Elektrostatische Aufladung, Theorie und Praxis

[DulliDAU]

Hallo, ich hoffe ich bin hier richtig und kann hier meine "dummen" Fragen stellen.

Ich habe selbst im Grunde wenig mit Elektronik zu tun, bin einfach nur ein kleiner PC-Bastler und eigentlich nur an dem Thema interessiert.
Vor einigen Tagen war ich bei einem Bekannten, der sich gerade einen PC zusammenbaute und habe bemerkt, dass er immer wieder den Schutzleiter der Steckdose anfasste.
Ich kenne dieses "Gehabe" schon und weiß (zumindest aus dem PC-Bereich) das viele dazu raten sich entweder am Schutzleiter der Steckdose oder am Heizkörper zu "entladen" um elektrostatische Entladungen zu vermeiden. Ich fragte mich diesmal was da eigentlich wirklich dran ist. Zu Hause habe ich dann gegooglet und allerlei Meinungen dazu gefunden und mich selbst noch einmal mit elektrostatischer Aufladung auseinandergesetzt.

Mir geht es jetzt vor allem darum ob meine Schlussfolgerungen zu diesem Thema stimmen.
Kurz: Das "Entladen" am Schutzleiter macht eigentlich keinen Sinn. Denn einzelne Komponenten z.B. das Mainboard oder die Grafikkarte haben, wenn sie noch nie verbaut waren, ja ein unterschiedliches Potential. Da bringt es doch nichts sich selbst durch einen Griff an die Heizung zu "entladen". Schließlich gleicht man so die Potentialdifferenz nicht aus.
Das heißt für mich, man müsste permanent als z.B. über so ein Antistatik-Armband mit dem Schutzleiter verbunden sein, nur so kann die Ladung auch abgeleitet werden. Liege ich damit richtig?
Aber auch wenn ich damit richtig liege müsste man dann nicht jede Komponente zumindest einmal an einem Kontakt angefasst haben um die Komponente auf das selbe Potential zu bringen? Denn wenn man das nicht tut und man z.b. die Grafikkarte nur am Gehäuse greift und diese dann in das Mainboard steckt könnte es ja trotzdem eine Potentialdifferenz geben und deshalb zur Entladung kommen?
Die Frage stelle ich deshalb, weil im PC-Bereich zwar manchmal zu den Antistatikbändern geraten wird aber gleichzeitig davon abgeraten wird die Kontakte der einzelnen Komponenten zu berühren. Das erschließt sich mir einfach nicht.

Ich weiß die Fragen sind jetzt eher theoretisch. Aber ich weiß nicht wo ich diese sonst stellen könnte.

 

[Octavian1977]

Zunächst erst mal ist es richtig das man dazu ein geerdetes Armband tragen muß.
gelegentliches Erden ist recht sinnfrei, da eine schädliche Spannung schon durch eine kurze reibende Bewegung erzeugt werden kann.

An sich geht es darum den Potentialunterschied zwischen Erde und der Person zu vernichten.
Die Platinen selbst haben keine Elemente an Board die sich statisch aufladen, dazu müsste durch Reibung eine Ladungstrennung entstehen und die Verpackungsfolien werden aus leitfähigem Kunststoff hergestellt.

Das Problem ist wenn die Komponenten dann den Strom der ja von Dir zur Erde will leiten müssen.
Üblicherweise werden solche Arbeitsplätze auch mit entsprechend leitfähigen Materialien ausgestattet, keine Teppiche verlegt etc.

 

[OldIron]

Moin,
es ist absolut notwendig, die Potentialdifferenz zwischen Dir, dem PC und den neuen Karten zu eliminieren. Da normalerweise der PC am Netz hängt, erdet man sich am Gehäuse, die Karten werden in ihrer leitfähigen Verpackung ebenfalls erst am Gehäuse geerdet, bevor sie entnommen werden(ESD protection). Auch wenn der PC vom Netz getrennt ist, funktioniert dieser Potentialausgleich. Potentialdifferenz ist der entscheidende Faktor, ganz gleich, ob die Basis 0 Volt (Erde) oder 1000 Volt beträgt. Bei unterschiedlichem Potential kommt es beim Einstecken der Karte zu Spannungsüberschlägen innerhalb der Komponenten. Meist geschieht das zwischen parallel laufenden Leiterbahnen,die bei wenigen Nanometern Breite ganz oder teilweise zerstört werden. Ausfall erfolgt dann sofort oder erst später, wenn die beschädigte Leiterbahn durchbrennt.
MfG

 

[bigdie]

Meist geschieht das zwischen parallel laufenden Leiterbahnen,die bei wenigen Nanometern Breite ganz oder teilweise zerstört werden. Ausfall erfolgt dann sofort oder erst später, wenn die beschädigte Leiterbahn durchbrennt.

