Elektrostatische Entladung
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Elektrostatische Entladung, englisch Electrostatic Discharge (ESD), ist ein elektrischer Stromimpuls, der, ausgelöst durch große Spannungsdifferenz, auch über ein normalerweise elektrisch isolierendes Material fließen kann.
Statische Entladungen treten z.B. beim Laufen über einen Teppichboden auf, wobei ein Mensch auf bis zu 10.000V aufgeladen werden kann. Aber auch Bewegen auf einem Stuhl kann Ladungen erzeugen.
Elektrostatische Entladungen können Schäden anrichten, denn im Verhältnis zur Masse verhält sich die Energie einer statische Entladung in einen Halbleiter wie die Energie eines Blitzschlags in einen Baum. Insbesondere bei Halbleiter-ICs ist ESD eine der häufigsten Ausfallursachen. Besonders empfindlich sind Schaltungen aus der Hochfrequenztechnik (GaAs-Schalter), die teilweise nicht einmal eine statische Entladung von 5V vertragen. Da man Entladungen erst ab ca. 1000V spüren kann, müssen Maßnahmen getroffen werden, die Aufladungen zuverlässig verhindern.
Aber nicht nur statische Entladungen, sondern auch elektrische Felder können elektronische Bauteile zerstören.
Maßnahmen in der Elektronik gegen statische Entladungen und elektrische Felder sind in der DIN EN 61340-5-1 beschrieben.
Zur Prüfung der ESD-Empfindlichkeit werden Geräte oder Systeme mit normierten Entladungen beaufschlagt und auf Fehlfunktion oder Ausfall geprüft. Diese Empfindlichkeit wird auch im größeren Zusammenhang der elektromagnetischen Verträglichkeit betrachtet, ein wichtiges Thema in der Computertechnik, Telekommunikationstechnik und Automobilelektronik.
Um die Haltbarkeit von elektronischen Komponenten zu testen sind verschiedene Simulationsmodelle für ESD Impulse eingeführt worden. Diese werden grob in 4 ESD-Simulationsmodelle eingeteilt:
- HBM - Human Body Model,
- MM - Maschine Model,
- CDM - Charge Device Model und
- FCDM - Field induced Charge Device Model.
Zur Vermeidung von ESD-Schäden müssen empfindliche Geräte (zum Beispiel Computerkomponenten) oder Bauteile (ICs) in speziell geschützter Umgebung (Electrostatic Protected Area, EPA) gehandhabt, verpackt und gelagert werden. Eine ESD-geschützte Arbeitsumgebung leitet bestehende elektrostatische Ladungen kontrolliert gegen Erde ab und verhindert deren Neuentstehung (Reibungselektrizität). Dies geschieht durch elektrisch leitfähige Arbeitsoberflächen, Antistatikbänder, entsprechende Möbel, Bekleidung, Bodenbelag, ionisierte Umgebungsluft und Erdung. Schutzverpackungen bestehen meist aus leitfähig ausgerüsteten Kunststoffen, zum Beispiel metallbedampfter Folie.
ESD Artikel: http://stshome.de/elektronik/esd/ oder http://www.wagner-mem.de/ESD/ESD.htm
Siehe auch: Teilentladung
