ESD Verpackungen für weniger Garantiefälle

Welche ESD-Verpackungen schützen Ihre Produkte korrekt?

Welche Art von ESD-Verpackung, ob Beutel, Behälter und welches Polstermaterial wie Luftpolster-Folie oder Schaumstoff verwendet wird, gibt im Normalfall ​die Abteilung Logistik bzw. ​die Supply Chain vor. Hier spielen noch ganz andere Faktoren eine Rolle.

More...

Die Wertschöpfungskette kennen

Bevor eine Aussage gemacht werden kann, welches die beste und geeignetste Verpackung ist, müssen einige Fragen beantwortet werden:

  • Wie wird eingepackt?
  • Welchen Weg nimmt die Verpackung?
  • Was macht der Empfänger damit?
  • Handelt es sich um eine Einweg- oder Pendelverpackung?
  • Ist es eine Einzelverpackung oder ein Gebinde mit vielen Teilen?
  • Wird die Verpackung direkt an den ESD-Arbeitsbereich gebracht?

Diese Fragen müssen in der gesamten Wertschöpfungskette beantwortet werden, bevor definiert werden kann, welche Art ESD-Verpackung notwendig ist.

Natürlich hilft hier die Kenntnis der gesamten Supply Chain - ​Hersteller, Bestücker, Lagerung, Montage und viele mehr. Bei jedem Prozess ist es notwendig, zu definieren, ob ein Produkt eingepackt sein muss und auf welche Art eingepackt wird. Übrigens: Umpacken ist nach den Regeln der Lean-Production als Verschwendung anzusehen.

Hier wollen wir uns aber nicht mit Fragen des Lean-Managements oder der Supply Chain befassen. Aber bitte, beantworten Sie zuerst die genannten Fragen. Eine ESD-Verpackung wird, wenn notwendig, auf jeden Fall zu finden sein!

Typen von ESD-Verpackungen

In der Welt der Elektrostatik unterscheiden wir zwischen drei verschiedenen ESD-Schutz-Verpackungen. Es sind dies die abschirmenden, die ableitfähigen und die leitfähigen Verpackungen. Egal ob Beutel, Behälter, Wellpappe, Kunststoff oder Schaumstoff: es gibt nur diese drei Arten von ESD-Verpackungen. Aber was sind die Unterschiede?

Fangen wir bei den einfachsten ESD-Verpackungen an: 

Die ableitfähigen ESD-Verpackungs-Materialien

Die ableitfähigen Materialen, definiert durch den Oberflächen- bzw. Volumen-Widerstand von ≥ 1 x 104 Ω bis < 1 x 10 11Ω, können eigentlich nur eines: sie laden sich durch Reibung oder bei Trennung nicht auf. Es entstehen also keine elektrostatischen Felder wegen triboelektrischer Aufladungen. Dies gilt für Schaumstoffe, Beutel oder Behälter, welche als "Dissipativ" (ableitend, ableitfähig) eingestuft werden.

Ableitfähige ESD-Verpackung

ableitfähige ESD-Verpackungsbeutel

Elektrostatische Felder oder vor allem elektrostatische Entladungen hält diese Verpackungsart nicht ab. Das heisst, dass sich eine Person durch den Beutel auf das ESD-sensible Produkt ​entladen kann. Es kann daher trotz ESD-Verpackung zu einer für das ESD-sensible Produkt schädlichen elektrostatischen Entladungen kommen.

Ein weiterer Nachteil ist die Dauerhaftigkeit von ableitfähigen Verpackungsmaterialien. ​Zum Beispiel sind rosa ableitfähige Schaumstoffe nur etwa ein halbes bis ein Jahr, Beutel vielleicht 3 - 4 Jahre ESD-tauglich. Der Effekt, dass sie sich nicht aufladen, ist also begrenzt und sollte bei der Auswahl berücksichtigt werden.

Die leitfähigen ESD-Verpackungs-Materialien

Die leitfähigen Materialen, egal ob Behälter, Beutel oder Schaumstoff, zeichnen sich ​durch einen Oberflächen- bzw. Volumen-Widerstand von < 1 x 104 Ω aus. Diese Materialien sind meistens Kunststoffe, welche mit Kohlenstoff leitfähig gemacht werden. Dieser Kohlestoff bleibt im Material. Daher ​verlieren diese Produkte ​die ESD-Tauglichkeit nicht.

Das "ESD-tauglich" beschränkt sich aber auch hier auf den Effekt, dass durch Reibung oder Trennung keine elektrostatischen Aufladungen entstehen und daher keine Influenz-Aufladung stattfinden kann.

Leitfähige ESD-Verpackung

​leitfähige ESD-Verpackungsbeutel

Auch hier gilt wiederum Vorsicht: eine Abschirmung gegen elektrostatische Entladungen ist nicht geboten, da z.B. die Beutel volumenleitfähig sind und die Energie bzw. der Strom der Entladung den Weg des geringsten Widerstand geht. Und dieser Weg ​führt in den Beutel und damit auf das sensible Produkt.

