ESD-sichere Wattestäbchen verhindern Schäden an Leiterplatten durch elektrostatische Entladung

Wattestäbchen sind nützliche Präzisionswerkzeuge für Techniker und Operatoren, um feine und sorgfältige Aufgaben wie präzise Reinigung, Reparatur und Montage durchzuführen. Die Arten von Wattestäbchen reichen von günstigen Wattestäbchen aus Baumwolle auf Holzstäbchen bis hin zu hochentwickelten Materialien für Reinräume mit spezialisierten Kopfdesigns. Allerdings gibt es ein oft nicht ausgesprochenes Risiko beim Einsatz von Wattestäbchen auf empfindlichen elektronischen Leiterplatten – elektrostatische Entladung (ESD).

Was ist elektrostatische Entladung (ESD)?

Wie von der EOS/ESD Association definiert, ist ESD „die schnelle, spontane Übertragung von elektrostatischer Ladung, die durch ein starkes elektrostatisches Feld induziert wird… Normalerweise fliesst die Ladung durch einen Funken zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichen elektrostatischen Potentialen, wenn sie sich einander nähern.“

Elektronen werden ständig ausgetauscht, wenn Objekte miteinander in Kontakt kommen. Probleme entstehen, wenn die beteiligten Materialien den Elektronenfluss nicht leicht zulassen und kein Gleichgewicht erreicht wird. Diese Materialien werden als Isolatoren bezeichnet und neigen dazu, Elektronen zu sammeln, die auf ihrer Oberfläche negativ geladene „Hotspots“ bilden.

Wenn diese geladenen Hotspots in die Nähe (nicht unbedingt direkten Kontakt) eines anderen Objekts kommen, kann ein plötzlicher Austausch oder eine „Entladung“ stattfinden, bei der Elektronen plötzlich ausgetauscht werden, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Dieses Ereignis wird als „elektrostatische Entladung“ oder „ESD“ bezeichnet.

Elektrostatische Entladungen passieren ständig, besonders in trockenen Klimazonen und während der Wintermonate, wenn keine Feuchtigkeit in der Luft vorhanden ist, um die überschüssigen Elektronen abzuleiten (Wasser ist leitfähig und lässt Elektronen leichter fliessen). Normalerweise ist es nichts weiter als eine Belästigung, aber bei empfindlicher Elektronik kann es zu Ausfällen von Leiterplatten führen.

Beim Umgang mit isolierenden Materialien wie typischen Polypropylen-Wattestäbchenstielen kann ein Arbeiter Tausende von Volt erzeugen. SMOS-Logikbausteine können bereits durch 250-3000 Volt beschädigt werden, EPROM-Bausteine durch 100 Volt und Mikroprozessorchips bereits bei 10 Volt. Schäden können Funktionen unterbrechen oder intermittierende Probleme verursachen, und sie können entweder katastrophal (sofort) oder latent (später, z. B. als „Feldfehler“) sein. (Quelle: Phil Storrs PC Hardware Book)

Wie erzeugen Standard-Wattestäbchen elektrostatische Entladung (ESD)?

Wenn der Wattestäbchenkopf mit einem Lösungsmittel getränkt ist, kann die statische Aufladung vermieden werden, da die Flüssigkeit oft leitfähig ist. Die Stiele der Wattestäbchen hingegen bestehen häufig aus synthetischen Materialien und neigen dazu, eine statische Aufladung zu erzeugen und zu speichern. Wattestäbchenstiele werden oft aus Polypropylen oder Nylon hergestellt, beides ist isolierend.

Während die Finger und die Hand mit dem Wattestäbchenstiel in Kontakt kommen, erzeugt die Reibung eine statische Aufladung. Diese überschüssigen Elektronen sammeln sich auf dem Material des Stiels und fliessen nicht leicht zur Erde, selbst wenn der Operator ein Handgelenkband trägt.

Wenn natürliche Materialien für die Herstellung des Wattestäbchens verwendet werden, wie z. B. Holzstäbchen und Baumwollkopf-Wattestäbchen, ist die statische Aufladung weniger problematisch. Diese Materialien gelten im Allgemeinen als „statisch neutral“, da sie leicht die Umgebungsfeuchtigkeit aus der Luft aufnehmen, was hilft, die statische Aufladung und Entladung zu vermeiden.

Diese Tabelle bietet eine kurze Übersicht über die verschiedenen Wattestäbchen-Typen, ihre Anwendungsgebiete und die Besonderheiten jedes Modells:

Coventry™ ESD Control Wattestäbchen

ESD-sichere Wattestäbchen sind erhältlich von Coventry™, der Premium-Marke für Reinräume von Chemtronics®. Die Wattestäbchenstiele bestehen aus einem proprietären, statisch dissipativen Material, das es den überschüssigen Elektronen ermöglicht, abzufliessen. Wenn der Operator also mit einem Handgelenkband geerdet ist, werden Hotspots und elektrostatische Entladungen vermieden.

Statisch dissipativ (Coventry ESD Control Wattestäbchen) – Oberflächenresistivität mindestens 1 x 10^5 Ohm/qm, aber weniger als 1 x 10^12. Elektronen fliessen leicht, um sowohl plötzliche Entladungen als auch geladene Hotspots zu vermeiden.

Isolierend (Standard-Wattestäbchenstiele) – Oberflächenresistivität mindestens 1 x 10^12 Ohm/qm. Elektronen fliessen nicht leicht, sodass auf den Wattestäbchenstielen geladene Hotspots entstehen können.

Mit insgesamt 12 Varianten von ESD-Control-Wattestäbchen bietet die Coventry-Wattestäbchenreihe die Möglichkeit, alle derzeit in Ihrer Einrichtung verwendeten Wattestäbchen im Umgang mit empfindlicher Elektronik auszutauschen. Während diese Wattestäbchen in der Regel teurer sind, fällt der Preis im Vergleich zu den Kosten von Leiterplatten-Ausfallproblemen, Nacharbeit, Produktretouren und dem Verlust von Kundenvertrauen kaum ins Gewicht.

Wir bieten eine grosse Auswahl an Tupfern und Reinigungsstäbchen, sowohl online als auch ausserhalb unseres Shops. In unserem Sortiment finden Sie ESD-sichere und nicht-ESD Tupfer in verschiedenen Formen und Grössen, die für unterschiedlichste Anwendungen geeignet sind – sei es zur Reinigung empfindlicher Elektronik oder für andere spezialisierte Aufgaben.

Bitte beachten Sie, dass wir noch viele weitere Produkte führen, die nicht in unserem Online-Shop angezeigt werden. Wenn Sie nach etwas Speziellem suchen, stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

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