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ESD – elektrostatische Entladungen und LED

Was ist ESD

ESD (englisch für Electrostatic Discharge) steht für elektrostatische Entladungen.

Sind zwei Körper unterschiedlich stark geladen, kommt es zwischen diesen Körpern zu einem Ladungsausgleich. Diesen Moment des Potenzialausgleichs meint ESD. Er kann als Funken oder Blitz in Erscheinung treten – aber auch gleichmäßig abgeleitet werden. Die wohl größte Erscheinung eines solchen Potenzialausgleiches ist ein Gewitter. ESD meint aber hier wesentlich kleinere Entladungen, die wir oft nicht wahrnehmen.

Wie entsteht ESD

Durch mechanische Reibung zweier isolierender Materialien entsteht eine Ladung. Das kann im Alltag vieles sein. Z.B. zwischen Förderband und Rollen, zwischen Schuhen und Kunststoffboden aber auch zwischen Pullover und Tisch oder zwischen Becher und Schreibtischunterlage. So entsteht im entsprechenden Körper eine Ladung. Je niedriger die Luftfeuchtigkeit, desto höher können diese Ladungen aufgebaut werden. Bei einer Luftfeuchtigkeit von 20% kann sich ein menschlicher Körper beim gehen auf einem Plastikboden mit bis zu 35.000V aufladen. Nähert sich jetzt der aufgeladene Körper einem leitenden Körper, wird die Ladung durch einen Funken oder Blitz schlagartig ausgeglichen.

Welcher Schaden kann durch ESD entstehen?

Auch wenn sich die Ladungen bedrohlich anhören – für den Menschen sind diese durch elektrostatische Aufladung entstehenden Entladungen nicht gefährlich. Meist werden sie noch nicht einmal wahrgenommen (erst ab etwa 3000V). Trotzdem wird es jeder von uns schon einmal erlebt haben – z.B. bei der Begrüßung als elektrischer Schlag in den Fingerspitzen.

Anders sieht es schon bei elektronischen Bauteilen aus.

Hier kann jede Entladung – schon ab 30 Volt – ein elektronisches Bauteil dauerhaft schädigen. Diese Schädigung muss nicht immer sofort sichtbar sein. Das Bauteil kann auch nur leicht geschädigt worden sein und unter späterer Dauerbelastung dann komplett ausfallen.

Am gefährlichsten ist ESD in Kombination mit entzündlichen Gasen. Hier kann es schnell zu Bränden oder Explosionen kommen.

ESD bei LEDs

LEDs sind elektronische Bauteile, die durch eine Überspannungs-Entladung schnell Schaden nehmen können.

Auch hier kann sich eine Schädigung vielfältig zeigen. Der Komplettausfall einer ganzen LED-Reihe ist schlimmstenfalls möglich. Aber auch der Ausfall einzelner LEDs ist möglich. Wird das Bauteil nicht sofort komplett geschädigt, können LEDs durch ESD im späteren Anwendungsfall auch dunkler werden – oder einige Zeit bis zum Defekt brauchen.

ESD Gefährdungsgrad

Die Wahrscheinlichkeit eines Defektes durch ESD nimmt mit zunehmendem Verbauungsgrad des Bauteiles ab.

Einzelne LEDs sind hochgradig gefährdet. LEDs auf einem Träger (Platine oder LED Streifen) reihen sich in der Gefährdung direkt dahinter ein. Je weiter die LEDs verbaut wurden, desto geringer ist die Gefahr. Bei einer komplett verbauten Leuchte ist dann die Gefahr zu vernachlässigen.

Wie kann ESD vermieden werden

ESD kann nie ganz vermieden werden – aber es gibt Maßnahmen, die eine Ladung minimieren und so den Schaden einer solchen Entladung drastisch verkleinern.

Als erste Maßnahme sollten Sie auf isolierende Kunststoffe verzichten. Das ist meist nicht möglich.

Arbeiten Sie an LED Platinen oder LED Streifen, müssen Sie eine Ableitung der Ladungen sicherstellen. 

Dazu gibt es eine Vielzahl von geeigneten Einrichtungen.

Am Lötplatz können Sie z.B. ein ESD ableitendes Handgelenks-Band anlegen. Hier werden dann Spannungen über das Armband und das angeschlossene Kabel abgeleitet. Geerdete Schuhe oder / und Fußmatten sind ebenfalls zu empfehlen.

Vermeiden Sie unnötige Gegenstände am Arbeitsplatz. 

Baumwollhandschuhe schützen – zusätzlich zu einer geeigneten Erdung – die LEDs sowohl vor Schmutz und Fett als auch vor Überladungsfunken.

Unsere LED Streifen werden in einer geeigneten Verpackung geliefert. Vor dem entnehmen sollten Sie dann geeignete Maßnahmen ergriffen haben. Das gilt sowohl beim Schneiden, Verlöten als auch beim Verkleben in ein Profil.

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