Elektrostatik
Ursachen, Wirkungen, Schutzmaßnahmen, Messungen, Prüfungen, Normung
Hartmut Berndt
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Hartmut Berndt, Elektrostatik (2017), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800744367
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Beschreibung / Abstract
Elektrostatische Ladungen entstehen überall im täglichen Leben. Sämtliche aktiven Bauelemente und Baugruppen (ESDS) werden von elektrostatischen Entladungen beeinflusst. Das Buch gibt einen ausführlichen Überblick über die möglichen Quellen elektrostatischer Ladungen und deren Wirkungen auf elektronische Bauelemente. Weitere Themen sind ESD-Kontrollmaßnahmen gegen elektrostatische Ladungen und geeignete Messverfahren zur Auswahl von Materialien, die in ESD-Bereichen verwendet werden dürfen. Es werden ausführlich die im Bereich Elektrostatik gültigen Normen erläutert, z. B.:
• Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene, DIN EN 61340-5-1 (VDE 0300-5-1)
• Eigenschaften und Anforderungen für die Klassifizierung von Verpackungen, welche für Bauelemente verwendet werden, die gegen elektrostatische Entladungen empfindlich sind, DIN EN 61340-5-3 (VDE 0300-5-3)
• Prüfverfahren zur Bestimmung des Widerstands und des spezifischen Widerstands von festen Werkstoffen, die zur Vermeidung elektrostatischer Aufladung verwendet werden, DIN EN 61340-2-3 (VDE 0300-2-3)
• Elektrischer Widerstand von Bodenbelägen und verlegten Fußböden,
DIN EN 61340-4-1 (VDE 0300-4-1)
• Verfahren zur Charakterisierung der elektrostatischen Schutzwirkung von Schuhwerk und Boden in Kombination mit einer Person, DIN EN 61340-4-5 (VDE 0300-4-5)
• Elastische Bodenbeläge, DIN EN 1081
Abgerundet wird das Werk durch die Berücksichtigung von weiteren nationalen und internationalen Normen.
• Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene, DIN EN 61340-5-1 (VDE 0300-5-1)
• Eigenschaften und Anforderungen für die Klassifizierung von Verpackungen, welche für Bauelemente verwendet werden, die gegen elektrostatische Entladungen empfindlich sind, DIN EN 61340-5-3 (VDE 0300-5-3)
• Prüfverfahren zur Bestimmung des Widerstands und des spezifischen Widerstands von festen Werkstoffen, die zur Vermeidung elektrostatischer Aufladung verwendet werden, DIN EN 61340-2-3 (VDE 0300-2-3)
• Elektrischer Widerstand von Bodenbelägen und verlegten Fußböden,
DIN EN 61340-4-1 (VDE 0300-4-1)
• Verfahren zur Charakterisierung der elektrostatischen Schutzwirkung von Schuhwerk und Boden in Kombination mit einer Person, DIN EN 61340-4-5 (VDE 0300-4-5)
• Elastische Bodenbeläge, DIN EN 1081
Abgerundet wird das Werk durch die Berücksichtigung von weiteren nationalen und internationalen Normen.
