Entladung elektrostatischer Energie: ESD-Prüfungen
Jeder hat schon einmal eine elektrostatische Entladung erlebt. Dabei lädt sich der Körper auf mehrere kV auf und entlädt sich in wenigen Nanosekunden an einer leitenden Oberfläche.
Die kurze Entladedauer sorgt dabei dafür, dass der Mensch außer einem unangenehmen Kribbeln im Finger keine Verletzungen davon trägt. Moderne Halbleitertransistoren, die bei geringen Spannungen um die 5 V arbeiten, können durch solche Entladungen aber schwere Schäden davon tragen. Dieses Phänomen wird durch die ESD Prüfung nachgebildet.
Zu den Normen und Verfahren in diesem Bereich zählen:
IEC 61000-4-2 – ESD
Diese Prüfung bezieht sich auf Geräte, die aufgrund der Umgebung- und Installationsbedingungen Entladungen statischer Elektrizität ausgesetzt sein können; zu diesen Bedingungen gehören zum Beispiel niedrige relative Luftfeuchte, Bodenbeläge mit geringer Leitfähigkeit (Kunstfasern), oder Kleidung aus Vinylfasern. Dabei werden über Zehntausend Volt als Entladespannung erreicht und es fließt kurzzeitig für wenige Nanosekunden Entladeströme von über 30 A. Durch die kurze Dauer der Entladung ist ein gesunder Mensch nicht gefährdet, der Halbleiter auf einer Platine jedoch kann mit diesen Energiemengen sehr leicht zerstört werden. Die Kontaktentladung ist dabei das bevorzugte Prüfverfahren, da es eine sehr hohe Reproduzierbarkeit aufweist.
Luftentladungen müssen dort angewendet werden, wo die Kontaktentladung nicht möglich ist, beispielsweise auf nicht leitfähigen Oberflächen. Da der Ausbreitungsweg bei der Luftentladung stark von der Spannung abhängt, müssen bei dieser Entladeform auch alle Zwischenlevel bis zum Prüflevel geprüft werden. Bei einer Entladung wird auch immer ein elektromagnetisches Feld erzeugt, um eine Entladung auf ein Gerät in der Nähe des Prüflings zu simulieren, wird daher auch immer die Kontaktentladung auf Koppelplatten in einem definierten Abstand zum Prüfling mitgeprüft.
Laborleiter EMV
Carsten Möller
B.Sc.
Testing? Treo
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