ESD Messtechnik und Doku

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26.03.2012 00:00
Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern


Nach dem abziehen wurden die Aufkleber an das EFM 120 gehalten. Hierbei wurde ein Wert von ca. 40 kV gemessen.

Somit haben wir ein Feld von 40000V/m und der Abstand waren ca. 5cm. Somit würde sich doch ein Oberflächenpotential von 2000V ergeben (40.000V/m x 0,05m=2000V).

Laut Norm sind ja bis zu 10.000V/m erlaubt, die wir ja somit längst nicht erreicht haben, da wir ja auch keinen Meter entfernt sind. Aber selbst wenn, wäre es noch im grünen Bereich.
Die zweite Regel besagt doch, dass ab 2000V der Gegenstand mindestens 30cm vom ESDS entfernt sein muss. Das bezieht sich doch dann auf meine 40kV und ich wäre somit ganz klar drüber, aber nach der 1. Regel noch im Soll. Da kann ich jetzt natürlich einen Fehler haben, da ich mich zwar mit der Problematik von ESD vertraut bin, jedoch nicht mit dem Messen.

Interessant wäre es einfach, ob ich das richtig berechnet habe und ob dieser Wert kritisch ist oder eben nicht.


Vielen Dank und mit freundlichem Gruß, Moritz

 



26.03.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Hallo
Ich bin etwas verwöhnt von meinen Messgeräten, die den Abstand mit einberechnen und das Oberflächenpotential direkt anzeigen.
Aber die Berechnung 40kV/m bei 5 cm Abstand müsste stimmen und es wären 2.000 V Oberflächenpotential.

Bei der Norm müssen wir jetzt aufpassen. Die Norm spricht von einem E-Feld nicht größer wie 10 kV/m (=100V/cm) bei einem möglichen Kontakt mit ESDS und da sind wir mit aktuell 2.000 Volt darüber.

Und die Norm spricht von einem Überschreiten des Oberflächenpotentials von 2.000 Volt und dem daraus resultierenden Abstand von min. 30 cm. Und da sind wir mit dem aktuellen Messergebnis auch grenzwertig.

D.h., es handelt sich um einen aufladbaren Aufkleber und es sollte nicht zum direkten Kontakt mit empfindlicher Elektronik kommen. Und die Norm empfiehlt einen Mindestabstand zwischen Aufkleber und Elektronik von 30 cm.


Ich habe mal einen kleine Versuch mit einem Charge Plate nachgestellt und das Bild auf den ftp gelegt.
http://www.esd-coach.de/images/versuch2692.jpg

Dabei habe ich die obere Plate mit -1.490 Volt aufgeladen mittels HV-Converter. Das untere Elektrofeldmeter zeigt die aktuelle Oberflächenspannung auf der Platte an. Nun gehe ich mit einem zweiten Feldmeter darüber und versuche, in einem Abstand von ca. 5 cm (tatsächlich 4,7 cm) das E-Feld in kV/m zu messen. Das Gerät zeigt -31.500 kV/m an. Jetzt rechne ich -31.500 Volt x 0,047 = -1.480 Volt, was fast den -1.490 Volt von der unteren Anzeige entspricht … 0,5 mm hin oder her … Versuch war etwas schwierig mit der Kamera in der anderen Hand.

Editiert von ESD-Coach - 14.04.2012 08:05

Schöne Grüsse
vom ESD-Coach



27.03.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Erst einmal schon mal vielen Dank, der Versuch am Ende ist auch super, somit ist die Berechnung ja echt sehr genau

Eine kleine Frage habe ich noch, an der ich mich aufhänge. Bei 10000V/m beziehungsweise 100V/cm ist dies dann die Ladung, welche in einem Meter bzw. Centimeter Entfernung vorhanden sein darf oder auf einer Fläche von einem Meter bzw. Centimeter, allerdings müsste dann ja eigentlich m^2 oder cm^2 da stehen.

Vielen Dank schon mal, Moritz

 



27.03.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Hallo
in Physik war ich zwar nicht besonders, aber ich versuch es einmal.

V/m (Volt pro Meter) ist die Maßeinheit für „elektrische Feldstärke“ und ist eine physikalische Größe, die die Stärke von elektrischen Feldern beschreibt. Formelzeichen E→

Jetzt haben wir Ladung (Q, q) auf einem Punkt und diese Ladung baut ein elektrisches Feld um sich herum auf. In diesem Feld wirkt eine Kraft (F→ )

Daraus ergibt sich E→ = F→ / q
Das wäre nun ein Newton pro Coulomb, also die Kraft auf die Ladung im elektrischen Feld.
Als Formel: 1 Nm (bzw. 1 VAs/m) pro 1 C (bzw. 1 As) = (VAs/m) / As … „As raus kürzen“ und wir haben 1 V/m… vom Newton kommt die Basiseinheit Meter.
Bzw. ein V/m ist die Potentialdifferenz von 1 Volt zwischen zwei Punkten in einem Abstand von 1 Meter.

