H. Honsbeek
04 Elektrisch veiligheid
 >  ElectroStatic Discharge (ESD)
Introductie

Het elektrostatisch opladen van personen of voorwerpen wordt meestal niet waargenomen, maar het ontladen wel degelijk. Bekend zijn de irritante schokjes die soms optreden bij het uit een auto stappen, het aanraken van een deurkruk of bij het stofzuigen e.d. Deze schokjes, veroorzaakt door elektrostatische ontladingen (ESD > ElectroStatic Discharge) geven 
spierreacties en zijn hinderlijk maar betekenen geen ‘elektrisch’ gevaar voor personen. 

Risico's > Wat kan er gebeuren?

Wanneer de elektrostatische spanning in orde van grootte komt van 1500 tot 3000 volt, dan is ESD te voelen. Vooral de vingertoppen zijn dan erg gevoelig. Een ontlading van enkele duizenden volts is goed te horen door het bekende knetteren. In het donker is de ontlading ook goed te zien als een wit blauwe vonk. 

Behalve dat schokjes hinderlijk kunnen zijn, kunnen elektrostatische ontladingen elektronische apparatuur verstoren, datasignalen verminken, elektronische componenten of apparatuur beschadigen, brand en explosies veroorzaken, enz. Met name elektronische componenten zijn zeer gevoelig voor ESD. Een bepaald soort halfgeleider is zo gevoelig dat ESD al schade aan kan richten bij een ontlading van 35V. 

Elektrostatische oplading ontstaat meestal door wrijving van materialen over of tegen elkaar. 
Deze ‘wrijvingslading‘ kan op allerlei manieren ontstaan, onder andere door: 

  • lopen over een vloerbedekking; 
  • schuren van kleding over het lichaam, van kleding over kleding en van kleding, over objecten 
  • schuiven over een stoelzitting en het rijden of schuiven van een stoel over vloerbedekking. 

De tabel hieronder geeft de wrijvingslading in een aantal situaties weer. Het effect van deze 
ladingen op een ESD gevoelig elektronisch component(bijvoorbeeld een component dat schade 
oploopt bij 35V) vraagt geen nadere uitleg…

Maatregelen > Wat moet je doen?

Werkzaamheden aan installaties 
Omdat werken met ESD gevoelige installaties/onderdelen dusdanige kennis van handelen vraagt, zullen alleen deskundige personen deze werkzaamheden uit mogen voeren. Het benodigde gereedschap en/of middelen voor het werken met ESD gevoelige installaties/onderdelen wordt door de deskundige persoon bepaald en door Unica ter beschikking gesteld.
 
Bij werkzaamheden aan installaties is het belangrijk dat hier geen schade wordt aangericht. Dit omdat dit de veiligheid van de monteur in gevaar kan brengen, maar ook omdat er schade bij de installatie aangericht kan worden, waardoor de kosten hoog op kunnen lopen. 
Een beschadiging als gevolg van ESD is niet in alle gevallen direct vast te stellen. Het is zeer wel mogelijk dat de component in eerste instantie goed functioneert, maar pas weken later op onverklaarbare wijze defect raakt. Hieronder is een afbeelding te zien van een beschadigde chip. 

Naast zelf kennis te hebben van ESD en de eventuele gevolgen hiervan, hebben organisaties(klanten) mogelijk een regeling/beleid m.b.t. ESD kan zijn. Voordat er werkzaamheden uitgevoerd gaan worden waarbij sprake is van ESD, is het goed om de klant hierover te raadplegen en te onderzoeken of er een regeling/beleid en/of maatregelen/preventiemiddelen bij de klant aanwezig zijn. 
Of er sprake is van ESD bij installaties/onderdelen kan herkend worden aan onder andere de volgende twee symbolen: 

Het meest bekende ESD symbool is de "reaching hand" met een schuine 
streep erdoor, geplaatst in een driehoek. 


Daarmee wordt aangegeven dat een item gevoelig is voor ESD beschadiging 
en ESD voorzorgsmaatregelen verplicht zijn.

Hetzelfde "reaching hand" symbool wordt ook gebruikt zonder streep, maar met een halve cirkel over de top van de driehoek. 
Hiermee wordt op een product aangegeven dat het ESD beschermende  
eigenschappen heeft. Op verpakkingsmateriaal staat onder de driehoek een 
letter die de primaire functie van het verpakkings-materiaal aangeeft: 
 S = Electrostatic Discharge Shielding 
 D = Elestrostatic Dissipative 
 L = Low Charging 
 C = Electrostatic Conductive

Preventieve maatregelen


Preventie met betrekking tot ESD is vooral gericht op het niet beschadigen van de installatie/onderdelen waarmee gewerkt wordt of waarbij indirect schade kan worden aangericht. Persoonlijke beschermingsmiddelen zijn in principe overbodig, omdat de mens zelf geen schade oploopt bij het werken met ESD. 
Om elektrostatische oplading te voorkomen of tenminste te beperken en eventueel opgewekte ladingen beheerst te doen afvoeren zijn, maatregelen nodig. Hieronder worden een aantal maatregelen genoemd:
  • Verpak alle statisch gevoelige onderdelen in daarvoor bestemde "shielding bags"; 
  • Verwijder alle statisch oplaadbare materialen van een werkplek; 
  • Gebruik een ESD mat en verbind deze via een weerstand van 500K tot 1M met aarde; 
  • Sluit een polsband met 1 MOhm aan op een ESD mat; 
  • Doe altijd eerst de polsband om zodat je niet op kan laden; 
  • Tape of cellofaan van verpakkingen moet open gesneden worden, dus niet lostrekken;
  • Sluit de stift van een soldeerbout aan op een ESD mat;
  • Verwerk alle statisch gevoelige onderdelen op een beveiligde werkplek: de EPA ( ESD Protected Area) 


EPA 
Het solderen aan ESD gevoelige componenten moet in een EPA gebeuren. Een EPA is een werkplek welke speciaal is ingericht om op een veilige manier aan ESD gevoelige componenten te werken. Gebruik een 24V soldeerbout die met de mat verbonden is (er zijn soldeerbouten beschikbaar welke ESD-veilig zijn, deze zijn te herkennen aan het ESD-symbool). Ook dient er een polsband aan de mat verbonden te zijn. Gebruik deze! Bij het in en uitsolderen van een onderdeel in een apparaat of print moet het apparaat met de mat contact maken. De polsband moet voor de eigen veiligheid met 1Mohm in serie verbonden worden. 

Naast hiervoor genoemde maatregelen zijn er allerlei middelen/gereedschappen welke ESD-veilig zijn. Hierbij valt te denken aan ESD veilige: 

  • Vloeren; 
  • Stoelen; 
  • Tafels(matten); 
  • Schroevendraaiers; 
  • Tangen; 
  • Ontladingspunten; 
  • Enz.
Discussie > Bespreek het met je collega’s!

Ga met elkaar in gesprek over het volgende:

  1. Hoe ga jij om met dit probleem in jouw werkomgeving?
  2. Kom je weleens in dit soort ruimtes te werken en ben je je voldoende bewust van de risico's en maatregelen om schade te voorkomen?



Scan de volgende code met de app om deze toolbox te bekijken.