ESD-Energieführungsketten von Tsubaki Kabelschlepp

Spezialkunststoff verhindert elektrostatische Entladungen in Produktionsanlagen für sensible elektronische Bauteile

03. April 2012

Unkontrollierte elektrostatische Entladungen (engl.: electrostatic discharge – ESD) führen bei der Herstellung mikroelektronischer Bauteile, Halbleiter oder Solarkollektoren häufig zu Problemen. Kurze, hohe Stromimpulse können die sensiblen Bauelemente beschädigen und zählen entsprechend zu den qualitätskritischen Fertigungsfaktoren. Diese Entladungen können unter anderem auch an den Energieführungsketten in den Produktionsanlagen entstehen. Der Hersteller Tsubaki Kabelschlepp begegnet diesem Problem durch spezielle ESD-Energieführungsketten aus einem neu entwickelten Kunststoff, die einen anforderungsgerechten ESD-Schutz garantieren.

Die Anforderungen an die Materialien, Werkzeuge und damit auch die Energieführungsketten definiert die ESD-Norm DIN EN 61340. Dort ist festgelegt, dass die Ketten gegen unkontrollierte Entladungen gesichert und von einem Anschlusswinkel zum anderen leitfähig sein müssen. Um dem strengen Anforderungsprofil der Norm und den hohen Qualitätsansprüchen der Elektronikproduktion gerecht zu werden, hat Tsubaki Kabelschlepp in umfassenden Versuchsreihen auf der Basis moderner Funktions- und Nanomaterialien einen Spezialkunststoff entwickelt.

Dieses Material zeichnet sich durch eine besonders feingliedrige Matrix aus und erfüllt die Anforderungen der ESD-Norm hinsichtlich der Ableitfähigkeit und des Widerstandsverhaltens auch nach längerem Einsatz zuverlässig. Eine ESD-Kennzeichnung auf den Energieführungsketten sowie ein Qualitätssicherungszertifikat garantieren, dass die Praxistauglichkeit der ESD-Energieführungen unter strengsten Bedingungen erfolgreich getestet und zuverlässig bestätigt wurde.

Hohe elektrische Leitfähigkeit durch Nanotubes

Das ESD-Material für die Energieführungsketten wird mittels Nano-Technologie modifiziert und unter anderem mit so genannten Carbon Nanotubes – Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit einem Durchmesser von wenigen Nanometern und einer Länge von einigen Mikrometern – versehen. Die Nanotubes dienen als funktioneller Füllstoff und besitzen aufgrund ihrer graphitischen Oberflächenstruktur eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Kunststoff-Energieführungsketten aus diesem Material liegen mit einem Oberflächenwiderstand von ≤ 105 Ohm im Optimalbereich der von der ESD-Norm geforderten Werte.

Durch die große spezifische Oberfläche und die extrem gleichmäßige Verteilung der Nanotubes im Material wird diese gute Leitfähigkeit auch an den Kontaktstellen zwischen den Kettengliedern und damit über die gesamte Kettenlänge erreicht. So konnte bei einer Kette des Typs ET0320.025.030.038 in ESD-Ausführung mit 125 Gliedern und einer Länge von 4.000 mm ein Widerstand von ≤ 105 Ohm gemessen werden.

Zusätzliche Stabilität inklusive

Durch die Modifikation des glasfaserverstärkten Kunststoffmaterials mit Nanotubes wird nicht nur die Leitfähigkeit, sondern auch die Stabilität der Energieführungsketten weiter verbessert. Die Nanotubes besitzen bei nur einem Sechstel des Gewichts eine um ein Vielfaches höhere Zugfestigkeit als Stahl. Dadurch verbessern sich die mechanischen Eigenschaften der ESD-Energieführungsketten von Tsubaki Kabelschlepp bei weiterhin hoher Elastizität – ein Effekt, der auch in vielen Sportgeräten wie Golf- und Tennisschlägern oder Carbonrennrädern bereits mit großem Erfolg genutzt wird.