PRZYCZYNY ROZŁADOWAŃ ELEKTROSTATYCZNYCH (ESD) I OPTYMALNA OCHRONA PRZED NIMI

Co oznacza ESD?

Mianem ESD (ang. electrostatic discharge) określa się wyładowanie elektrostatyczne. Na skutek różnic potencjału (różnych napięć) generowany jest krótki prąd elektryczny w postaci iskry lub przebicia. 

W zależności od napięcia, a więc liczby woltów, fenomen ten można:

• poczuć (powyżej 3000 V)
• usłyszeć (powyżej 5000 V)
• zobaczyć w postaci iskry lub błysku (powyżej 10000 V).

Wiele rozładowań elektrostatycznych nie przekracza progu postrzegania przez człowieka, jednak mogą być one szkodliwe np. dla podzespołów elektronicznych. Aby człowiek poczuł rozładowanie, potrzeba ok. 3000 V. Jednak już 30 V wystarczy, aby zniszczyć podzespół półprzewodnikowy.

 

JAK DOCHODZI DO WYŁADOWANIA ELEKTROSTATYCZNEGO?

LP-ESD-800x600.jpg
Obiekty o tym samym ładunku odpychają się. Jeśli osoba jest naładowana elektrostatycznie, ich włosy podniosą się.
Rozładowanie elektrostatyczne następuje, kiedy oddzielane od siebie są dwa ładunki elektryczne. Ma to miejsce na przykład wówczas, gdy dwa różne materiały ocierają się o siebie, lub są rozdzielane od siebie.
Występuje ono często w zupełnie normalnych sytuacjach dnia codziennego, na przykład podczas chodzenia po dywanie w obuwiu z podeszwami z tworzywa sztucznego. Magazynowane są przy tym głównie ujemne ładunki elektryczne, które rozmieszczane są w całym przedmiocie lub ciele. Jeżeli w tym momencie dojdzie do zetknięcia z innym ciałem przewodzącym lub uziemieniem (np. grzejnikiem), ładunek ten błyskawicznie odpływa.
 
Przykłady powstawania rozdzielonych ładunków:

• chodzenie po podłogach z tworzywa sztucznego
• tarcie na odzieży syntetycznej
• przemieszczanie pojemników z tworzywa sztucznego
• rozwijanie taśm klejących
• ruch przenośników taśmowych

Niewielka wilgotność powietrza sprzyja powstawaniu ładunku elektrostatycznego, dlatego powinna ona wynosić od 40% do 60%.

Kiedy wyładowania elektrostatyczne są niebezpieczne?

LP-ESD-800x450.jpg
Płyta z elementami wrażliwymi na ESD (IC)

W normalnych warunkach zagrożenie dla człowieka nie występuje. Ładunki elektrostatyczne mogą być jednak niebezpieczne dla zakładów przemysłu elektronicznego.

Niekontrolowane wyładowania elektrostatyczne mogą doprowadzić do szkody całkowitej i do ukrytych uszkodzeń podzespołów elektronicznych, co może być przyczyną wysokich kosztów związanych z:
• późniejszymi awariami
• reklamacjami
• naprawą i wymianą
• utratą dobrego imienia
• utratą klientów

W nowoczesnych obszarach roboczych mogą występować napięcia przekraczające 10000 V. Zwłaszcza tworzywa sztuczne, ze względu na swoją wysoką rezystancję powierzchniową mogą bardzo dobrze gromadzić ładunek elektrostatyczny. Potencjał powierzchniowy typowego pudełka z tworzywa sztucznego wynosi na przykład do 20000 V – to niebezpieczne otoczenie dla transportowanych w nim elementów elektronicznych.

07213_ESD-gefaerdete-Bauteile (2).jpg
Symbol dla elementów narażonych na wyładowanie elektrostatyczne

Elementy, które narażone są na rozładowanie elektrostatyczne podczas obróbki lub transportu, określane są skrótem ESDS (ang. electrostatic discharge sensitive devices) i oznaczone następującym symbolem:

Ochrona przed ESD

 
Efektywną ochronę przed uszkodzeniami spowodowanymi przez rozładowanie elektrostatyczne zapewniają strefy ochronne ESD, tak zwane EPA (ang. Electrostatic Protected Area). Tu podejmowane są wszelkie środki ostrożności, aby umożliwić wykonywanie prac z użyciem elementów wrażliwych elektrostatycznie bez zagrożeń dla nich.

Obszerna strefa chronna ESD (EPA) obejmuje następujące obszary (minimalne wymagania zgodnie z DIN EN 61340-5-1):

Należy przestrzegać zasady:
„Gdzie nie występuje gromadzenie się ładunku elektrostatycznego, tam nie dochodzi do jego rozładowania”. Tak mała liczba ruchów, jak to tylko możliwe, i wyposażenie bezpieczne z punktu widzenia ESD obniżają do minimum poziom ryzyka gromadzenia ładunku elektrostatycznego przez osoby.

07213_ESD-Schutzkomponenten (1).jpg
Symbol dla komponentów ochronnych ESD

Elementy strefy ochronnej ESD (EPA) oznaczone są następującym symbolem:

Pomoc

Platzhalter_Beraterbild_4_800.jpg

 W Hoffmann Group Perschmann oferujemy:

– indywidualne doradztwo
– analizy zagrożeń, pomoc w doborze produktów, testy użytkowania i szkolenia.