Haben ESD-Verpackungen wirklich einen Nutzen?

Man könnte meinen, dass diese scheinbar kleinen Ladungsmengen, die beim Transport und dem Bearbeiten von elektronischen, elektrischen und optoelektronischen Bauteilen durch Reibung auftreten, doch nicht dazu führen können, dass diese Bauelemente beschädigt oder gar zerstört werden. Und doch reichen diese elektrostatischen Ladungen gerade bei kleinen Bauteilen und Baugruppen aus, um sie nachhaltig zu beschädigen. Eine elektrostatische Entladung kann von einem Menschen erst dann wahrgenommen werden, wenn diese 2.000 Volt überschreitet. Für die Beschädigung von Bauteilen reichen jedoch weitaus geringere Ladungen aus, die daher vom Menschen gar nicht wahrgenommen werden können.

Dabei werden die hohe elektrische Leistung und hohe Leistungsdichte, die bei einer solchen Entladung kurzzeitig auftritt, auch häufig unterschätzt. Doch bei elektrostatisch empfindlichen Bauteilen, wie z.B. bei Halbleitern oder auch mikroelektronischen Bauteilen, kommt es durch diese Entladungen immer wieder zu Veränderungen der verarbeiteten Materialien und damit auch zu Funktionsstörungen. Die Belastbarkeit der kleinen Bauteile wird überschritten und kann sie für ihren Einsatz gänzlich unbrauchbar machen. Statistisch gesehen weist jedes 4. defekte, elektronische Bauteil einen ESD-Schaden auf, der durch den Schutz vor einer elektrostatischen Entladungen hätte verhindert werden können.

Nicht umsonst wurden daher die konkreten Bestimmungen über ESD-gerechte Verpackungen in der DIN EN 61340-5-3 Normierung festgehalten. Hierin finden sich neben den Eigenschaften, die ESD-Verpackungen aufweisen müssen, auch Klassifizierungen und Schutzfaktoren verschiedener ESD-Verpackungen.

Durch diese unscheinbaren Entladungen treten damit auch hohe wirtschaftliche Schäden auf, die je nachdem, wann der Schaden bemerkt wurde, die Kosten für die Bauteile selbst, für Fehlersuche und eventuelle Produktionsstopps, für Reparaturen, Lieferverzögerungen und Rückversendungen und gar Schadensersatz umfassen.

Das kontrollierte Ableiten von elektrostatischen Ladungen kann diese Schäden vermeiden:

Kategorie C

ESD-Verpackung Variante 1

Die auftretende Reibungselektrizität wird vom Verpackungsinhalt abgeleitet. Dies entspricht der Funktionsweise der Kategorie „C“ von ESD-Verpackungen.

Kategorie D

ESD-Verpackung Variante 2

Die auftretende Reibungselektrizität wird von der Verpackung selbst abgeleitet. Dies entspricht der Funktionsweise der Kategorie „D“ von ESD-Verpackungen.

Kategorie S

ESD-Verpackung Variante 3

Die auftretende Reibungselektrizität wird von der Verpackung durch eine spezielle Beschichtung abgeschirmt. Bei komplett geschlossener Verpackung wirkt diese wie ein Faradayscher Käfig. Dies entspricht der Funktionsweise der Kategorie „S“ von ESD-Verpackungen.