Wie funktioniert eine elektrostatische Entladung?

Die elektrostatische Entladung (ESD) ist einer der größten unsichtbaren Feinde der Elektronikindustrie. Schon eine sehr kleine Entladung kann empfindliche Bauteile ernsthaft beschädigen – oft, ohne dass der Mensch etwas bemerkt.

Was ist eine elektrostatische Entladung?

ESD ist die plötzliche Übertragung elektrischer Ladung zwischen zwei Objekten mit unterschiedlichem Potenzial. Hat eines einen Elektronenüberschuss und das andere einen Mangel, gleicht sich die Ladung beim Annähern oder Berühren blitzschnell aus.

Wie entsteht ESD?

1. Ladungsaufbau

Durch Gehen, Reibung der Kleidung, Hantieren mit Kunststoff oder Stuhlbewegung sammelt sich Ladung an der Oberfläche. Mehr dazu im Artikel wie statische Elektrizität entsteht.

2. Spannungsaufbau

Wird die Ladung nicht abgeleitet, steigt die Spannung – Gehen über Teppich bis 35 000 V, Hantieren mit Kunststoff bis 7 000 V, Aufstehen vom Stuhl bis 18 000 V. Der Strom ist meist gering, die Spannung jedoch enorm.

3. Entladung

Beim Annähern an einen leitfähigen Gegenstand gleicht sich das Potenzial schlagartig aus – ein Funke, ein Stromimpuls und ein elektromagnetisches Feld entstehen. Genau dieser Moment beschädigt das Bauteil.

Warum ist ESD ein Problem für die Elektronik?

Moderne Halbleiter mit winzigen Strukturen sind extrem empfindlich. Eine Entladung kann sie sofort zerstören oder – häufiger – eine latente Schädigung hinterlassen: Das Bauteil funktioniert zunächst, fällt aber später im Betrieb aus. Gerade latente Defekte sind in der Qualitätssicherung am gefährlichsten.

Wie schützt man sich?

Wirksamer Schutz beruht auf konsequenter Erdung am EPA-Arbeitsplatz – Erdungsarmbänder, ESD-Tischmatten und ableitende Böden – gemäß ČSN EN 61340-5-1.

Fazit

Eine elektrostatische Entladung dauert nur Sekundenbruchteile, kann aber irreversible Schäden verursachen. Die Grundlagen erklärt der Artikel was ist ESD, weitere Anleitungen der ESD-Ratgeber.