 


Oder so ähnlich

Schöne Grüsse
vom ESD-Coach



27.03.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Danke für die Erklärung
Das erklärt also auch das es sich proportional verhält und in meinem Fall bei einer Messung V/inch 400V x 2,45cm = 980V sein dürfen ?
Das Messgerät hat zwei Laserkreise die sich decken, wenn der korrekte Abstand ( 1 Zoll) zum Objekt hergestellt ist.

P.S.: ich hatte den Unterpunkt "allg. Beiträge zu ESD" als Lesezeichen eingerichtet und nicht mitbekommen das es sich um mehrere Unterpunkte erweitert hatte. Bitte verschiebe doch meine Beiträge in die korrekten Unterverzeichnisse. Danke

 



28.03.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Gern geschehen!

Übrigens, der Umzug der Beiträge in die neuen Unterforen ist abgeschlossen. Die umgezogenen Themen müssen aber neu abonniert werden, damit man über einen neuen Beitrag informiert wird. Ich wollte etwas Ordnung schaffen und es etwas übersichtlicher gestalten.
Nachdem wir bereits 78 angemeldete Mitglieder haben, die zwar nicht alle am Forum teilnehmen.... aber was nicht ist, kann ja noch kommen

Schöne Grüsse
vom ESD-Coach



02.04.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Ok ich hab mal noch eine kleine Frage. Da ich 10000V/m haben darf oder 100V/cm, folgt doch daraus, dass ich auf 5cm 500V Potential haben dürfte und somit deutlich drüber bin ?

Zwar bin ich eh schon mit den 2000V nach der 2. Regel drüber, jedoch möchte ich mir da sicher sein

Allerdings bin ich recht zuversichtlich, dass ich richtig liege, aufgrund der letzen Antworten zu diesem Thema

Vielen Dank, Moritz

 



02.04.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Hallo
hmm, ich bin mir nicht sicher, ob es richtig verstanden bzw. von mir eindeutig erklärt wurde.
Ich versuche es mal mit anderen Worten:
Gehen wir mal davon aus, dass wir auf einem Punkt eine Ladung haben, die z.B. durch Reibung entstanden ist. Ladung entsteht bei Ladungstrennung und ist z.B. ein Elektronenüberschuss. Die Elektronen möchten wieder zu ihrem Ursprung zurück und das ist das Ausgleichsbestreben von Ladungen und wird als elektrische Spannung bezeichnet.

Nun weiter, Ladung verursacht ein elektrisches Feld und dieses Feld ist ein Raum, indem auf Ladungen Kräfte ausgeübt werden. Zur Messung der Wirkung des E-Felds benutzt man die elektrische Feldstärke mit der Einheit „Volt durch Meter (V/m)“ => E = U / d = V / m

Die Feldstärke, die 1 V/m entspricht, wäre z.B. ein Plattenkondensator mit einem Plattenabstand von 1 Meter und wenn man 1 Volt Spannung anlegt.

Nun zum Verhältnis:
-> Proportional zueinander ist die Feldstärke (Kraft auf Ladung) und die Spannung und verhält fast linear zueinander. Vorausgesetzt man hat ein homogenes E-Feld.
-> Umgekehrt proportional ist die Feldstärke zum Abstand (Plattenabstand) und verhält sich nicht linear. Die Feldstärke sinkt mit zunehmenden Abstand.

Bei der Feldmühlenmessung könnte man folgende Berechnung anwenden:
V/m x m (Abstand) = V/cm (Potential auf dem Punkt)
„Messwert im Abstand zur Probe“ x „Abstand zu Probe“ = „Potential auf der Probe“
z.B.:
2.000V/m x 0,05cm = 100V … also bei 5cm Messabstand ist des maximal zulässige angezeigte Wert 2.000V/m, um den Normgrenzwert von 100V nicht zu überschreiten.

Bei 2,5cm Abstand wäre der angezeigte Wert 4.000V/m (bei 100V auf der Probe)
Bei 1cm Abstand wäre der angezeigte Wert 10.000V/m (bei 100V auf der Probe)

Zur grafischen Darstellung einfach mal die Werte in eine xy-Koordinatensystem eintragen (x=Abstand in cm, y=Feldstärke in kV/m) und es kommt eine Kurve raus.

Das EFM022 und EFM023 berechnen übringens das Spannungspotential auf einem Punkt selbständig, wenn man den verwendeten Abstand am Messgerät einstellt.

Schöne Grüsse
vom ESD-Coach



02.04.2012 00:00
Re: Elektrofeldmeter Oberflächenpotential beim abziehen von Aufklebern
Hallo
hier noch ein kleiner Praxisversuch zu "Potentialberechnung bei Abstandsmessung mit einer Feldmühle", der evtl. zum besseren Verständnis beiträgt:

Link
http://www.esd-coach.de/images/Praxisversuch_Feldstaerkemessung_Feldmuehle.pdf

 

Wie gesagt, Physik erklären ist nicht meine Stärke

Editiert von ESD-Coach - 14.04.2012 07:55

Editiert von ESD-Coach - 14.04.2012 07:56

Schöne Grüsse
vom ESD-Coach

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