Die abschirmenden ESD-Verpackungen

​​Abschirmende Verpackungen, wie der Name schon sagt, können eine elektrostatische Entladung abhalten und schützen das ​verpackte Produkt am besten. Eine elektrostatische Entladung, z.B. einer aufgeladenen Person, ​wird durch den Beutel abgeschirmt. Der Effekt des Faraday-Käfigs hält die Energie der Entladung in das Innere der Verpackung ab. 

Natürlich haben diese Verpackungen, ob Beutel, Wellpappe oder andere Arten, neben der definierten Abschirmung auch Oberflächen, innen wie auch aussen, welche sich durch Reibung nicht aufladen lassen.

Alle diese Effekte ​sind, vorausgesetzt die Abschirmung geht nicht wegen mechanischer Defekte verloren, ​unbeschränkt vorhanden.


Aschirmende ESD-Verpackung

​abschirmende ESD-Verpackungsbeutel

Wie gut sind Sie schon ESD-geschützt?

​Mit diesem ESD-Check ​finden Sie rasch und übersichtlich allfällige Schwachstellen in Ihrem ESD-Schutzsystem.

Anforderungen gem​​​​​äss Normen

Eigentlich ist es ganz einfach, welche Anforderungen gemäss IEC 61340-5-3:2015 an ESD-Verpackungen gestellt ​werden. Innerhalb einer ESD-Schutzzone, wo ​die Personenerdung und die Arbeitsplatz-Einrichtung für den nötigen Schutz sorgt, können folgende Arten ESD-Verpackungen verwendet werden:

  • keine Verpackung
  • ableitfähige Verpackung
  • leitfähige Verpackung
  • abschirmende Verpackung

Innerhalb einer ESD-Schutzzone geht es darum, dass keine elektrostatischen Felder entstehen, welche zu Influenzaufladungen führen. Daher können, wenn eine Verpackung verwendet wird, alle Arten von ESD-Verpackungen angewendet werden. Es ist allerdings zu beachten, dass z.B. ableitfähige "rosa" Materialien ihre Eigenschaften verlieren. Es ist also nicht empfehlenswerte, diese Produkte über mehrere Jahre z.B. als Pendelverpackung zu verwenden.

Ausserhalb einer ESD-Schutzzone ist gemäss Norm ganz klar eine definierte, qualifizierte Abschirmung gefordert. Das heisst, dass ein Faraday-Käfig vorhanden sein muss. Wie dieser aussieht, ob Beutel oder Behälter, ist zweitrangig. Gemäss neuester Norm IEC 61340-5-1:2016, welche eine Produkt-Qualifizierung vorsieht, ist der ESD-Koordinator verantwortlich für die Freigabe der Verpackung im Bereich ESD. Es ist also sinnvoll, mit Stellen wie Supply Chain oder dem Lean-Management bzw. den Lieferanten und Kunden zusammenzuarbeiten, um eine ideale Verpackung zu finden.

ESD-Verpackungen für nicht ESD-sensible Produkte?

Eine Frage, welche mir immer wieder gestellt wird: Wieso wird vom Kunden verlangt, auch mechanische Teile wie Schrauben oder Stanzteile aus Blech in ESD-Verpackungen anzuliefern? Macht das Sinn?

Es wird oft gefordert bzw. in internen ESD-Konzepten definiert, dass keine aufladbaren Produkte und Objekte in einer ESD-Schutzzone sein dürfen. Das schliesst natürlich auch Verpackungen von nicht ESD-sensiblen Teilen wie oben beschrieben ein. ​Eingesetzte normale Verpackung kann zu Influenz-Aufladungen führen, welche wiederum zu schädlichen Entladungen führen ​können.

Aus dieser Sicht macht es natürlich Sinn, bei diesen Verpackungen auch ESD-taugliches Material ​einzusetzen. Umpacken, wie erwähnt, ist gemäss Lean-Production "Verschwendung". Also sollte der Hersteller, bzw. derjenige, der verpackt, gleich die richtige Verpackung verwenden.

Allerdings kommt es hier wirklich auf die ganze Kette an. Sind z.B. die Distanzen zwischen normaler Verpackung und ESD-sensiblen Bauteilen genügend gross, gibt es keine Influenz-Aufladungen. Sind die ESD-sensiblen Bauteile abschirmend verpackt, schadet ein elektrostatisches Feld, welches sich direkt daneben befindet, dem ESD-sensiblen Bauteil nicht.

Online-Videoberatung

​​Sie möchten Reisespesen verhindern und nachhaltige, umweltschonende Arbeit fördern? Und doch möchten Sie nicht auf gute Beratung von Experten verzichten? Wir bieten Ihnen eine Online-Videoberatung an. Sie können uns zeigen, welche Fragen und Probleme im Bereich ESD vorhanden sind, und wir können Sie in unserem Studio live beraten. Dank der bei uns eingerichteten ESD-Schutzzone und dem Live-Videostream ​macht es keinen Unterschied, ob wir vor Ort oder per Video kommunizieren.

Online-Videoberatung 

Tragen Sie sich für eine Online-Beratung per Video ein, und wir melden uns in Kürze bei Ihnen!

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

>