Unterschied Potentialausgleich / ESD-Schutz

[Dennis G. (banditpredator)]

Hallo zusammen,

ich bin Laie auf dem Gebiet der Elektronik und würde gerne wissen 
wollen, wo genau bei einer Lötstation der Unterschied zwischen einem 
Potentialausgleich und ESD-Schutz liegt.

Es gibt Stationen mit Potentialausgleich die jedoch nicht ESD sicher 
sind, Stationen die ESD sicher sind aber ohne Potentialausgleich und 
Stationen die beides oder garnichts davon haben.

Gibt es Vor- oder Nachteile der einzelnen Bauformen?

Ich bin aktuell leicht verwirrt, vielleicht kennt sich ja jemand aus.

Danke für eure Hilfe.

Beste Grüße

Dennis

[Easy (Gast)]

Potentialausgleich wird niederohmig ausgeführt.

ESD wird hochohmig ausgeführt.

Das hat mit Spannunen und Strömen zu tun.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Dennis G. schrieb:
> bei einer Lötstation der Unterschied zwischen einem
> Potentialausgleich und ESD-Schutz liegt.
>
> Es gibt Stationen mit Potentialausgleich,
> die jedoch nicht ESD sicher sind,
Hast du einen Beleg dafür?
Mit Potentialausgleich sollte der Lötkolben auch ESD-geschützt ein.

> Stationen die ESD sicher sind aber ohne Potentialausgleich
Für den ESD-Schutz werden rel. hochohmige Ableitwiderstände gegen Erde 
geschaltet. Das macht man so aus Gründen des Personenschutzes, damit im 
Fehlerfall, wenn man irgendwo Netzspannung berührt, der Ableitstrom über 
die Lötstaion auf verträgliche Werte begrenzt wird.

> und Stationen die beides oder garnichts davon haben.
Kann es auch sein, dass Dokumentationen unvollständig sind.

Evtl. nennen manche Anbieter den einen hochohmigen ESD-Schutz auch 
Potentialausgleich, obwohl er das nicht ist.

> Gibt es Vor- oder Nachteile der einzelnen Bauformen?
Ich vermute, dass der niederohmige Potentialaugleich gegen PE (Erde) bei 
Lötgeräten gar nicht zulässig ist, aus oben genannten Gründen des 
Personenschutzes.
Welche Punke aus welchen Normen konkret für Lötstationen anzuwenden 
sind, weiß ich jetzt aber auch nicht.
Gruß Öletronika

[Manfred (Gast)]

U. M. schrieb:
>> Es gibt Stationen mit Potentialausgleich,
>> die jedoch nicht ESD sicher sind,
> Hast du einen Beleg dafür?
> Mit Potentialausgleich sollte der Lötkolben auch ESD-geschützt ein.

NJein

> Für den ESD-Schutz werden rel. hochohmige Ableitwiderstände gegen Erde
> geschaltet. Das macht man so aus Gründen des Personenschutzes, damit im
> Fehlerfall, wenn man irgendwo Netzspannung berührt, der Ableitstrom über
> die Lötstaion auf verträgliche Werte begrenzt wird.

Hier müssen wir eine Wissenslücke zum Thema ESD-Schutz gerade biegen: 
Bauelemente sterben nicht, weil sie auf einem hohen Potential aufgeladen 
liegen, sondern in dem Moment, wo die Entladung stattfindet - das "D" 
in ESD steht für Discharge.

Der Ableitwiderstand soll zwischen etwa 2 und 10 MegOhm liegen, eben 
deshalb, die Entladung zu begrenzen. Eine direkt geerdete Verbindung ist 
ziemlich tödlich für die Halbleiter, z.B. Maschinentische der 
mechanischen Werkstatt, die die Nadelkontaktierung für eine Baugruppe 
anfertigen soll.

Der Personenschutz ist eine zusätzliche Baustelle, darüber habe ich mal 
in der Firma geprügelt, weil die Elektrikeridioten meinten, die 
Stahlgestelle der Arbeitstische hart erden zu müssen - das geht 
garnicht.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Manfred schrieb:
> Hier müssen wir eine Wissenslücke zum Thema ESD-Schutz gerade biegen:
> Bauelemente sterben nicht, weil sie auf einem hohen Potential aufgeladen
> liegen, sondern in dem Moment, wo die Entladung stattfindet - das "D"
> in ESD steht für Discharge.
Das ist schon klar.
Beste Maßnahme gegen ESD ist ja auch die Vermeidung hoher 
Potentialdifferenzen.

