Inwiefern elektrostatische Entladungen – auch ESD abgekürzt – für Mensch und Elektronik gefährlich sind, erfahren Sie in diesem Artikel. Auch gehen wir hierin darauf ein, wie man versuchen kann, elektrostatische Entladungen zu verhindern, beziehungsweise auf mögliche ESD-Schutzmassnahmen, und geben Beispiele für elektrostatische Entladungen.
Zur Frage «Was ist ESD?», also zur Frage, was die Bedeutung von ESD ist, muss man zunächst sagen, dass ESD eine Abkürzung ist, die für «electrostatic discharge» steht, was auf Deutsch übersetzt «elektrostatische Entladung» heisst.
Gefährlich sind elektrostatische Entladungen für Mensch und Elektronik aus verschiedenen Gründen. Zunächst einmal muss man festhalten, dass eine elektrostatische Entladung ohne Kontakt zwischen den jeweiligen Gegenständen und/oder Menschen möglich ist. Es kann also auch über einen gewissen Abstand eine elektrostatische Entladung erfolgen. Ausserdem geschehen elektrostatische Entladungen oft unbemerkt, was diese zusätzlich gefährlich macht. Und entladen können sich nicht nur Menschen, sondern auch Gegenstände, die sich zuvor elektrostatisch aufgeladen haben, darunter Werkzeuge, Wagen und Arbeitsflächen.
Ein weiteres Problem: Die ESD-Schäden an Elektronik-Bauteilen sind teilweise schwer zu erkennen – in der Regel nur durch ein Elektronenmikroskop. Die durch elektrostatische Entladungen verursachten Schäden machen sich daher mitunter erst beim Endkunden im Gebrauch der jeweiligen Geräte/Anlagen bemerkbar, was die Schadensbeseitigungskosten extrem erhöht, auch weil die beschädigten oder zerstörten Bauteile bereits verbaut sind.
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Bei den elektrostatischen Entladungen unterscheidet man unter anderem:
Beispiele aus dem Alltag für elektrostatische Entladungen gibt es einige. Im Folgenden führen wir einige Beispiele von elektrostatischer Entladung auf:
Nicht für alle Menschen sind alle elektrostatischen Entladungen gefährlich. Bestimmte Personen aber, etwa solche mit Herzschrittmacher und überempfindliche Menschen, sind schon durch elektrostatische Entladungen mit sehr geringem Ladungspotential gefährdet. Ausserdem gibt es Entladungen, etwa Funkenentladungen oder Gleitstielbüschelentladungen, die zum Schock bei einer Person führen können.
Bei starken Aufladungen kann es auch zu Herz-Kreislauf-Versagen kommen. Im Übrigen werden elektrostatische Entladungen bei Menschen oft verharmlost. Dabei kann es im Rahmen von Unfällen mit elektrostatischer Entladung auch bei niedrigeren Ladungspotentialen etwa zu Übelkeit, Schmerzen (zum Beispiel Kopfschmerzen) und Taubheitsgefühlen kommen; zur Vermeidung von Folgeschäden sollten diese Symptome durch eine ärztliche Untersuchung abgeklärt werden. Auch kann es zu Hautgewebe-Schädigungen und Schädigungen von Nervenzellen kommen.
Eine Gefahr für den Menschen und für Sachen durch elektrostatische Entladungen kann aber auch dadurch entstehen, dass die jeweilige Person durch die Entladung einen Schreck bekommt und deswegen etwa einen Unfall verursacht und dabei sich, andere oder anderes schädigt.
Elektrostatische Entladungen sind auch dann für den Menschen gefährlich, wenn diese etwa mit brennbaren Gasen, brennbaren Flüssigkeiten oder auch brennbaren Schuttgütern arbeiten. Hier kann es zum Beispiel bei der Entladung dieser Gase, Flüssigkeiten oder Schuttgüter dazu kommen, dass diese sich durch einen Funken entzünden, was eine Explosion und/oder einen Brand zur Folge haben kann.
Neben der Gefährlichkeit kann man elektrostatische Entladungen auch nach ihrer Wahrnehmung unterscheiden, wobei die jeweilige Wahrnehmung von der Höhe der Voltzahl abhängt:
Viele elektronische Bauteile gelten als ESD-empfindlich, was bedeutet, dass elektrostatische Entladungen die Funktion dieser Bauteile stören können oder zur Beschädigung beziehungsweise sogar zur Zerstörung führen können.
Schäden, die durch ESD verursacht werden, sind auch deshalb gefährlich, weil diese für den Hersteller und/oder Lieferanten zur Folge haben, dass die Kunden das Vertrauen verlieren und Kosten im Rahmen der Gewährleistung bei Reklamationen entstehen.
Schon 5 Volt genügen, um einen Lesekopf einer Magnet-Festplatte bei der Produktion zu beschädigen. Mit 100 Volt werden Informationen gelöscht, die sich auf einem magnetischen Datenträger befinden. Ein elektronischer Speicherbaustein ist nach einer Entladung von 100 Volt sogar zerstört.
Zum Schutz vor bestimmten unkontrollierten elektrostatischen Entladungen gibt es verschiedene Massnahmen, die man ergreifen kann. Man kann etwa versuchen, elektrostatische Aufladungen zu vermeiden. Denn wo es keine Aufladung gibt, gibt es auch keine Entladung. Um also zu versuchen, eine elektrostatische Aufladung zu verhindern, kann man zum Beispiel Massnahmen zur Ableitung und Erdung ergreifen. Auch der Einsatz von antistatischen Materialien kann hier versucht werden.
Eine weitere ESD-Schutz-Massnahme ist der Versuch, zu verhindern, dass die elektrostatische Entladung unkontrolliert abläuft. Eine solche unkontrollierte Entladung kann man versuchen durch langsames Abfliessenlassen der Ladung mit Hilfe grosser elektrischer Widerstände zu verhindern.
Auch gibt es die sogenannte Luftionisation, bei der etwa mit Ionisierungsstäben versucht wird, durch die Erzeugung einer Gegenladung die Neutralisierung von elektrischen Ladungen zu erreichen.
Man kann ESD-Schutzmassnahmen auch wie folgt unterscheiden:
Personenbezogene Schutzmassnahmen:
Arbeitsbezogene Schutzmassnahmen:
Schutzprogramme:
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Beim ESD-Schutz sollten Sie sich unbedingt beraten lassen, sofern Sie nicht über ausreichend eigenes Know-how verfügen.
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