Oh Mann???

 

[schUk0]

Diese Antistatiktüten sollten sehr schwach leitend sein.
Somit bringt man das Teil in der Tüte schon vor dem Auspacken auf das eigene Potential.
Den Unterschied zum Rechner gleicht man dann durch besagte Maßnahmen aus.

In die Steckdose fassen sollte keiner, der sich Fachmann nennen will, irgendwem empfehlen.

Auch wenn man da im Berufsalltag etwas pragmatisch ran geht, weiß man nie, was bei jemand fremden in der Steckdose los ist.

Von verPENter Installation über nicht angeschlossenem PE bis hin zur Phase auf dem Schutzleiterbügel habe ich da schon alles gesehen.
Und zwar wesentlich öfter, als eine PC Komponente, die durch statische Entladung kaputt gegangen ist.
So etwas habe ich nämlich nicht nur noch nicht selbst erlebt, sondern auch in meinem gesamten beruflichen und privaten Umfeld noch nie gehört.

 

[bigdie]

Und zwar wesentlich öfter, als eine PC Komponente, die durch statische Entladung kaputt gegangen ist.

Ganz ehrlich. Ich habe jetzt mehr als 40 Jahre mit Elektronik zu tun, hatte noch nie ein Armband am Arm und trotzdem noch keine defekte Platine gesehen, die durch statische Aufladung gestorben ist. Gab ganz früher mal sehr empfindliche Cmos ICs ohne innere Schutzbeschaltung so als die erfunden wurden bzw auf den Markt kamen. Da kamen diese Schutzbestimmungen ins Gespräch. Ist aber wie überall, was einmal nötig war bleibt ewig, wenn auch völlig überflüssig.

 

[OldIron]

Moin,
Es ist schon bemerkenswert, dass eine EFK? einem Laien rät, die Sicherheitsratschläge von Firmen zu ignorieren, nur weil er diese nicht selbst befolgt, frei nach dem Motto: No risk, no fun.
MfG

 

[Pumukel]

@OldIron dir ist schon klar das die Erdungsstecker für die Ableitung von Ladungen nicht ohne Grund relativ Hochohmig sind !
Und gerade wenn an Geräten mit Netzspannung gearbeitet wird gelten besondere Sicherheitsanforderungen !

 

[OldIron]

Sicher, deshalb ist jedes Erdungsband mit mindestens 1 MOhm versehen, um Personenschäden zu vermeiden. Aber ich schrieb auch, dass ein Netzanschluß für den Potentialausgleich zwischen PC, Einbauteil und Bediener nicht erforderlich ist. Mich stört nur, das der Überspannungsschutz, und das ist ESD Schutz nun mal, einfach verharmlost wird. Dabei ist die Energiedichte, bezogen auf Fläche/Zeit, bei einer elektrostatischen Entladung höher als bei einem Blitzschlag.
MfG

 

[bigdie]

Es ist schon bemerkenswert, dass eine EFK? einem Laien rät, die Sicherheitsratschläge von Firmen zu ignorieren, nur weil er diese nicht selbst befolgt, frei nach dem Motto: No risk, no fun.

Ich habe auch bei Werksmonteuren von Siemens, Fanuc, Haas usw. noch nie so etwas gesehen, wenn die Platinen oder andere Komponenten getauscht haben.
Du kannst dir gern auch tausende Videos anschauen von PC Bau z.B. hier ohne den Quatsch
Der Optimale PC 2021: Leise und effiziente Bauvorschläge der c't-Redaktion

 

[OldIron]

Die Videos bei EMV/ESD Seminaren waren für mich ausreichend. Ich habe mehr als ein Jahrzehnt als Elektroniker und Systemspezialist eines bekannten Computerherstellers in Rechenzentren an Großsystemen verbracht, weiß also wovon ich rede. Bei Ersatzkarten, die den Gegenwert eines Kleinwagens haben, spielt man nicht auf Risiko, insbesondere wenn eine Stunde Systemausfall mehr kostet als Dein Jahresgehalt(100K?). Wenn Du bei Deinem Rechner va banque spielst, ist das Dein Problem; dies einem Fragesteller zu raten ist absolut nicht in Ordnung. Moderne Chips und Karten sind aufgrund der höheren Packungsdichten mehr gefährdet als früher und die integrierten Schutzdioden an IC Eingängen halten einer statischen Entladung nicht stand. Im Übrigen solltest Du Dir mal die DIN EN 61340-5-1 sowie deren weiterführende Erklärungen auschauen.
MfG

