Elektrostatische Entladungen sind tückisch. Auch wenn sie für den Menschen nicht zu spüren sind, können sie ein elektronisches Bauteil zerstören. ESD-Handschuhe des Herstellers Ejendals schützen nicht nur das Produkt, sondern auch den Mitarbeiter.
Digitalisierung und KI sind mittlerweile in allen Bereichen der modernen Arbeitswelt zu finden. Entsprechend steigt die Zahl der Prozessoren, Halbleiter und Dioden in den Produkten weiter an. Dieses Wachstum schlägt sich auch in den Marktzahlen des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie nieder. Im Herbst letzten Jahres lag der Umsatz der deutschen Elektroindustrie mit 17,5 Mrd. Euro und einem Plus von 6,2 % deutlich über dem Ergebnis des Vorjahres.
Produkt und Mitarbeiter müssen gleichermaßen geschützt werden
Beim Umgang mit den elektrischen und elektronischen Bauteilen und bei der Verbauung der filigranen Technik steht die Persönliche Schutzausrüstung (PSA) im Mittelpunkt. Sie hat dabei zwei Funktionen. Zum einen dient sie der Produktsicherheit und zum anderen schützt sie den Mitarbeiter. Sogenannte ESD-Handschuhe, die auch zur PSA gehören, sind vor allem bei manuellen Arbeiten mit den filigranen Bauteilen unverzichtbar.
Ein Mensch fühlt eine ESD erst ab rund 3.000 Volt
„Das Kürzel ESD steht für Eletronic Static Discharge, also für die elektrostatische Entladung“, erklärt Veronika Seliger, Technical Training & Support Manager beim schwedischen PSA-Hersteller Ejendals. „Durch den Ladungsaustausch zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichen Spannungspotentialen wird eine elektrostatische Ladung aufgebaut, die zu extrem hohen Spannungen führen kann.“ Diese Spannungen werden bei Berührung mit leitenden Materialien entladen. Ein Mensch fühlt eine elektrostatische Entladung erst ab rund 3.000 Volt. Etwa 90 % der Entladungen finden jedoch unterhalb der menschlichen Wahrnehmungsgrenze statt, so dass elektronische Bauteile durch minimale Entladungen irreparabel zerstört werden können, ohne dass dies bemerkt wird.
Wenn man die ESD-Zerstörung in einem Chip unter einem Mikroskop sieht, wird das Ganze anschaulich. Die punktuelle Entladung erzeugt dort einen regelrechten Krater, der die interne Struktur des Bauteils zerstört. Insbesondere bei integrierten Schaltkreisen auf Halbleiterbasis gehört ESD zu den häufigsten Ausfallursachen. Für den Hersteller kann das teuer werden. Und genau dieser Punkt ist die Hauptgefahr bei der Produktion und Verarbeitung der sensiblen Bauteile. Natürlich müssen auch die Mitarbeiter geschützt werden, denn ein ESD-Schock kann schmerzhaft sein. Für die Elektro- und Elektronikproduktionen ist deswegen ein ESD-Schutz unverzichtbar.
PSA erleben können Teilnehmende beim Auftaktseminar einer Veranstaltungsreihe der Unternehmen Kübler Workwear und Ejendals AB.
Wann: 10. Mai 2022 im Signal Iduna Park in Dortmund.
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Alle Komponenten des Systems müssen geerdet sein
Vor elektrostatischen Entladungen ist man geschützt, wenn eine Aufladung minimiert oder am besten ganz vermieden wird. Das erreicht man zum Beispiel durch Ableiten und Erdung des Körpers. Außerdem ist es wichtig, schnelle Entladungen zu vermeiden. Zur effektiven Vermeidung von ESD müssen daher alle Komponenten des Systems geerdet sein. Hierzu gehören Schuhe, Handschuhe, Kleidung, Boden und der Mitarbeiter selbst.
Für ESD-sensible Bereiche wird dies mit einer sogenannten ESD-Prüfplatte getestet, auf die der Mitarbeiter steigen muss. Auf dieser Platte wird dann ermittelt, ob der vorgeschriebene Durchgangswiderstand unter 100 Megaohm liegt. „Eine elektrostatische Aufladung lässt sich nicht komplett verhindern“, erklärt Seliger. „Aber sie lässt sich auf ein Maß reduzieren, das dem Produkt nicht mehr schadet.“
Mit ESD-Handschuhen muss auch ein Touchscreen bedienbar sein
ESD-Handschuhe müssen so dünn wie möglich sein. Nur so hat der Träger das nötige Fingerspitzengefühl und verfügt über einen guten Grip. Zudem müssen die Handschuhe flexibel und natürlich angenehm zu tragen sein. Steife Handschuhe wären unbequem und würden die Arbeit behindern. Das gilt besonders für die Handhabung von kleinen Teilen. Und schließlich dürfen sie nicht kratzen oder rutschen.
„Natürlich muss sich heute mit ESD-Handschuhen auch ein Touchscreen bedienen lassen können“, ergänzt Seliger. „Diese Eigenschaft bietet bereits ein Plus an Sicherheit, wenn der Mitarbeiter auf der ESD-Prüfstation steht, das Control-Panel bedienen muss und dafür die Handschuhe anbehalten kann.“ Für den Sicherheitsbeauftragten im Unternehmen ist es wichtig zu wissen, dass es bei Arbeitshandschuhen kein einheitliches Piktogramm gibt, das einen ESD-Handschuh kennzeichnet. Deswegen muss unbedingt auf die Zertifizierung gemäß der Norm EN 61340–5–1 geachtet werden.
Nitril ist aus ökologischer Sicht die elegantere Lösung
Die Beschichtungen von ESD-Handschuhen ist unterschiedlich. Je nach Tätigkeit kommen dabei Polyurethan (PU) oder Nitril zum Einsatz. PU ist marginal dünnwandiger als Nitril, gibt viel Bewegungsfreiheit und ist vor allem dann zu empfehlen, wenn ein guter Grip gefragt ist, also wenn es bei der Produktion ein bisschen öliger werden kann. Ein weiterer Pluspunkt bei dieser Beschichtung ist das ausgeprägte Fingerspitzengefühl. Nitril ist aus ökologischer Sicht die elegantere Lösung. Ein Handschuh mit dieser Beschichtung ist langlebig, verfügt über gute Hitzebeständigkeit und bietet eine gute Schnittfestigkeit.
Bei dem Thema ESD spielt aber nicht nur die persönliche Schutzausrüstung eine wichtige Rolle. So haben zum Beispiel dicke Wollsocken eine isolierende Eigenschaft. Ebenso können trockene Hände den ESD-Schutz beeinträchtigen. Und schließlich muss im Betrieb auch auf das Normklima geachtet werden. Eine Temperatur von 23 Grad und eine Luftfeuchte von 25 Prozent sind die idealen Voraussetzungen, um einer Entladung vorzubeugen.
