ESD-Schutzscheiben aus Polycarbonat Zwei in einem: ESD- plus Laserschutz

Mit einem Oberflächenwiderstand von 106 Ohm leiten geerdete Europlex ESD-Scheiben (im Bild orange) elektrostatische Ladungen kontrolliert ab und verhindern statische Aufladungen. Mittlerweile setzt LPKF die Sicherheitsfenster nicht nur im Premiumsegment ein, sondern auch im kostengünstigen Einsteigermodell MicroLine 1000 S.

Für Anwendung in Fertigungsbereichen, die besonders gegen elektrostatische Entladungen geschützt werden müssen, hat Evonik Industries unter dem Marktennamen Europlex ein transparent elektrostatisch ableitfähiges Material aus Polycarbonat entwickelt. Als Variante Europlex EC schützt das Material zusätzlich gegen UV-Laserstrahlen bis 500 nm und ist bereits in Laser-Anlagen von LPKF im Einsatz.

»Bei der Entwicklung neuer Lasersysteme stehen die Ingenieure von LPKF immer wieder vor der Aufgabe, besondere Kundenanforderungen umzusetzen, schildert Elke Nelles-Schwelm, Project Manager Static Plastics bei Evonik Degussa. »So wünschten Anwender den Einbau von Sichtfenstern in die Einhausungen der Lasersysteme LPKF MicroLine 6000 P und MicroLine 6000 S, damit sie den Prozess beobachten können.«  

Die Sichtfenster der UV-Lasersysteme der Laserklasse 1 sind für zwei sicherheitsrelevante Anforderungen auszulegen: Sie müssen entsprechend der Norm DIN EN 61340-5-1 ableitfähig sein, um die hochsensiblen elektronischen Bauteile vor Beschädigung oder Zerstörung durch ESD zu schützen. Außerdem darf für den geforderten Laserschutz keine UV-Laserstrahlung mit einer Wellenlänge unter 500 nm austreten. »Die Herausforderung für die Ingenieure bestand darin, dass herkömmliche Laserschutzfenster keine elektrischen Oberflächenströme ableiten«, erklärt die Projektmanagerin. Eine Möglichkeit wäre gewesen, die Lösung für die Sichtfenster der Lasersysteme mit leitfähigen Folien zu bekleben, aber das erwies sich als zu aufwändig. In einer Sandwichkonstruktion müssten vor und hinter der Laserschutzscheibe leitfähige Kunststoffplatten montiert werden. Daher entschloss sich LPKF, die Polycarbonatscheiben von Evonik einzusetzen, die gleichzeitig Schutz gegen ESD und gegen die Laserstrahlen bieten. Die geerdeten Scheiben sind laut Nelles-Schwelm permanent und unabhängig von der Luftfeuchtigkeit ableitfähig. Mit einem Oberflächenwiderstand von 106 Ohm leiten sie elektrostatische Ladungen kontrolliert ab und verhindern statische Aufladungen. Im elektromagnetischen Wellenlängenbereich bis etwa 500 nm wirkt die orangefarbene Schutzscheibe wie ein Filter. Kleinere Wellenlängen werden vollständig gesperrt. Im Wellenlängenbereich von 500 bis 780 nm beträgt die Lichttransmission 90 Prozent mit einer optischen Dichte von 0,046. »Die Eignung für die Laserschutzklasse 1 belegen interne Messreihen und eine Abnahme des Gesamtsystems durch den Product Service des TÜV Süd«, betont Nelles-Schwelm.  Damit gelten die LPKF-Lasersysteme mit Europlex-Scheiben sicherheitstechnisch zertifizierte Lasersysteme für die empfindliche Elektronikproduktion.

 

Mittlerweile setzt LPKF die Sicherheitsfenster nicht nur im Premiumsegment ein, sondern auch im kostengünstigen Einsteigermodell MicroLine 1000 S. Bei diesem Schneidlaser schneidet der UV-Laserstrahl direkt an empfindlichen Bauteilen oder Leiterbahnen, ohne diese mechanisch oder thermisch zu beeinträchtigen. Die Bauteile werden unmittelbar unter der Europlex-Scheibe geführt: »Damit sind der Schutz der Bauteile und des Anwenders, ein schneller Wechsel der Werkstücke und durchgängige optische Kontrolle ideal vereint«, erklärt Thomas Nether, Product Manager PCB Equipment bei LPKF.

Die Europlex Polycarbonatscheiben sind unter der Bezeichnung Europlex SDX auch als ESD-Schutz ohne Laserabschirmung erhältlich: Zur Auswahl stehen neben der transparenten Variante die Farben orange und bronze sowie die Materialstärken 2 bis 8 mm.