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
- Elektrostatik
- Inhalt
- 0 Einleitung – Vorbemerkungen
- Vorwort zur 4. Auflage
- 1 Grundbegriffe
- 2 Physikalische Grundlagen
- 2.1 Grundgrößen des elektrostatischen Felds
- 2.2 Elektrostatisches Feld
- 2.3 Beziehung zwischen Kapazität, Ladung, Spannung (Kondensator
- 2.4 Energie im elektrostatischen Feld
- 2.5 Bewegung freier Ladungen im elektrostatischen Feld
- 2.6 Reibungselektrizität und Kontaktspannung
- 3 Entstehen von elektrostatischen Aufladungen
- 3.1 Allgemeine Entstehungsmechanismen
- 3.2 Allgemeine Entladungsmechanismen
- 4 Einflussmechanismen elektrostatischer Entladungsvorgänge auf elektronische Bauelemente
- 4.1 Human Body Model – Körper-Entladungsmodell
- 4.2 Charged Device Model – Modell vom geladenen Objekt
- 4.3 Machine Model (MM
- 4.4 Field Induced Model – Entstehung elektrostatischer Ladungen durch ein elektrisches Feld
- 4.5 Weitere Entladungsmodelle – Einzelbauelemente
- 4.6 Weitere Entladungsmodelle – Geräte
- 4.7 Zusammenfassung
- 5 Wirkungen von ESD auf elektronische Bauelemente
- 5.1 Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente
- 5.2 Entladung an einem MOS-Transistor
- 5.3 Latente Fehler oder Degradation
- 5.4 Wirkungen von ESD auf bipolare Bauelemente
- 6 Fehlermodelle elektronischer Bauelemente
- 6.1 Thermischer Durchbruch
- 6.2 Dielektrischer Durchbruch
- 6.3 Aufschmelzen der Metallisierung
- 7 Schutzmaßnahmen
- 7.1. Integrierte Schutzschaltungen
- 7.2 Technologische Schutzmaßnahmen
- 7.3 Organisatorische Schutzmaßnahmen
- 7.4 ESD-gerechte Ausführung von Maschinen und Anlagen
- 7.5 Verhalten der Arbeitskräfte
- 7.6 Leitfähige und ableitfähige Verpackungen
- 7.7 Aufgaben und Kontrollfunktionen eines ESD-Koordinators – Überprüfungsrichtlinien
- 7.8 ESD-Kontrollsystem (ECS) – 5-Stufen-Plan
- 8 Technische Merkblätter für den ESD-Komplex
- 9 Messverfahren
- 9.1 Messen der elektrostatischen Ladung
- 9.2 Messen der elektrischen Feldstärke in einem elektrostatischen Feld
- 9.3 Messen von Oberflächen- und Ableitwiderständen
- 9.4 Praktische Messungen und Messvorschriften für Ableit- und Oberflächenwiderstände zum Ermitteln der Wirksamkeit der ESD-Kontrollmaßnahmen
- 9.5 Messen der Aufladbarkeit von Materialien
- 9.6 Bestimmen der Materialeigenschaften von Verpackungsmaterialien
- 9.7 Entladezeit-Ionisatoren
- 9.8 Luftfeuchtigkeit und Temperatur
- 9.9 Einige Probleme beim Messen elektrostatischer Kenngrößen
- 10 ESD-Normung
- 10.1 Stand und Tendenzen bei der ESD-Normung
- 10.2 ESD-Normung DIN EN 61340-5-1 (VDE 0300-5-1) und DIN EN 61340-5-1 Beiblatt 1 (VDE 0300-5-1 Beiblatt 1) [8]
- 10.3 Anforderungen an ESD-gerechte Transportmittel und Verpackungen
- 10.4 ESD-Kontrollmaßnahmen bei Einkauf, Wareneingang, Lagerung
- 10.5 Schulung des Personals
- 10.6 Qualitätsverantwortung
- 10.7 Normgerechte Mess- und Prüfverfahren für ESD-Kontrollmaßnahmen und Materialien, die in einer EPA eingesetzt werden sollen
- 10.8 Besondere Anforderungen
- 10.9 Muster für ein ESD-Kontrollprogramm
- 11 Praktische Messungen und Erfahrungen
- 11.1 Erfahrungen bei der Messung von Fußböden sowie Arbeitsplatzoberflächen nach der aktuellen ESD-Norm DIN EN 61340-5-1 (VDE 0300-5-1)
- 11.2 Erfahrungen bei der Messung von Verpackungsmaterialien für elektronische Bauelemente und Baugruppen nach der aktuellen ESD-Norm DIN EN 61340-5-1 (VDE 0300-5-1) und der DIN EN 61340-5-3 (VDE 0300-5-3)
- 12 Literatur
- Stichwortverzeichnis