> Der Ableitwiderstand soll zwischen etwa 2 und 10 MegOhm liegen, eben
> deshalb, die Entladung zu begrenzen.
Das hört sich etwas merkwürdig an.
In der Regel wird man bei Löten vom Human Body-Model ausgehen.
Da muß der Entladewiderstand einer Aufladung entgegenwirken, so dass es 
erst gar nicht zu einer kritischen statischen Aufladung kommen kann!
Gegen statische Aufladungen reicht der Ableitwiderstand von paar MOhm, 
um z.B. die Körperkapazität des Lötknechtes zu entladen.

> Eine direkt geerdete Verbindung ist
> ziemlich tödlich für die Halbleiter,
Das ist wohl nur unter ganz bestimmten Umständen so.
Geerdete Metallteile können sich selbst nicht statisch aufladen. Dann 
kann es noral auch keine Entladungen geben.
Problem sind Bauteile die selbst aufgeladen sind, aber das scheint mir 
beim Basteln das gringste Problem, solange die BE auch halbwegs 
ESD-gerecht geliefert und gelagert werden.

> z.B. Maschinentische der  mechanischen Werkstatt,
> die die Nadelkontaktierung für eine Baugruppe anfertigen soll.
Erdung von Maschinenteilen ist ja auch völlig üblich.
Ob im konkreten Fall tatsächlich mit statischer Aufladung von BE zu 
rechnen ist, kannst nur du wissen.

> Der Personenschutz ist eine zusätzliche Baustelle, darüber habe ich mal
> in der Firma geprügelt, weil die Elektrikeridioten meinten, die
> Stahlgestelle der Arbeitstische hart erden zu müssen - das geht
> garnicht.
Kommt auch auf den konkreten Anwendungsfall an.
Falls damit gerechnet werden kann, dass berührgefährliche elektrische 
Stromkreise im Fehlerfall Kontakt mit den Gestellen bekommen, wäre es 
evtl. zwingend (-> Konzept der Schutzklasse I, das kennen die 
Elektriker).
Ob das aber so ist? Keine Ahnung.

Für den Fall, dass auf den Tischen mit offnen Geräten unter Netzspannung 
gearbeitet werden muß, wäre es natürlich fatal.
Gruß Öletronika

[Mani W. (e-doc)]

Manfred schrieb:
> Der Personenschutz ist eine zusätzliche Baustelle, darüber habe ich mal
> in der Firma geprügelt, weil die Elektrikeridioten meinten, die
> Stahlgestelle der Arbeitstische hart erden zu müssen - das geht
> garnicht.

Müssen wohl Idioten gewesen sein!

U. M. schrieb:
> Für den Fall, dass auf den Tischen mit offnen Geräten unter Netzspannung
> gearbeitet werden muß, wäre es natürlich fatal.

[Manfred (Gast)]

U. M. schrieb:
>> das "D" in ESD steht für Discharge.
> Das ist schon klar.
> Beste Maßnahme gegen ESD ist ja auch die Vermeidung hoher
> Potentialdifferenzen.

Zur Vermeidung tragen wir leitfähiges Schuhwerk auf entsprechend 
ausgelegtem Bodenbelag und Oberbekleidung, die sich nicht aufladen will 
aka ESD-Schutzmantel.

>> Der Ableitwiderstand soll zwischen etwa 2 und 10 MegOhm liegen, eben
>> deshalb, die Entladung zu begrenzen.
> Das hört sich etwas merkwürdig an.

Garnicht: Man wird Aufladung niemals 100% vermeiden können, also 
begrenzt man die Ströme einer möglichen Entladung.

> In der Regel wird man bei Löten vom Human Body-Model ausgehen.
> Da muß der Entladewiderstand einer Aufladung entgegenwirken, so dass es
> erst gar nicht zu einer kritischen statischen Aufladung kommen kann!
> Gegen statische Aufladungen reicht der Ableitwiderstand von paar MOhm,
> um z.B. die Körperkapazität des Lötknechtes zu entladen.

