ESD–Schutzverpackungen vermeiden schädliche Elektrostatik

Was bedeutet ESD?

Zugegeben, die Gemeinsamkeit einer historischen Luftschiffexplosion und der Zerstörung eines modernen elektronischen Bauteils erschließt sich nicht sofort. Licht in die Sache kommt durch den Blitz. Wie alle schlagartigen elektrostatische Entladungen (Electrostatic Discharge, kurz ESD) kann er im Großen, aber auch in der Miniversion an mikroelektronischen Bauelementen größten Schaden anrichten. ESD tritt bei Potentialdifferenzen auf, wenn Bauteile mit hoher elektrostatischer Aufladung in Kontakt zu niedrig geladenen Materialien kommen. Dann können Funken sprühen!

Dem Luftschiff Hindenburg und 35 Mitreisenden wurde dies 1937 in Lakehurst beim Andocken an den Landemast zum Verhängnis. Vermutlich entzündete eine blitzartige elektrostatische Entladung den Wasserstoff. Bei elektrostatisch empfindlichen Bauelementen (ESDS) wie Leiterplatten, Chips oder Datenträgern reichen schon relativ kleine, stark fokussierte Ladungsmengen, um Schäden oder gar Ausfälle zu verursachen.

Wichtige Begriffe – weil wir es wissen wollen

ESD

ESD steht für Electrostatic Discharge, also für elektrostatische Entladungen aufgrund von Ladungsunterschieden.

 

EPA

Electrostatic Protected Area: Der ESD-Schutzbereich, in dem alle Materialien, Arbeitskleidung, Arbeitsplatz und Maschinen leitfähig ausgerüstet und geerdet sind, um in dieser antistatischen Umgebung kritische Aufladungen zu verhindern. Hier sind nur ESD-konforme Produkte erlaubt.

 

ESDS

Electrostatic Sensitive Device: Ein Bauteil oder elektronisches Bauelement, das durch ESD gefährdet ist und besonderen ESD-Schutzverpackungsschutz erfordert.

 

UPA

Unprotected Area: Alle Bereiche außerhalb der ESD-Schutzzone EPA zählt man zur UPA.

 

ESD-Schutz für Ihre Produkte erforderlich und machbar

ESD als schlagartige Entladung unterschiedlicher Ladungsniveaus tritt häufig unbemerkt auf. Bei elektronischen Komponenten und Baugruppen können elektrostatische Ladungsdifferenzen und ihre blitzartige Entladung Bauelemente und Verbindungen zerstören, wenn nicht durch gezielte Ableitung gegengesteuert wird.

 

Für welche Produkte ist ein ESD-Schutz zu empfehlen?

Die Produzenten elektronischer Bauteil wissen, Leiterplatten, Elektroden, Chips, Messgeräte, Speichermedien und andere Komponenten reagieren sehr empfindlich auf ESD-Schäden.

 

Wieso ist ein effektiver ESD-Schutz wichtig?

Geschädigte Komponenten können zum Ausfall von Geräten, Systemen oder Anlagen führen. Mögliche Folgen: Maschinenstopp, Reparatur, im schlimmsten Fall Produktionsstillstand und Kundenreklamationen.

Daher ist ESD-Schutz für Ihre Produkte unbedingt erforderlich. Die gute Nachricht: ESD-Schäden sind vermeidbar, und zwar in der Produktion ebenso wie durch geeignete ESD-Schutzverpackungen in der Logistik.

ESD-Schutzverpackungen – richtig geschützt vor Spannungsschäden

Als Verpackungsexperten haben wir bei Antalis beim ESD-Konzept vor allem die Logistik im Blick. Individuelle Verpackungen aus ESD-Schutzkartons oder ESD-Schutzfolien haben sich bewährt, um ESD bedingte Transportschäden zu reduzieren oder ganz zu vermeiden.

Welche Arten von ESD-Schutzfolien gibt es?

ESD-Schutzfolien sind ableitfähig, leitfähig oder abschirmend. Sie verhindern gefährliche Potentialdifferenzen bzw. spontane Entladungen.

 

Leitfähige Verpackungen

Leitfähige Verpackungen (konduktive Verpackungen) weisen einen Oberflächenwiderstand von kleiner 10⁴ Ohm auf. Der geringe Oberflächenwiderstand sorgt dafür, dass Ladungen schnell abfließen können und unerwünschte plötzlichen Entladungen vermieden werden. Die Folien enthalten oft Graphit.

 

Ableitfähige Verpackungen

Ableitfähige Verpackungen (dissipative Verpackungen) weisen einen Oberflächenwiderstand zwischen 10⁴ und 10¹¹ Ohm auf. Wegen des leicht höheren Oberflächenwiderstandes findet ein Spannungsausgleich langsamer statt als bei leitfähigen Verpackungen. Die dissipative Wirkung schwächt sich im Laufe der Zeit ab.

