam. Dieses Ziel erreichen Sie, indem Sie in einem ESD-Schutzbereich die richtigen Materialien verwenden.

Wie Sie einen ESD-Arbeitsplatz richtig einrichten

Arbeitsmittel, Kleidung und Möbel dürfen die elektrostatische Aufladung nicht unterstützen, sondern leiten die erzeugten Ladungen in den geerdeten Boden ab. Dafür sind die richtigen Materialien nötig. Sie dürfen nicht isolieren, denn dadurch stauen sich Spannungen auf ohne abzufließen. Doch auch leitende Materialien sind für den ESD-Schutz ungeeignet. Sie erleichtern den Übersprung von Funken. Es sind die sogenannten ableitfähigen Materialien mit einem Oberflächenwiderstand zwischen 10⁶ und 10⁹ O, die für einen ESD-Schutzbereich die idealen Eigenschaften besitzen.

ESD Kleidung

Die Kleidung ist eine wesentliche Stellschraube zum Vermeiden und Ableiten von elektrischen Ladungen. Denn sie befindet sich direkt am Menschen, der durch Laufen mehrere 1000 Volt Spannung aufbaut. Die Kleidung darf die Ladung nicht binden. Stattdessen wird sie abgeleitet. ESD-Kleidung besitzt leitfähige Fasern. Meist besteht ESD-Kleidung aus Polyester, Baumwolle oder einem Gemisch. Um die Ableitfähigkeit herzustellen, werden zusätzlich leitfähige Fasern wie Karbon eingearbeitet.

Neben der Kleidung liegt am ESD-Arbeitsplatz ein besonderes Augenmerk auf den Schuhen, denn Sie bilden die einzige Verbindung zum Boden, wenn der Mitarbeiter freisteht. Ein Schuh ist für den Einsatz im ESD-Bereich geeignet, wenn er komplett aus ableitfähigem Material besteht. Hochwertige Arbeitsschuhe verfügen außerdem über Kontaktflächen an den Sohlen, die die Ableitfähigkeit zusätzlich verbessern.

Um die Verbindung zur Erde am Arbeitsplatz permanent zu gewährleisten, ist der Einsatz von Erdungsarmbändern sinnvoll. Trägt der Mitarbeiter ein ableitfähiges Armband, das über ein Kabel geerdet ist, werden aufgebaute Spannungen ständig abgeleitet. Der Funkenschlag hat damit keine Chance.

Die richtige Kleidung für den ESD-Arbeitsplatz zu finden ist nicht schwer. Denn ESD-Arbeitskleidung ist an einem gelben ESD-Siegel zu erkennen. Trägt die Kleidung das Siegel, kann sie bedenkenlos im ESD-Schutzbereich verwendet werden.

ESD Möbel und Arbeitsmittel

Isolierende Kunststoffe, Styropor oder handelsübliche Mappen und Schutzhüllen dürfen im ESD-Schutzbereich nicht verwendet werden. Das gilt natürlich auch für Möbel und Arbeitsmittel. ESD-Werkzeug ist mit ableitenden statt mit isolierenden Griffen ausgestattet. So werden unkontrollierte Entladungen auf das Bauteil verhindert. Auch Behälter, Tische, Stühle, Regale und Schränke müssen ableitfähig sein. Aluminium ist für Tische und Regale das ideale Material in der ESD-Schutzzone. Damit der ESD-Schutz wirken kann, ist für jedes Möbelstück eine Verbindung zur Erdung nötig.

Oft genügt es, wenn die Möbelstücke aus ableitfähigem Material bestehen und auf dem Boden stehen. Ist der Boden allerdings nicht ableitfähig, sind auch hier Maßnahmen nötig. Um für Menschen, Arbeitsmittel und Möbel eine ausreichende Erdung herzustellen, werden neben der festen Installation von ESD-Böden auch geerdete Matten eingesetzt. So bleibt der ESD-Arbeitsplatz flexibel und kann etwa im Zuge einer Umstrukturierung auch verlegt werden.

Besondere Aufmerksamkeit im ESD-Bereich gilt den Sitzmöbeln. Denn die Rollen ergonomischer Arbeitsstühle und auch die Bezugsstoffe bauen in der Regel hohe Spannungen auf. Im ESD-Bereich werden darum Stühle eingesetzt, die speziell für diesen Einsatzzweck entworfen wurden. So verfügt beispielsweise der ESD-Neon über ableitfähige Rollen und Polster.

Auch für Möbel und Arbeitsmittel gilt: Achten Sie auf die Kennzeichnung. Trägt das Möbelstück das ESD-Siegel, kann es bedenkenlos im Schutzbereich eingesetzt werden.

ESD Arbeitsplatzgestaltung

Die vorangegangenen Ausführungen zeigen, dass die Gestaltung eines ESD-Arbeitsplatzes anspruchsvoller ist als die von Arbeitsplätzen ohne Schutzvorkehrungen. Doch was für einen Fertigungsarbeitsplatz gilt, gilt auch für einen ESD-Arbeitsplatz. Wie bei jedem Arbeitsplatz sollte auch im ESD-Bereich die Ergonomie eine wichtige Rolle spielen. So bleiben die Mitarbeiter langfristig gesund und werden nicht durch ihre Arbeit beeinträchtigt. Wie Sie einen Produktionsarbeitsplatz ergonomisch gestalten, lesen Sie hier.

Die Besonderheit des ESD-Arbeitsplatzes sind die strengen Vorschriften über Materialien und Kleidung. Damit keine gefährdenden Stoffe in den Schutzbereich gelangen, ist eine ausreichende Kennzeichnung notwendig. Auffällige Bodenmarkierungen, Schilder und eine intensive Aufklärung der Mitarbeiter sorgen dafür, dass der ESD-Schutzbereich sicher bleibt. Lesen Sie hier genauer nach, wie Sie einen ESD-Arbeitsplatz einrichten.

Schützen Sie Ihre Mitarbeiter und Produkte

Die elektrische Entladung ist ein natürliches Phänomen, das niemand verhindern kann. Sie kann im Umgang mit empfindlichen Baugruppen oder gefährlichen Stoffen eine Gefahr für den Menschen oder die Produkte darstellen. Darum müssen Spannungen kontrolliert abgeleitet werden. Um einen ESD-Arbeitsplatz lückenlos sicher zu gestalten, ist es wichtig, zu wissen, was ESD ist und wie es kontrolliert werden kann. Mit diesem Artikel und weiteren Beiträgen in unserem Magazin möchten wir Ihnen den Umgang mit ESD erleichtern. Stöbern Sie gern in unserem Magazin!

Möchten Sie sich oder Ihre Mitarbeiter vor Gesundheitsschäden schützen? Möchten Sie die hohe Qualität Ihrer Produkte sicherstellen? Wir unterstützen Sie gern dabei, Ihre Arbeitsplätze ergonomisch, mitarbeiterfreundlich und sicher zu gestalten. Haben Sie Fragen? Kontaktieren Sie uns!