 

[bigdie]

Glaubst du, eine Karte einer CNC Maschine kostet Kleingeld? oder der Stillstand einer Maschine? Bei uns wurden Teile schon per Hubschrauber geholt um Bandstillstand bei Mercdes zu verhindern. Wie gesagt seit 40 Jahren bastel ich so etwas selbst und repariere beruflich. Und in all den Jahren gab es nie ein Problem, aber du kannst gern weiter an den Blödsinn glauben.

 

[Pumukel]

@bigdie der Krug geht so lange zu Wasser bis er bricht. Bisher hast du nur Schwein gehabt. ESD Schutz ist nun mal nicht ohne Grund da. Ich habe schon in Räumen gearbeitet da bekommst du gar keinen Zutritt ohne Diesen. Das beginnt schon bei den richtigen Arbeitsschutzschuhen und der Entladung durch berühren der Handflächen. geht dann weiter über Staubschutzmatten und antistatischen Böden.

 

[bigdie]

Hier geht es aber nicht um ein Rechenzentrum.
Bei uns darfst du nicht rein ohne Arbeitsschutzschuhe mit Metallkappe. Ist ähnlich Sinnfrei als Elektroniker. Wenn man nicht in der Lage ist, das eigene Hirn zu nutzen, muss man sich halt an Sinnfreie Vorschriften halten, die vor 40 Jahren mal wichtig waren. Am eigenen PC gibt es aber keine solchen Vorschriften.

 

[Octavian1977]

Im Rechenzentrum brauscht Du kein ESD, da wird nur mit fertigen eingehausten Komponenten gearbeitet und nicht mit offenen Platinen.

 

[OldIron]

@Octavian1977
Ich weiß nicht, woher Deine Erkenntnis stammt, aber moderne Rechenzentren, je nach Anwendung auch Serverfarm oder Netzknoten genannt, laufen im 7/24 Modus. Die Geräte sind redundant ausgelegt, um Abschaltungen zu vermeiden. Im Fehlerfall werden Platten, Speicher- oder Controlkarten bei laufender Maschine ausgetauscht. Deshalb ist ESD Schutz absolut notwendig, da Du Dir leicht vorstellen kannst, was passiert, wenn Du mit 20 kV auf den Fingern in einen laufenden Server greifst. Die Blechkisten selbst werden normalerweise nur bei Neuinstallation oder Aufrüstungen ausgetauscht; in ganz seltenen Fällen auch bei schweren Fehlern. Kein Provider lässt ohne Not Teile seines Service einfach abschalten.

ESD Vorschriften sind weder sinnfrei noch 40 Jahre alt, möglicherweise vielleicht die letzte Sicherheitsunterweisung des entsprechenden Schreibers. In vielen Fällen wird heute ESD Funktionskleidung getragen, die ein Aufladen des Körpers unterbindet. Das macht das tragen eines Erdungsbandes obsolet.

MfG

 

[chernofabs]

Also bei uns im Elektroniklabor sind Matten die ESD Schutz bieten, da wird auch öfters an Platinen gelötet etc...

Daheim hab ich schon Grafikkarten auf eine Polyesterdecke gelegt ohne das irgendwas war.

Transportieren würd ich die Bauteile trotzdem in ESD Hüllen...

Ich würde auch zu einem Armband raten wenn dieses Hobby zum Beruf wird, rein Versicherungstechnisch.

 

[bigdie]

Deshalb ist ESD Schutz absolut notwendig, da Du Dir leicht vorstellen kannst, was passiert, wenn Du mit 20 kV auf den Fingern in einen laufenden Server greifst

Und wo kommen die 20KV her, bei Antistaktikboden, Antistatikschuhwerk? So viel Wichtigtuerei hab ich lange nicht gehört. Aber so ist das, wenn man nur BlaBla nachschwatzt ohne zu denken.

 

[Octavian1977]

naja KelvinVolt eher selten aber kilo Volt schon öfter

 

[OldIron]

dRECKFUHLER? sorry Druckfehler