ESD-Schutz

Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit LED-Systemen


Ing. Karim Momen
www.osram.de
Elektrostatische Entladung (engl. electrostatic discharge, kurz ESD) ist ein, durch große Potenzialdifferenz, in einem elektrisch isolierenden Material entstehender Funke oder Durchschlag, der einen sehr kurzen hohen elektrischen Stromimpuls verursacht. Ursache der Potenzialdifferenz ist meist eine Aufladung durch Reibungselektrizität.

Beispiele
  • Blitzschlag
  • Entladung beim Griff zur Autotür
  • Knistern beim Ausziehen des Pullovers

Typische elektrostatische Spannungen

Viele alltägliche Aktivitäten verursachen sehr hohe Spannungen. Bei statischer Entladung kann ein Mensch ab ca. 3000V die elektrische Spannung spüren.

Aktivität Aufladungsspannung (abhängig von der rel. Aktivität Luftfeuchtigkeit)
10-20% 65-90%
Laufen über Teppich 35.000V 1.500V
Laufen über Vinylboden 12.000V 250V
Arbeiten im Sitzen (Bewegungen auf dem Sessel) 6.000V 100V
Benutzen eines Plastiksackerl 20.000V 1.200V
 
ESD-Schäden

LED können durch ESD derart massiv geschädigt werden, dass sie total ausfallen. Das heißt, dass sie weder Licht emittieren noch elektrisch leitfähig sind. Ist die LED beschädigt, aber noch elektrisch leitfähig, so spricht man von einer Störung.

Ausfall einer LED-Reihe

Eine LED, die durch ESD total ausgefallen ist, bleibt nicht nur komplett dunkel, sondern ist auch elektrisch nicht mehr leitfähig. Daher leuchten auch weitere in Reihe geschaltete LED nicht, selbst wenn sie intakt sind. Dieses Fehlerbild ist sofort nach der Schädigung sichtbar.



• Sofort sichtbar
• Mehrere LED einer elektrischen Reihe dunkel

Ausfall einzelner LED



Im Gegensatz zum Totalausfall können LED auch so geschädigt werden, dass sie anfangs noch Licht emittieren jedoch rasch dunkler werden. Da die geschädigten Komponenten elektrisch leitfähig bleiben, leuchtet das restliche Modul normal weiter.

• Geschädigte LED können anfangs noch leuchten.
• Rasches dunkler werden im Betrieb.

Die meisten Schädigungen werden bereits nach kurzer Betriebszeit sichtbar. Wir empfehlen einen Funktionstest von ca. 1 Stunde, insbesondere bei schwer zugänglichen Installationen.

Vorbeugung: Wann auf ESD geachtet werden muss

 



Diese Piktogramme indizieren, dass ESD-Schutzmaßnahmen zu treffen sind. Es können damit sowohl Gegenstände als auch Arbeitsbereiche gekennzeichnet werden.

 
Grundlagen des Statikschutzes

Erdung
Erdung ist eine sehr wichtige Maßnahme. Die beste Vorbeugung ist, das Personal mit persönlichen Erdungssystemen direkt mit der Erde zu verbinden:
  • Erdung mit Hilfe eines speziellen Handgelenkbandes

  • Leitfähiges Schuhwerk

  • Fersenbänder – sollten an beiden Füßen getragen werden, um einen ständigen Kontakt zum geerdeten Boden zu gewährleisten

Neutralisierung
Ist ein Isolator statisch geladen, kann er bei Kontakt ESD Schäden verursachen. Um dieses Risiko zu mindern, kann ein Ionisator eingesetzt werden, der Milliarden von geladenen Teilchen erzeugt und damit die statische Aufladung des Isolators neutralisiert.

Neutralisierung ersetzt weder Erdung noch Vorbeugung!

Vorbeugung

Allgemein

Betreten Sie nie einen ESD geschützten Bereich, ohne die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen zu treffen.

  • An einem ESD geschützten Arbeitsplatz sollten sich keine unnötigen Gegenstände wie z.B. Kaffeetassen oder sonstige Isolatoren befinden.

  • Lötkolben, Schraubendreher und anderes Werkzeug sollten ESD-zertifiziert sein, erkennbar an nebenstehendem Symbol

  • Testen Sie Erdungsgeräte täglich

Speziell bei LED-Systemen
  • Tragen Sie zusätzlich zur Erdung bei der Verarbeitung der Module Baumwollhandschuhe. Dies gilt auch bei der Übergabe von Modulen von einer Person zu nächsten.

  • Vermeiden Sie die Berührung metallischer Kontakte.

  • Für ESD-sicheres Lackieren der Module empfehlen wir die Verwendung von Sprühlack. Sollten Sie dennoch den Lack mit dem Pinsel auftragen (nicht empfohlen), verwenden Sie keine Pinsel mit Kunststofffasern.

  • Bewahren Sie die Module während der Lagerung und dem Transport getrennt auf. Vermeiden Sie auch, dass Komponenten oder Module mit Kleidung, Haar oder anderen Isolatoren (z.B. Teppich) in Kontakt kommen.
Die Beachtung dieser Maßnahmen mindert das Auftreten von ESD-Schäden erheblich, kann diese jedoch nicht vollständig ausschließen.

Ing. Karim Momen

Quellen: ESD Handbuch, Fa. ET und ESD Lösungen, www.et-esd.de
www.osram.de/osram_de/Tools_%26_Services/Downloads/LED_Systeme/Applikationsschriften/index.html

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