 

Abschirmende Verpackungen

Abschirmende Verpackungen (Shielding Verpackungen) schirmen den Verpackungsinhalt gegen elektrostatische Entladungen ab. Zusätzlich werden Spannungen an der Oberfläche zuverlässig abgeleitet.

Eine Shielding Verpackung wirkt nach dem Faraday’schen Prinzip. Hierzu werden mehrlagige Folien verwendet, die über eine Metallbeschichtung verfügen.

 

Isolierende Verpackungen

Isolierende Verpackungen weisen charakteristisch einen Oberflächenwiderstand größer 10¹¹ Ohm auf. Dies sind beispielsweise normale PE-Folien, die keine Spannungen kontrolliert leiten bzw. ableiten können.
Eine kontrollierte Entladung über eine Erdung ist hier nicht möglich.

 

Wo empfiehlt sich welche Art von ESD-Schutzverpackung?

• Innerhalb der ESD-Schutzzone (EPA) sind alle Gegenstände (ab-)leitfähig und geerdet, so werden Aufladungen und elektrostatische Entladungen zuverlässig verhindert bzw. unschädlich abgeleitet. In der EPA reichen ableitfähige oder leitfähige ESD-Schutzverpackungen.

 

• Außerhalb der ESD-Schutzzone (UPA) benötigen Bauteile, die sensibel für elektrostatische Entladungen sind, zusätzlichen Schutz durch abschirmende Verpackungen: wie Shielding Beutel aus ESD-Schutzfolie oder auch ESD-Schutzkartons. Ihr Vorteil: Die abschirmende Wirkung ist genormt.

 

Die Alternative: Eine individuelle Verpackung oder Abschirmbeutel und Verpackungsbeutel, die den ESD-Schutz ebenfalls sicherstellen.

Anforderung der ESD-Schutzverpackung nach DIN-Norm

Maßgeblich für unsere Verpackungslogistik im Zusammenhang mit ESD-Schutzverpackungen sind die Anforderungen der DIN EN 61340-5-3

Elemente, welche zu verpacken sind	Innerhalb der ESD-Schutzzone (EPA)		Außerhalb der ESD-Schutzzone (UPA)
	Direkt anliegend (z.B. Beutel)	Umhüllend (z.B. Kiste)	Direkt anliegend (z.B. Beutel)	Umhüllend (z.B. Kiste)
Electrostatic sensitive device (ESDS)	Elektrostatisch leitfähig oder ableitfähig (Anmerkung 1)	Elektrostatisch leitfähig oder ableitfähig	Wie für innerhalb der EPA jedoch zusätzlich mit Schirmwirkung gegen ESD (Anmerkung 2)	Schirmwirkung gegen ESD
Anmerkung 1: Für ESDS mit Batterie sollte bei Auswahl der Verpackung darauf geachtet werden, dass sich die Batterie durch die Verpackung nicht entlädt Anmerkung 2: Schirmwirkung gegen ESD wird nur benötigt, wenn die umhüllende Verpackung keine solche Schirmwirkung bietet

DIN EN 61340-5-3 Tabelle A.1

 

Für ESD-gefährdete Produkte sind ESD Schutzverpackungen erforderlich

ESD-Schutzverpackungen sind eindeutig zu kennzeichnen, und zwar mit dem ESD-Warnsymbol und einem Buchstaben für die Art des ESD-Schutzes.

• S = Shielding: Abschirmende Verpackung
• C = Conductive: Leitfähige Verpackung
• D = Dissipative: Ableitfähige Verpackung

Die Lösung für Sie – ESD Schutz durch Verpackungen von Antalis Verpackungen

Für einen zuverlässigen ESD-Schutz nach DIN-Norm sind ESD-Schutzverpackungen den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Dafür gibt es Spezialisten wie die Antalis Verpackungsexperten. Wir analysieren Ihre gesamte Produktions-, Prozess- und Verpackungssituation, und entwickeln eine effektive ESD-Schutzverpackung. Bspw. indem das Produkt erst in einem geeigneten ESD-Schutzbeutel (aus leitfähiger oder ableitfähiger ESD-Schutzfolie) und dann in einer Umverpackung (z.B. Wellpappkarton oder konduktive Hohlkammerstegplatten) sicher verpackt wird.

Für genormten Schutz in der EPA sind leitfähige und ableitfähige Verpackungsfolien ideal. Und wenn Sie ESD-Schutz und Korrosionsschutz kombinieren wollen, dann empfehlen wir Verpackungslösungen aus dem dreilagigen Foliensystem BRANOfol Multitron.

 Und noch ein Tipp: Lassen Sie Ihre ESD-Schutzmaterialien in unserem Verpackungslabor prüfen.