Arbeitsplatzgestaltung: Schutz vor elektrostatischer Entladung

ESD ist die Abkürzung für „Electrostatic Discharge“, sprich elektrostatische Entladung. Für Hersteller von elektronischen Bauteilen ist das Phänomen eine unsichtbare Gefahr. ESD kann Komponenten wie Widerstände und Laserdioden im Produktionsprozess unbemerkt schädigen. Die plötzlichen Entladungen können schon ab etwa 100 V Defekte an den empfindlichen Bauteilen verursachen, die Lebensdauer verkürzen oder sie unbrauchbar machen. Das Fatale daran ist, dass der Mensch die niedrigen Spannungsimpulse nicht wahrnimmt. ESD-geschädigte Komponenten funktionieren in der Regel noch und fallen erst nach Wochen oder Monaten aus. Oft sind sie dann bereits in einem Produkt verbaut. Unternehmen, die ESD-empfindliche Bauteile fertigen oder montieren wie zum Beispiel Automobilzulieferer oder Halbleiterhersteller, müssen für einen zuverlässigen ESD-Schutz sorgen. Nur so lässt sich die Qualität ihrer Produkte sichern.

ESD ist der Ladungsausgleich zwischen zwei unterschiedlich geladenen Gegenständen oder Stoffen, der meist sehr kurz und plötzlich erfolgt. Materialien laden sich durch Reibung unterschiedlich auf, die zum Beispiel beim Umfüllen von Schüttgütern und Flüssigkeiten entstehen kann. Aber auch viele andere, alltägliche Tätigkeiten wie das Trennen von Folien, Gehen auf einem Kunststoffteppich oder Schneiden von Nichtleitern können zu einer Aufladung führen. Die meisten Entladungen sind für den Menschen nicht wahrnehmbar. Je nach Material und Aufladungsdauer können aber auch spürbare Spannungsentladungen ab etwa 3500 V auftreten. In einigen Fällen kommt es dabei zu einer sichtbaren Funkenbildung. Dann wird ESD auch für die Mitarbeiter gefährlich, denn ein solcher Funke kann brennbare Materialien oder Gase entzünden.

In Bereichen, wo mit ESD-gefährdeten Komponenten gearbeitet wird, müssen daher besondere Sicherheitsmaßnahmen umgesetzt werden. Dafür werden in den Betrieben spezielle ESD-Schutzzonen geschaffen, die im Englischen Electrostatic Protected Area genannt werden, kurz EPA. So genannte ESD-Koordinatoren kümmern sich um die Ausstattung dieser abgegrenzten Unternehmensbereiche. Dabei wird eine ganzheitliche Vorgehensweise empfohlen, bei der nicht nur die einzelnen Arbeitsplätze, sondern die komplette Prozesskette auf ESD-Sicherheit überprüft wird.

Die DIN-Norm EN 61340-5-1 gibt grundlegende Anforderungen an eine ESD-gerechte Arbeitsplatzgestaltung vor. Dabei ist wichtig, dass alle Ausstattungselemente am Arbeitsplatz auf einen einheitlichen, ESD-gerechten Boden führen, die sogenannte EPA-Erde. Sie minimiert die verschiedenen elektrischen Potentiale. Eine zentrale Rolle spielt auch die Erdung von Mitarbeitern am ESD-Arbeitsplatz. Ein so genanntes Erdungsband am Handgelenk sorgt dafür, dass Spannungen sicher zur EPA-Erde abgeleitet werden. Außerdem ist in der Regel eine spezielle Schutzkleidung inklusive ESD-sicheres Schuhwerk erforderlich.

Wo im Sitzen gearbeitet wird, tragen ESD-gerechte Arbeitsstühle zur Personenerdung bei. Damit die Spannungen abgeleitet werden können, müssen die Stühle mit geeigneten Materialien wie Polyurethan bespannt sein. Außerdem müssen alle Bauteile des Stuhls einen ableitfähigen Pfad zur Erde haben. Das gilt auch für die Rückenlehne, die im Alltag oft vernachlässigt wird. Nicht zuletzt müssen ESD-Stühle eindeutig gekennzeichnet sein, damit es nicht zu Verwechslungen kommt. Eine Orientierungshilfe für die Auswahl geeigneter Produkte bieten objektive Zertifizierungen. Die ESD-Akademie testet beispielsweise Produkte hinsichtlich ihrer Konformität mit geltenden Normen für den ESD-Schutz. Die Stühle des Herstellers Dauphin sind mit einem solchen Zertifikat ausgezeichnet. Den Nachweis stellen die Spezialisten für Sitzlösungen mit einem detaillierten Prüfbericht zur Verfügung.

Moderne ESD-Arbeitsstühle erfüllen nicht nur die Sicherheitsanforderungen, sondern unterstützen die Mitarbeiter auch dabei, möglichst eine ergonomisch günstige Position einzunehmen. Denn sitzende Tätigkeiten ohne viel Bewegung, bei der zudem hohe Konzentration gefragt ist, führen schnell zu Verspannungen und Rückenbeschwerden. Ein optimaler Arbeitsstuhl sollte daher ein körpergerechtes Sitzen fördern. Das entlastet die Wirbelsäule und beugt Beschwerden vor.

Sind die grundlegenden Anforderungen an die Personenerdung erfüllt, müssen die Verantwortlichen im nächsten Schritt alle anderen Komponenten am Arbeitsplatz überprüfen. Hierzu zählen Arbeitstische, Arbeitsplatzsysteme, Regale, Schränke, Leuchten und Werkzeuge. Ausstattungselemente und Arbeitsmaterialien in der EPA sollten sich nicht aufladen und Spannungen sicher zur Erde ableiten. Dafür müssen alle Oberflächen am ESD-Arbeitsplatz mit der EPA-Erde verbunden sein. Nach der Sicherung des Arbeitsplatzes nehmen die Koordinatoren die Prozesse unter die Lupe. Dabei müssen sie zum Beispiel dafür sorgen, dass ESD-gefährdete Bauelemente nur in geeigneten Verpackungen in die EPA transportiert und erst auf der Oberfläche des ESD-Arbeitsplatzes ausgepackt werden. Und wenn die Mitarbeiter in der Schutzzone für bestimmte Tätigkeiten einen Bildschirm brauchen, dann muss der Abstand zwischen Monitor und ESD-gefährdeten Bauteilen mindestens 30 cm betragen.

Im Arbeitsalltag sorgen oft Kleinigkeiten für Sicherheitslücken. Zum Beispiel eine ungeeignete Lagerkiste, in der empfindliche Komponenten abgelegt werden. Oder ein Kunststofflineal, das ein Mitarbeiter in die EPA mit hinein nimmt und am ESD-Arbeitsplatz verwendet. Mitarbeiter müssen daher für die Bedeutung von Schutzmaßnahmen sensibilisiert werden. Das gelingt mit Schulungen, die genau auf die Vorkenntnisse und Aufgaben der Berufsgruppen abgestimmt sind.