Het verschijnsel Electro Static Discharge is in het dagelijks leven bekend als statische elektriciteit, oftewel het knetteren van een trui bij het uitdoen, of het omhoog staan van haar als er een ballon overheen gewreven wordt.

Statische elektriciteit ontstaat wanneer er twee niet geleidende materiaal oppervlakken met elkaar in aanraking komen en weer worden gescheiden. Bij het scheiden van deze twee oppervlakken zal het ene oppervlak elektronen plukken van het andere oppervlak. Het materiaal waaruit de elektronen onttrokken worden krijgen hierdoor een positieve lading en het materiaal wat de elektronen onttrekt krijgt een negatieve lading. Deze ladingen worden statische ladingen genoemd. Afhankelijk van welke materialen van elkaar gescheiden worden, kan er een lage tot zeer hoge statische lading ontstaan.

Het is ook mogelijk dat geïsoleerde geleiders als componenten statisch geladen worden. Niet schadelijk voor onze gezondheid maar wel voor schakelingen en componenten. Daarom hebben wij er een hele categorie aan gewijd om deze statische opbouw te voorkomen.

Inhoudsopgave

Beschadigen

Weersomstandigheden en materialen zijn allemaal van invloed op hoeveel statische spanning er kan ontstaan. Het loopt echter al snel op naar kilovolts. Componenten kunnen dit soort ontladingen vaak niet aan en het is dus zaak om de spanning niet zo ver op te laten lopen.

Een beschadiging als gevolg van een 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 een foto van een beschadigde chip, waarin te zien is hoe kleinschalig de schade vaak is.

Doordat de schade vaak pas later merkbaar wordt zijn er regelmatig situaties geweest waarbij producten ineens uitvielen na enige tijd in gebruik te zijn. Daarnaast is het stellen van een diagnose vaak vrij lastig.

Wanneer een apparaat in gebruik is, zijn alle elektrische aansluitingen elektrisch beschermd tegen ESD. Uw mobiele telefoon raakt bijvoorbeeld niet defect van ESD. Echter als u aan printplaten zonder behuizing werkt, stelt u de printplaat bloot aan ESD op plaatsten die niet beschermd zijn. Wanneer apparaten worden opengeschroefd, dient er dus voorkomen te worden dat de elektronica wordt blootgesteld aan ESD.

Voorkomen

Omdat ook bij deze problemen geldt, beter voorkomen dan genezen, bespreken we in dit artikel hoe voorkomen kan worden dat componenten stuk gaan aan ESD.

De algemeen gebruikte methode om ESD te voorkomen is door de statische lading zo veel als mogelijk af te voeren. Op een ballon kan statische elektriciteit ontstaan, maar op een metalen plaat die aan aarde is verbonden niet. De statische elektriciteit zal door de plaat naar aarde worden geleid. Een metalen plaat is echter niet erg praktisch in een elektronicawerkplaats. Daarom worden er speciale materialen, vaak plastics, gebruikt die de lading wel afvoeren, maar niet te veel geleiden.

  1. Werk op een beveiligde werkplek, een zogenaamde ESD Protected Area.
    Deze bestaat uit:

  2. Verwijder alle statisch oplaadbare materialen van de werkplek.
  3. Gebruik alleen apparatuur die ook geaard is.
  4. Bij het solderen van een onderdeel moet de print in contact zijn met de werkmat.
  5. Bij de montage van een print altijd eerst spoelen, weerstanden en condensatoren op de print bevestigen, daarna pas ESD gevoelige componenten als FET's en IC's.
  6. Altijd een geaard wandcontact gebruiken.
  7. Houd isolatoren zo ver mogelijk weg van fragiele componenten, spanningen kunnen namelijk zeer lange tijd achterblijven in een isolator.

Opbergen

Ook bij opbergen komt wat ESD beveiliging kijken, zo kunnen componenten niet zomaar in elke verpakking bewaard worden, aangezien wrijving van sommige materialen dus statische ontlading kan veroorzaken. Een voorbeeld van verpakkingen waar wel in bewaard mag worden zijn ESD veilige plastic zakken die gebruikt worden om computercomponenten in te vervoeren. Voor thuisgebruik zijn echter dingen als bakjes handiger.

Zo blijkt een alledaags fenomeen wat iedereen wel kent toch wat meer consequenties te hebben dan een paar vonkjes bij het uittrekken van een trui. De vraag of iedereen ESD veilig zou moeten werken kan dus in principe beantwoord worden met: Iedereen die betrouwbare elektronica wil hebben zal ESD veilig te werk moeten gaan. Het gaat zelfs zo ver, dat we voor professionele laboratoria een ESD veilige stofzuiger verkopen.