Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESD Matte - Erdung Notwendig ?


von NeXT (Gast)


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Guten Morgen

Ich möchte mir gerne eine ESD Matte zulegen, zum einen zum Schutz und 
zum anderen als robuste Arbeitsunterlage. Meine Frage Hierzu lautet nun 
wie folgt:
Reicht es aus, wenn man sich mithilfe eines Armbandes mit der Matte 
verbindet oder muss die Matte dann auch noch an die Erde (Schutzleiter) 
angeschlossen werden ?

LG

von oszi40 (Gast)


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NeXT schrieb:
> Matte dann auch noch an die Erde

Kommt darauf an. Matte direkt an Schutzleiter anschließen ist oft 
ungünstig, besser über 200k-Widerstand. Das reicht zur Ableitung und 
verhindert böse Kurzschlüsse falls was an Metall kommt. Außerdem wird 
Dir eine Messung der statischen Aufladung verraten, daß der Arbeitsstuhl 
und synthetische Kleidung wesentlich mehr böse Ladungen haben als man 
denkt!!! Schon die Bewegung von einem Blatt Papier erzeugt Aufladung. Da 
die meisten Schaltkreise heute geschützt sind fällt das aber kaum noch 
auf. Bei ungeschützten MOSFETS wird das aber schon zur Schädigung 
reichen!

von Heiko L. (drcaveman)


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oszi40 schrieb:
> Kommt darauf an. Matte direkt an Schutzleiter anschließen ist oft
> ungünstig, besser über 200k-Widerstand. Das reicht zur Ableitung und
> verhindert böse Kurzschlüsse falls was an Metall kommt.

Die Matte selbst hat ja schon ordentlich Widerstand.

von Werner E. (f_amateur)


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Noch eine Anmerkung zu ESD Effekten.

Wie oszi40 bereits schrieb, täuscht man sich leicht über die 
Spannungsspitzen, die man mit der bloßen Bewegung auf einem Stuhl 
erzeugen kann.
Ob man im Zweifelsfall noch im Schutzbereich der Teile liegt, weiß 
niemand.

Die Bauteile überleben es dann im Zweifelsfalle scheinbar, sind jedoch 
möglicherweise angeschossen.
Und das manifestiert sich in verkürzter Lebensdauer (Frühausfälle).

Es kann außerdem über die Zeit zu spuriösem und nicht reproduzierbarem 
Fehlverhalten führen und das ist so ziemlich der unangenehmste Fall.

Werner

von Heiko L. (drcaveman)


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Warum soll man denn jetzt noch einen Widerstand zwischen Matte und Erde 
klemmen wenn die Matte schon mehr als 10MOhm Ableitwiderstand hat?

von Wolfgang (Gast)


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Heiko L. schrieb:
> Warum soll man denn jetzt noch einen Widerstand zwischen Matte und Erde
> klemmen wenn die Matte schon mehr als 10MOhm Ableitwiderstand hat?

Was meinst du mit "10MOhm Ableitwiderstand"?
Einen festen Widerstand in der Ableitleitung oder den Widerstand 
zwischen zwei Punkten auf der Matte mit bestimmtem Abstand?

Wenn du mit einer spannungsführenden Leitung den Ableitanschluss 
berührst, dürfte der Unterschied schnell klar werden.

von Heiko L. (drcaveman)


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Wolfgang schrieb:
> Einen festen Widerstand in der Ableitleitung oder den Widerstand
> zwischen zwei Punkten auf der Matte mit bestimmtem Abstand?

Den zwischen zwei Punkten.

Wolfgang schrieb:
> Wenn du mit einer spannungsführenden Leitung den Ableitanschluss
> berührst, dürfte der Unterschied schnell klar werden.

Wie kann denn das passieren?

von NeXT (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten und die interessante Diskussion, jedoch 
habe ich denke ich meine Frage nicht genau genug formuliert. Ich 
versuche zwei Szenarien darzustellen:

1:
_________
|Handgelenk|
------------
      |
      |
      |
___________
|ESD Matte  |
-------------

2:
_________
|Handgelenk|
------------
      |
      |
      |
___________
|ESD Matte  |
-------------
      |
      |
      |
___________
|   ERDUNG  |
-------------

Reicht Szenario 1 aus für grundlegenden Schutz oder muss das ganze 
Zwingend geerdet werden ?

LG

von Soul E. (Gast)


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Du willst einen Potentialausgleich. Solange sich Bauteile und 
Leiterplatte nur zwischen Hand und Matte aufhalten, reicht Szenario 1). 
Hand und Matte können auf 100.000 V gegen Erde aufgeladen sein, die 
Potentialdifferenz ist trotzdem Null.