Richtig, dank Ableitwiderstand wird sich nichts aufladen. Kritisch wird 
es, wenn ich ein geladenes Bauelement niederohmig ableite. Schaue Dir 
die alten Weller WTCP mit schwarzem Griff an, hochohmiger Griff, Spitze 
nicht geerdet.

>> Eine direkt geerdete Verbindung ist
>> ziemlich tödlich für die Halbleiter,
> Das ist wohl nur unter ganz bestimmten Umständen so.
> Geerdete Metallteile können sich selbst nicht statisch aufladen. Dann
> kann es noral auch keine Entladungen geben.
> Problem sind Bauteile die selbst aufgeladen sind, aber das scheint mir
> beim Basteln das gringste Problem, solange die BE auch halbwegs
> ESD-gerecht geliefert und gelagert werden.

Wie ESD-gerecht werden sie in der Praxis gelagert und gehandhabt?

>> z.B. Maschinentische der  mechanischen Werkstatt,
>> die die Nadelkontaktierung für eine Baugruppe anfertigen soll.
> Erdung von Maschinenteilen ist ja auch völlig üblich.
> Ob im konkreten Fall tatsächlich mit statischer Aufladung von BE zu
> rechnen ist, kannst nur du wissen.

Jou: Der Mechaniker trägt die Leiterplatte durch die Werkstatt, 
ESD-Ausrüstung ist da kein Thema. Dann legt die Baugruppe auf den 
geerdeten Maschinentisch ... peng. Ich gehe hier von Mobilgeräten aus, 
deren CMOS-Innenleben sehr empfindlich ist, Funktion bis 1,6V herunter 
garantiert. Das war kein wirkliches Thema, dann sind eben zwei 
Baugruppen tot, geht im Gesamtaufwand eines neuen Prüfplatzes 
kostenmäßig im Rauschen unter.

>> Der Personenschutz ist eine zusätzliche Baustelle, darüber habe ich mal
>> in der Firma geprügelt, weil die Elektrikeridioten meinten, die
>> Stahlgestelle der Arbeitstische hart erden zu müssen - das geht
>> garnicht.
> Kommt auch auf den konkreten Anwendungsfall an.
> Falls damit gerechnet werden kann, dass berührgefährliche elektrische
> Stromkreise im Fehlerfall Kontakt mit den Gestellen bekommen, wäre es
> evtl. zwingend (-> Konzept der Schutzklasse I, das kennen die
> Elektriker).
> Ob das aber so ist? Keine Ahnung.

Auf einem Arbeitsplatz - wohl nicht.

> Für den Fall, dass auf den Tischen mit offnen Geräten unter Netzspannung
> gearbeitet werden muß, wäre es natürlich fatal.

Genau das war die Situation, ich will im Berührungsbereich des 
Mitarbeiters keine niederohmig geerdeten Teile.

Das Ganze kann man in der Praxis gut beherrschen, am Arbeitsplatz mit 
ESD-Tisch(-Matte) passiert eigentlich nichts.

Ich bleibe dabei: Am Elektronikarbeitsplatz gehört möglichst nichts 
niederohmig geerdet.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
grundsätzlich sind wir uns ja einig.
Nur in dem einem Punkt sehe ich es anders.
> Manfred schrieb:
> Garnicht: Man wird Aufladung niemals 100% vermeiden können, also
Aufladungen müssen ja auch nicht zu 100% vermieden werden.

Z.B. bei Human-Body-Model wirkt die Körperkapaziät als Kondensator.
Der Energieinhalt geht da mit dem Quadrat zur Spannung hoch.
Paar 10V oder auch 100V sind bezüglich ESD gar nicht mehr so kritisch.

> begrenzt man die Ströme einer möglichen Entladung.
Allerdings, wenn man eine statische Ladung mit den Fingern oder über die 
Lötspitze auf ein elektr. BE ableitet, nutzt der Widerstand gegen Erde 
gar nix mehr, weil die Potentialdifferenz ja zwischen Finger/Lötspize 
und elektr. BE vorhanden ist und der Ladungsausgleich direkt und 
niederohmig statt findet.

