ESD-Matten

Elektrostatische Ladungen entstehen typischerweise durch einen Prozess, der als triboelektrischer Effekt bekannt ist. Er tritt auf, wenn zwei Materialien in Kontakt kommen und dann wieder getrennt werden. Dabei wandern Elektronen von einem Material auf das andere, was zu einer Ungleichheit in der elektrischen Ladung führt. Das Material, das Elektronen verliert, erhält eine positive Ladung, während das Material, das Elektronen aufnimmt, negativ geladen wird.

Ein typisches Beispiel ist das Gehen auf einem Teppich aus Kunstfasern. Durch die Reibung werden Elektronen zwischen den Schuhen und dem Teppichmaterial übertragen. Das führt oft zu einer spürbaren elektrostatischen Entladung, wenn man anschließend einen leitfähigen Gegenstand berührt. Ähnliches passiert beim Aufstehen von einem Kunststoffsitz. In beiden Fällen können sich Spannungen von wenigen Tausend bis zu mehreren Zehntausend Volt aufbauen. 

Die Art und Menge der erzeugten Ladung hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Art der beteiligten Materialien, der Oberflächenbeschaffenheit, der Umgebungsbedingungen und der Geschwindigkeit, mit der die Materialien getrennt werden. In Umgebungen mit geringer Luftfeuchtigkeit, wie zum Beispiel in beheizten Innenräumen im Winter, können elektrostatische Ladungen leichter entstehen. Sie halten zudem länger an, da trockene Luft Elektrizität schlecht leitet.

Trotz der geringen Stromstärke von wenigen Mikro- oder Milliampere und der kurzen Dauer der Entladung kann eine ESD empfindliche elektronische Komponenten beschädigen oder zerstören. Bei Halbleitern wie Dioden, Transistoren oder Mikrochips reichen bereits Spannungen von wenigen Volt. Daher ist es wichtig, in Umgebungen, in denen mit solchen empfindlichen Komponenten gearbeitet wird, entsprechende ESD-Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

ESD-Schutzmatten sind ein wichtiges Hilfsmittel in Umgebungen, in denen mit empfindlichen elektronischen Bauteilen gearbeitet wird. Dazu gehören Räume der Elektronikfertigung ebenso wie Reparaturwerkstätten und Labore. ESD-Schutzmatten sind so konzipiert, dass sie statische Aufladungen auf ihrer Oberfläche und von darauf abgestellten Gegenständen ableiten. Dies geschieht durch ein in die Matte eingebettetes leitfähiges Material, das die statische Aufladung auffängt und zur Erde leitet. Dazu wird die Matte in der Regel über ein Erdungskabel mit der Erde verbunden, zum Beispiel mit dem Schutzkontakt einer Steckdose. Zahlreiche elektronische Messinstrumente sowie Netzteile und Signalgeneratoren bieten häufig auch eine Buchse für den Erdanschluss.

ESD-Anti-Ermüdungsmatten

Diese Matten wurden entwickelt, um langes Stehen zu erleichtern und gleichzeitig die Vorteile des ESD-Schutzes zu bieten. Ihre Oberfläche ist so gestaltet, dass sich Personen trotz der Bremswirkung des Materials leicht auf der Stelle drehen können. Außerdem sind viele Anti-Ermüdungsmatten gepolstert, um das stundenlange Stehen angenehmer zu gestalten.

Der Schutz vor ESD-Ereignissen während der Arbeit mit Halbleitern setzt einen ständigen Kontakt der Matte mit dem Erdpotenzial voraus. Daher sind viele Angebote mit einem Ableitkabel-Set ausgestattet, das es allerdings auch einzeln gibt. Es besteht vielfach aus einem Verbindungskabel für die Matte zum Anschluss ans Erdpotenzial, einem leitfähigen ESD-Armband sowie einem Stecksystem aus Ösen, Druckknöpfen, Krokodilklemmen und Bananensteckern.