Szenario 2) ist erforderlich, falls Du vorhast, mit Bauteilen in der 
Hand aufzustehen und den Boden zu berühren. Irgendwie müssen die 
Bauteile ja ins ESD-geschützte Lager und die Leiterplatte ins Gehäuse 
befördert werden.

von Clemens L. (c_l)


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Und falls du irgendwelche geerdeten Geräte (Lötkolben, Oszilloskop, 
etc.) hast, wäre eine Potentialdifferenz zur Matte auch nicht schön.

von Speckbert (Gast)


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NeXT schrieb:
> Reicht Szenario 1 aus für grundlegenden Schutz oder muss das ganze
> Zwingend geerdet werden ?

Variante 1 ist Murks, für einen grundlegenden ESD-Schutz kommt daher nur 
Variante 2 in Frage.

von Jörg E. (jackfritt)


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Speckbert schrieb:
> NeXT schrieb:
>> Reicht Szenario 1 aus für grundlegenden Schutz oder muss das ganze
>> Zwingend geerdet werden ?
>
> Variante 1 ist Murks, für einen grundlegenden ESD-Schutz kommt daher nur
> Variante 2 in Frage.

Ich schließe mich an. Der endgültige Schritt ist dann ESD Boden,Stuhl 
und Schuhe. Ich hatte nachweislich schon CPLDs die durch nicht 
ausreichenden ESD Schutz hinüber waren oder nach einem Monat Ihren Geist 
Aufgaben.

von Heiko L. (drcaveman)


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Ich schließe das auch so an.
1
              -- Armband
2
             /
3
PE --- Matte 
4
             \
5
              -- Lötstation

Die Matte hat an allen Ecken einen Knopf.

Eigentlich sollte folgendes auch funktionieren:
1
       -- Armband
2
      /
3
Matte 
4
      \
5
       -- Lötstation -- PE

Wichtig ist auch noch wie die Bauteile verpackt sind und wie man sie aus 
den Verpackungen nimmt (Potentialausgleich).

von Klaus (Gast)


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Der ESD-Belag ist direkt mit dem Potentialausgleich oder der Schutzerde 
zu verbinden.
Gleiches gilt auch für das Handgelenkband. Zum Personenschutz, bis zu 
einer Spannung von 250V, muss aber in die Zuleitung des Handgelenkbandes 
ein 1 MOhm Widerstand eingefügt werden. Dieser ist in den Spiralkabeln 
bereits integriert.

Ein Anschluss wie unten ist aber laut Norm nicht korrekt, da hier der 
maximal zulässige Ableitwiderstand überschritten werden kann.

              -- Armband
             /
PE --- Matte
             \
              -- Lötstation

Ein korrekter Potentialausgleich ist in der Anlage dargestellt.

Die genaue Ausführung ist in der Norm DIN EN 61340-5-1 und dem 
zugehörigen Beiblatt beschrieben.

von Heiko L. (drcaveman)


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Klaus schrieb:
> Ein Anschluss wie unten ist aber laut Norm nicht korrekt, da hier der
> maximal zulässige Ableitwiderstand überschritten werden kann.

10MOhm sind laut dem Bild für Lötspitzen erlaubt.

Die günstigste Matte von Reichelt hat folgende Daten:
Oberseite: 10 - 100 MOhm (ableitend)
Unterseite: 1 MOhm (leitend)

Ich verstehe das so, dass von Knopf zu Knopf 1MOhm sind, die Lötspitze 
liegt direkt auf PE.

Das sollte doch passen oder nicht?

von Klaus (Gast)


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die von mir eingesetzten Matten haben auf der Unterseite einen 
Ableitwiderstand
von 100 KOhm gegen den Erdungspunkt auf dem Matte. Und auf der Oberseite 
einen Ableitwiderstand von max 10 MOhm gegen den Erdungspunkt.
Gemessen wurde mit einem Ableitwiderstandsmessgerät und einer 2,5 Kg 
Messelektrode mit ca. 50cm Abstand zum Erdungspunkt.

Im wesentlichen soll das entstehen einer Elektrostatischen Spannung 
verhindert werden. Diese hängt sehr stark vom Körperwiderstand ab (siehe 
Anlage). In der Regel ist eine maximale Körperspannung von 100V 
zulässig, da dies zu keiner Zerstörung von elektronischen Bauteilen 
führt.
Im Einzelfall kann dieser Wert je nach Empfindlichkeit der Bauteile aber 
auch kleiner als 100V sein. Angaben hierzu gibt der Hersteller in seinen 
Datenblättern.

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