Garantiekosten wegen elektrostatischen Entladungen

ESD-Ausfälle bei elektronischen Komponenten und Bauteilen

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schwierig zu erkennen - statistisch nicht erfasst!

​Können Sie mir eine Zahl nennen, wenn ich Sie frage, wie gross der Anteil an ESD-Ausfällen ist? Mit grosser Wahrscheinlichkeit nicht. Einerseits ist es sehr schwierig und teuer, wirklich festzustellen, ob es sich um ESD-Fehler handelt, und andererseits wird zum Teil nicht mal mehr repariert. Wird ein Fehler entdeckt, wird die Komponente ausgetauscht.

Nur, in der ESD-Welt ist das nicht so einfach. Es gibt verschiedene Fehler-Möglichkeiten:

Totalschaden

​Das Bauteil erleidet durch eine elektrostatische Entladung einen Totalschaden. Es funktioniert also nicht mehr, wie es sollte. In den meisten Fällen wird dieser Totalschaden noch während der Produktion, spätestens beim Funktionstest am Ende - vor der Auslieferung - festgestellt. Natürlich muss das zerstörte Teil ersetzt werden. Es kostet Ressourcen!

​Latenter Schaden, Schwächung

​Diese Art von ESD-Schaden ist aus meiner Sicht das schlimmere Übel. Der vor der Auslieferung durchgeführte Funktionstest zeigt keinerlei Fehler an. Aber ist das Produkt wirklich fehlerfrei? Ein latenter ESD-Schaden zeigt sich leider erst später beim Kunden. Nach einer gewissen Zeit der Verwendung​ kann ein vorgeschädigtes Bauteil Störungen oder Fehlfunktionen auslösen. Oder es kommt - oft noch in der Garantie-Zeit - zu Ausfällen. Die Kette an Massnahmen ist viel länger als bei einem Totalschaden: Der Kunde ist involviert, der Service-Techniker muss Reparaturen organisieren, das Image kann verloren gehen.

Statistiken zeigen, dass etwa 70 - 90 % der Ausfälle, welche auf ESD-Ereignisse zurückzuführen sind, latente Fehler sind. Also sind bei über 3/4 der Fälle die Kunden involviert. Ist das nicht erschreckend viel?

Erkennen von ESD-Fehlern

Man sieht einem elektronischen Bauteil von aussen den ESD-Fehler nicht an. Eine Untersuchung auf ESD-Ereignisse kann rasch einmal ins Geld gehen. Diese Untersuchungen machen sicher Sinn, wenn z.B. immer dasselbe Bauteil beim selben Prozess ausfällt oder Störungen aufweist - es also statistisch bereits einen Verdacht gibt. Ansonsten wird es schwierig, festzustellen, ob man nun ein ESD-Problem hat oder nicht.

ESD-Totalschaden

ESD-Schaden im Bauteil

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Hilfsstatistik für Erhebung von ESD-Fehlern

Die oben genannten Untersuchungen sind nicht unbedingt notwendig. ​Es ist auch möglich, sich ​mit Hilfskennzahlen ein Bild der ESD-Problematik zu machen. Einerseits ist es natürlich notwendig, die Fakten betreffend der offensichtlichen Fehler zu kennen: Prozessbedingte Probleme, mechanische Schädigungen, falsche Bestückung, schlechte Lötstellen usw.

Um den Herstellungsprozess zu beherrschen und zu optimieren, werden die genannten offensichtlichen Kennzahlen oft erhoben. ​Für den ESD-Spezialisten sind diese Zahlen nicht unbedingt relevant. Wenn die Fehlerursache ​offensichtlich ist, war es kein ESD-Ereignis, das ​zum Fehler geführt hat. In der Welt des ESD-Schutzes interessieren die unbekannten, nicht definierbaren Fehlerursachen. Es kann davon ausgegangen werden, dass ca. 20 % der nicht definierbaren Fehler auf ESD-Ereignisse zurückzuführen sind. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Fehler in der Produktion oder fehlerhafte Produkte, welche aus dem Feld zurückkommen, handelt.

Statistik-ESD

​Statistik Beispiel

​Setzt man nun diese Kennzahl der unbekannten Fehler in Relation ​zu der in der ESD-Schutzzone herrschenden Luftfeuchtigkeit und Temperatur, kann auf ESD-Ereignisse geschlossen werden. Sinkt die Luftfeuchtigkeit ​und steigt der Anteil der ungekannten Fehler ​gleichzeitig an, kann davon ausgegangen werden, dass elektrostatische Felder bzw. Entladungen zu diesen Problemen führen könnten. Sinkt die Luftfeuchtigkeit, werden Aufladungen wegen Reibung oder Trennung von Materialien höher. Dadurch können auch Entladungen so hoch werden, dass diese wiederum zu einem Risiko werden.

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About the Author Alain Kessler

Inhaber und Berater / Über 25 Jahre Erfahrung im Bereich ESD-Schutz / Vorsitzender im technischen Komitee TK 101, Elektrostatik / Mitglied der ESDA (ESD Association in USA) / Grundausbildung im elektrotechnischen Bereich / Ingenieur FH in Betrieb und Produktion / Quality System Manager / Master of Advanced Studies (MAS) Quality Leadership / ESDA Certified Professional Program Manager

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