Der ESD-Schutz über den Ableitwiderstand kann da nur den Sinn haben, die 
statischen Ladungen schon vorher abzuleiten, bevor man ans Löten geht.

Wenn die genannte Weller-Station tatsächlich keinerlei Erdung bzw. 
ESD-Ableitung hat, dann ist das natürlich ein Problem.
Bei sehr empfindlichen BE (z.B. Laserdioden) klemme ich an die 
Lötkolbenspitze eine extra Strippe an, die nach Erde geht.
Damit habe ich noch nie Probleme gehabt (dabei sind Laserdioden so 
ziemlich das empfindlichste, was es bezüglich ESD gibt). Natürlich erde 
ich mich auch selber (incl. Werkzeug), bevor ich in die Schachtel mit 
den Laserdioden greife.

> Jou: Der Mechaniker trägt die Leiterplatte durch die Werkstatt,
> ESD-Ausrüstung ist da kein Thema.
Was meist du damit? "kein Thema" = man kümmert sich nicht drum,
oder umgekehrt -> es ist selbstverständlich und deshalb "kein Thema"?

> Dann legt die Baugruppe auf den
> geerdeten Maschinentisch ... peng.
Scheint mir nicht plausibel. Warum sollte es "peng" machen?

Wenn der Mechaniker ESD-Ausrüstung trägt, kann er sich nicht relevant 
statisch aufladen. Woher sollten dann die statischen Ladungen auf der 
Baugruppe kommen, wenn die auch von einem ESD-Arbeitsplatz entnommen 
wurden?
Kann es sein, dass der Mechaniker doch nicht korrekte ESD-Kleidung trug?
Dann kann es auch schon "peng" (eher "knack") gemacht haben, als er die 
BG vom Tisch nahm. Ohne durchgängigen ESD-Schutz wäre die hochohmige 
Erdung der Tische auch nur weniger als die halbe Miete.
Gruß Öletronika

[oszi40 (Gast)]

U. M. schrieb:
> Ohne durchgängigen ESD-Schutz wäre die hochohmige
> Erdung der Tische auch nur weniger als die halbe Miete.

Ein Armband kann am Arbeitstisch nützlich sein gegen Aufladung. Aber bei 
der Messung statischer Aufladung ist die am Arbeitsstuhl erzeugte 
Reibungselektrizität ein Vielfaches höher als man erwartet.

[easy (Gast)]

Manfred schrieb:
> U. M. schrieb:

>
> Der Personenschutz ist eine zusätzliche Baustelle, darüber habe ich mal
> in der Firma geprügelt, weil die Elektrikeridioten meinten, die
> Stahlgestelle der Arbeitstische hart erden zu müssen - das geht
> garnicht.

Das was nicht geht sind Beleidigungen hier im Forum, siehe: 
"Elektrikeridioten"


Dich würde ich in meiner Firma als erster entlassen weil Du dich 
penetrant geweigert hast die vorgeschriebenen Schutzvorrichtungen 
installieren zu lassen oder wieder ausser Betrieb zu nehmen!

1. Personenschutz hat immer Vorrang!

2. Schutz irgendeiner Bauteile oder Baugruppen ist IMMER nachrangig.

[oszi40 (Gast)]

Das Leben von Menschen sollte man nicht aufs Spiel setzen. Allerdings 
wird Manfred nicht nur Geräte der SK2 haben, wobei diese auch gerne mal 
etwas Spannung haben!

[easy (Gast)]

haben? Haben wollen.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
die Sache bezüglich Beschimpfungen und Beleidigungen sehe ich genauso 
wie du. Ich wünschte mir, das mehr User und auch die Admins bei 
unflättigen Äußerungen öfter gegensteuern.

