ESD-Armbänder

Elektrostatische Entladungen oder ESD entstehen meist dann, wenn zwei unterschiedlich geladene Objekte in Kontakt kommen oder sich nähern. Eine Schuhsohle aus Nylon beispielsweise wird durch Reibung auf einem PVC-Bodenbelag aufgeladen. Berührt die Person dann eine Türklinke aus Metall, kann ein Funke überspringen – Schuhsohle und Türklinke sind elektrostatisch entgegengesetzt aufgeladen. Es gibt sozusagen einen Kurzschluss des menschlichen Körpers zum Erdpotenzial.

Die durch Reibung entstehende Elektrizität beruht auf dem sogenannten triboelektrischer Effekt, eine der häufigsten Ursachen für elektrostatische Ladungen. Der Effekt tritt auf, wenn zwei Materialien mit deutlichem Abstand in der triboelektrischen Reihe in Kontakt kommen und dann getrennt werden.

So befindet sich die menschliche Hand ganz vorn im positiven Bereich der Reihe, Nylon wenige Positionen dahinter. PVC rangiert dagegen weit hinten im Negativen. Reibung und anschließende Trennung der beiden Materialien führen dazu, dass Elektronen vom negativen Nylon auf das positive PVC übergehen, wodurch sich beide Stoffe gegensätzlich aufladen. 

Sobald genügend Ladung aufgebaut ist und die Spannung zwischen den beiden geladenen Objekten einen kritischen Wert erreicht, kommt es zum ESD, einer elektrostatischen Entladung. Das kann in Form eines sichtbaren Funkens geschehen oder als unsichtbare Entladung. Sie kann genug Energie freisetzen, um elektronische Bauteile dauerhaft zu beschädigen oder sogar zu zerstören.

Innerhalb des Antistatik-Armbands befindet sich ein leitfähiger Faden oder Streifen. Er sorgt dafür, dass die elektrostatische Ladung vom Handgelenk des Benutzers abgeleitet wird. Dieser Teil ist entscheidend für die Funktionalität des Armbands, da er die elektrische Verbindung zwischen der Haut und dem Erdungskabel herstellt.

Diese Verbindung des Armbands zum Erdpotenzial ist in der Regel durch ein festes oder per Druckknopf anknüpfbares Spiralkabel realisiert, das eine gewisse Bewegungsfreiheit ermöglicht. Das ESD-Kabel enthält zur Sicherheit einen Widerstand, typischerweise von 1 Megohm. Der Widerstand begrenzt den Stromfluss, falls es zu einer versehentlichen Verbindung mit einer elektrischen Quelle kommt.

Am anderen Ende des ESD-Kabels befindet sich ein Mechanismus zur Erdung. Das kann eine Krokodilklemme sein, die an einen geerdeten Gegenstand angebracht wird, ein spezieller Stecker für eine Erdungsbuchse oder einen Druckknopf an einer ESD-Matte oder einem anderen Erdungssystem.

Viele ESD-Handgelenkbänder sind mit Druckknöpfen in verschiedenen Größen ausgestattet, passend zu den Druckknöpfen in Erdungsmatten. Steht kein zusätzliches Erdungssystem zur Verfügung, kann auch der Schutzleiterkontakt in der Steckdose die Erdung übernehmen. Das sollte wegen der mechanisch nicht sehr stabilen Verbindung allerdings nur in Notfällen geschehen.