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ESD Verpackungen – Schutz vor der unsichtbaren Gefahr für elektronische Bauteile

Warum brauche ich ein ESD-Verpackungskonzept?

Wer elektronische Komponenten herstellt, lagert oder vertreibt, sollte prüfen, ob seine Produkte ausreichend vor ESD-Schäden geschützt sind. Grundsätzlich sind alle elektronischen Bauteile gefährdet, durch elektrostatische Entladungen geschädigt oder zerstört zu werden. Wichtig ist somit, dass sich die entsprechenden Bauteile ordnungsgemäß gehandhabt und die richtigen Verpackungsmaterialien verwendet werden. Mit einem mit ESD-Verpackungskonzept können viele Schäden durch elektrostatische Entladungen von vornherein verhindert werden. 

ESD-Schäden: bereits bei geringen Spannungen eine Gefahr

Menschen spüren eine Entladung erst ab einer Spannung von 2.000 Volt. Schäden an Bauteilkomponenten können aber bereits ab einer Spannung von 30 Volt auftreten und verheerend sein. Halbleiterstrukturen werden zerstört und Leiterbahnen sowie Isolationsabstände geschwächt. Das hat zur Folge, dass die Baugruppen stärker auf Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und schnelle Schaltzyklen reagieren und dann irgendwann gar nicht mehr funktionieren. Dabei ist ungewiss, wann die Vorschädigung zum Ausfall führt. Dieser kann ohne Vorwarnung im allerungünstigsten Moment eintreten und schlimmstenfalls die gesamte Produktion lahmlegen.

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Elektrostatische Aufladung ist in jedem Prozessschritt möglich

Elektrostatische Aufladung wird durch Reibung und Trennung von Gegenständen oder Induktion verursacht. Berühren sich anschließend Teile mit unterschiedlichen Ladungspotentialen, kommt es zur schlagartigen Entladung. Hebt man beispielsweise eine gewöhnliche Plastiktüte von einem Schreibtisch auf, kann eine Spannung von bis zu 20.000 Volt entstehen. Die elektrostatische Aufladung wird zudem verstärkt durch: 

  • Niedrige Luftfeuchtigkeit 
  • Synthetische Kleidung 
  • Isolierende Schuhe 
  • Teppichböden 
  • Normale Bürostühle 
  • Ungeeignete Werkzeuge 

Aufladung ist in jedem Prozessschritt möglich 
Eine elektrostatische Aufladung kann sich entlang der gesamten Prozesskette entwickeln: 

  • Beim Produzieren oder Montieren, wenn z. B. falsches Werkzeug genutzt wird. 
  • Beim Prüfen am Arbeitstisch oder wenn die Bauteile eingebaut werden. 
  • In Lagerhallen, auf Regalen und an anderen Aufbewahrungsorten. 

Auch beim Transport kann es immer wieder zu statischer Elektrizität kommen, wenn z. B. Baugruppen ohne Schutz in der Nähe von aufgeladenen Materialien abgestellt werden. Wird nun eine über elektrostatische Induktion aufgeladene Baugruppe mit der Hand oder einem Lötkolben berührt, entlädt sie sich schlagartig.

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Standardverpackungen nicht geeignet für Elektronikbauteile

Doch Anwender können sich schützen, indem sie sich einfach über EDS-Verpackungskonzepte beraten lassen. Vor allem Unternehmen aus der Elektroindustrie sollten keine Standardverpackungen einsetzen. Die meisten Materialien für eine Standardverpackung sind elektrisch isolierend und behalten ihre Ladungen. Wenn bei der Verpackung die isolierende Eigenschaft abnimmt, kann sich die Ladung unter Umständen einen Weg suchen, um von der Verpackung zu einem Material mit einem niedrigeren Potential abgeleitet zu werden. 

Richtiger Umgang mit ESD-gefährdeten Bauteilen: EPA und ESD-Verpackungen

Wer ESD-Schäden vermeiden will, sollte grundsätzlich alle Bauteile als ESD-gefährdet ansehen und Komponenten nur in den vorgesehenen Schutzzonen unter Anwendung aller gebotenen Schutzmaßnahmen handhaben. In vielen Betrieben unterscheidet man die EPA (Electrostatic-Protected-Area) und die UPA (UnProtected Area). Die EPA ist eine ESD-Schutzzone, in der alle verwendeten Materialien (ab-)leitfähig und geerdet sind. Dadurch werden elektrostatische Aufladungen und Potentialunterschiede sicher vermieden. Der Transport und die Lagerung der Elektronikteile sollten nur in dafür vorgesehen Abschirmverpackungen und Behältern erfolgen. Klare Abläufe und Vorgaben finden sich in der internationalen Normenreihe 61340. Die DIN EN 61430-3-5-3 Tab. A1 gibt beispielsweise genau vor, wie Bauteile in den Zonen EPA und UPA zu verpacken sind. 


 

Beim Verpacken von ESD-gefährdeten Produkten sind ESD Verpackungen zwingend notwendig. 

Man unterscheidet zwischen leitfähigen, ableitfähigen und abschirmenden Verpackungen. Diese müssen zwingend gekennzeichnet sein. Dabei werden folgende Kennzeichnungen für ESD-Verpackungen verwendet: 

  • S = shielding (abschirmend; Schirmwirkung gegen elektrostatische Entladungen)) 
  • C = conductive (konduktiv, leitfähig) 
  • D = dissipative (dissipativ, ableitfähig) 

Die Kennzeichnung muss allerdings nicht auf der Verpackung selbst stehen. Ein Vermerk über die ESD-Eigenschaften in Verträgen, Bestellungen, Zeichnungen oder anderen Dokumentationen sind ebenfalls zulässig. 

Für einen sicheren ESD Schutz  ist es maßgeblich, die ESD Verpackung ganz individuell den jeweiligen Anforderungen anzupassen.

Fragen Sie die Spezialisten! Unsere Verpackungsexperten analysieren Ihre gesamte Produktions-, Prozess- und Verpackungssituation, beraten Sie umfassend und entwickeln eine effektive ESD-Schutzverpackung genau passend für Ihre Anforderungen.

 Darüber hinaus können wir Ihre ESD-Materialien auch in unserem Verpackungslabor prüfen. 

Mehr zum Thema ESD Verpackungen lesen Sie auch in unserem Newsblog "ESD Verpackungen" Teil 1 und Teil 2!

Welche Lösung die richtige für Sie ist?

Können wir Ihnen hier auch nicht beantworten.

Damit's wirklich passt, erarbeiten wir gemeinsam mit Ihnen Ihr ganz individuelles Verpackungskonzept.

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Barbara Arnold


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