Auch über die Steuerung der Luftfeuchtigkeit kann man ESD-Schutz betreiben. Eine relative Luftfeuchtigkeit von um die 50 Prozent sorgt dafür, dass die Leitfähigkeit der Luft und auf Materialoberflächen erhöht wird, womit entstehende Ladungen geringer ausfallen und Ladungen auf Materialien besser abgeleitet werden.
Eine Massnahme zum ESD-Schutz, also zum Schutz vor unkontrollierten elektrostatischen Entladungen, ist das Herstellen eines konstanten Niveaus einer ESD-Schutz-geeigneten Luftfeuchtigkeit. Eine solche Luftfeuchtigkeit ist bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von um die 50 % gegeben.
Aber warum hat die Luftfeuchtigkeit überhaupt einen Einfluss auf den ESD-Schutz? Der Grund liegt darin, dass durch eine relative Luftfeuchtigkeit von um die 50 % die Leitfähigkeit der Luft erhöht wird, womit elektrische Ladungen über die Luft abgeleitet werden können. Eine höhere Luftfeuchtigkeit bedeutet einen höheren Wassergehalt in der Luft und Wasser ist ein guter elektrischer Leiter. Wenn Materialien von einer Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von um die 50 % umgeben sind, können diese Materialien ihre statische Ladung schlecht aufrechthalten. Vielmehr geben sie überschüssige Ladungen an die Wassermoleküle der Luft ab, und zwar kontinuierlich.
Aber nicht nur die Leitfähigkeit der Luft selbst ist bei einer solchen Luftfeuchtigkeit erhöht. Auch die Leitfähigkeit von Materialoberflächen in Räumen mit diesen hohen relativen Luftfeuchtigkeiten ist erhöht. Denn auf den Oberflächen dieser Materialien bildet sich bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von um die 50 % ein dünner Feuchtigkeitsfilm. Durch diesen Feuchtigkeitsfilm wird die jeweilige Materialoberfläche leitfähig, was die Ansammlung von elektrostatischen Ladungen reduziert.
Ein positiver Nebeneffekt von Oberflächen, die sich elektrostatisch nicht aufladen, ist, dass sich weniger Partikel auf diesen Oberflächen ablagern. Denn Oberflächen, die elektrostatisch aufgeladen sind, entwickeln eine höhere Staubanziehungskraft.
Ein weiterer positiver Nebeneffekt einer höheren Luftfeuchtigkeit ist, dass sich das Arbeitsumfeld der Mitarbeiter verbessert. Denn eine zu geringe Luftfeuchtigkeit kann zum Beispiel die Nasenscheidewand austrocknen und sogar zu Nasenbluten führen. Auch das Risiko, sich mit einem Erkältungsvirus oder Grippevirus zu infizieren, steigt bei trockenen Schleimhäuten.
Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst aber auch die Spannungsniveaus, die durch Tätigkeiten entstehen, bei denen Reibung beziehungsweise die Trennung von Materialien zu elektrostatischen Ladungen führt. Eine hohe Luftfeuchtigkeit verhindert schon einen Grossteil der entstehenden Ladung, indem die erzeugte Spannung niedriger ausfällt. In folgender Tabelle sind die unterschiedlichen Spannungen je nach Tätigkeit und Luftfeuchtigkeit dargestellt:
| Tätigkeit | Spannung in Volt (V) bei 10 bis 25 % Luftfeuchtigkeit | Spannung in Volt (V) bei 65 bis 85 % Luftfeuchtigkeit |
| Über Teppichboden laufen | 35000 V | 1500 V |
| Pullover ausziehen | 22000 V | 1000 V |
| Vom Stuhl aufstehen | 18000 V | 1500 V |
| Über Vinylboden laufen | 12000 V | 250 V |
| Aus Kunststofffolie Papier ziehen | 8000 V | 600 V |
| An einem Tisch arbeiten | 6000 V | 150 V |
Es gibt verschiedene ESD-Schutznormen, die auch Ausführungen zur Luftfeuchtigkeit enthalten. Eine solche ESD-Luftfeuchtigkeit-Norm ist zum Beispiel in der Richtlinie IPC J-STD-001F (Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies) der Standardisierungsorganisation IPC enthalten:
«Wenn die Luftfeuchtigkeit auf 30 % oder weniger sinkt, muss der Hersteller sicherstellen, dass die elektrostatische Entladung ausreichend kontrolliert wird.»
Auch die Norm DIN EN 61340-5-1 berücksichtigt die Luftfeuchtigkeit in ihren Vorgaben. So verlangt diese Norm, dass ein Teil der zyklisch vorgenommenen Messungen auch im Winter stattfinden, da die Luftfeuchtigkeit im Winter wegen der dann in Betrieb befindlichen Heizungen niedriger ist, insbesondere in solchen Umgebungen, in denen die Luftfeuchtigkeit nicht durch eine Raumklimasteuerung konstant geregelt wird.
Es gibt auch ESD-Messgeräte, mit denen man nicht nur den Oberflächen-, Durchgangs- und Ableitwiderstand messen kann, sondern unter anderem auch die Luftfeuchtigkeit, wie etwa das ESD-Messgerät «Resistivity-Meter Safe STAT RM 1000».
Wenn Sie weitere Informationen zur Luftfeuchtigkeit und dem ESD-Schutz beziehungsweise zu passenden ESD-Messgeräten erhalten möchten, können Ihnen unsere Experten von abovo weiterhelfen. Sie können uns entweder telefonisch unter +41 32 552 44 44 kontaktieren. Oder Sie schicken uns eine E-Mail an info@abovo.ch und wir melden uns so schnell wie möglich zurück.