>easy schrieb:
> Manfred schrieb:
>
>> U. M. schrieb:
>> Der Personenschutz ist eine zusätzliche Baustelle, darüber habe ich mal
>> in der Firma geprügelt, weil die Elektrikeridioten meinten, die
>> Stahlgestelle der Arbeitstische hart erden zu müssen - das geht
>> garnicht.
> Das was nicht geht sind Beleidigungen hier im Forum, siehe:
> "Elektrikeridioten"
Prüfe aber bitte mal den Zusammenhang deiner Zitate.
Die "Elektrikeridioten" sind nicht von mir!
Beitrag "Re: Unterschied Potentialausgleich / ESD-Schutz"

Ich wollte dazu gestern auch schon was schreiben, in der Art, dass man 
sich   mit solchen Äußerungen zurückhalten sollte, vor allem wenn man 
die Zusammenhänge gar nicht kennen kann.
Beitrag "Re: Unterschied Potentialausgleich / ESD-Schutz"
Aber da es sich ja bei den "Elektrikeridioten" um keine Forumsteilnehmer 
handelt, sondern um anonyme Mitarbeiter einer unbekannten Fa. sehe ich 
das mal nicht so eng.

> Dich würde ich in meiner Firma als erster entlassen weil Du dich
> penetrant geweigert hast die vorgeschriebenen Schutzvorrichtungen
> installieren zu lassen oder wieder ausser Betrieb zu nehmen!
??? An wen richtet sich das jetzt?

> 1. Personenschutz hat immer Vorrang!
Ja, allerdings ist es manchmal nicht ganz leicht zu entscheiden, gegen 
welche Art von Fehlerfall die Schutzmaßnahmen gerichtet sind und 
eigentlich korrekte Maßnahmen könen je nach Fehlerfall auch zum Problem 
werden.

> 2. Schutz irgendeiner Bauteile oder Baugruppen ist IMMER nachrangig.
Auch das würde ich in der Absolutheit nicht behaupten. Manche 
zuverlässige  Schutzmaßnahme machen die zu erledigende Arbeit schlicht 
unmöglich. Dann sind auch mal Kompromisse nötig (z.B. bei Arbeiten an 
Geräten unter Spannung).
Gruß Öletronika

[Manfred (Gast)]

U. M. schrieb:
>> Jou: Der Mechaniker trägt die Leiterplatte durch die Werkstatt,
>> ESD-Ausrüstung ist da kein Thema.
> Was meist du damit? "kein Thema" = man kümmert sich nicht drum,
> oder umgekehrt -> es ist selbstverständlich und deshalb "kein Thema"?

Ersteres: Die Mechaniker bearbeiten primär mechanische Teile und haben 
keinen Grund, ESD-Schutz zu betreiben.

easy schrieb:
> Dich würde ich in meiner Firma als erster entlassen weil Du dich
> penetrant geweigert hast die vorgeschriebenen Schutzvorrichtungen
> installieren zu lassen oder wieder ausser Betrieb zu nehmen!

Auf diesem Niveau ist eine weitere Diskussion mir Dir nicht möglich.

oszi40 schrieb:
> Allerdings wird Manfred nicht nur Geräte der SK2 haben, wobei diese auch gerne 
mal etwas Spannung haben!

Die Schutzklasse ist uninteressant, wenn das Gerät offen ist / 
berührbare Netzspannung frei liegen kann. Jetzt kommt gleich: 
Trenntrafo, geht aber nicht immer. Also ist es besser, keine geerdeten 
Teile im direkten Arbeitsbereich zu haben.

U. M. schrieb:
>> 1. Personenschutz hat immer Vorrang!
> Ja, allerdings ist es manchmal nicht ganz leicht zu entscheiden, gegen
> welche Art von Fehlerfall die Schutzmaßnahmen gerichtet sind und
> eigentlich korrekte Maßnahmen könen je nach Fehlerfall auch zum Problem
> werden.

Genau das hat er nicht verstanden!

[oszi40 (Gast)]

Manfred schrieb:
> Also ist es besser, keine geerdeten
> Teile im direkten Arbeitsbereich zu haben.

Gut erkannt, aber zahlreiche Blech-Geräte, Oszis und PCs haben einen 
Schutzleiteranschluss und die Geräte ohne Schutzleiter könnTen durchaus 
über Kapazitäten eine schädliche Spannung auf dem Gehäuse haben ...
Siehe Netzfilter usw. https://de.wikipedia.org/wiki/Netzfilter