Xây dựng chương trình kiểm soát chống tĩnh điện

Lý do phải kiểm soát chống tĩnh điện

Các hiện tượng phóng tĩnh điện ESD đang là nguyên nhân gây ra sự cố ngoài tầm kiểm soát,thiệt hại về sản lượng và chất lượng sản phẩm. Chúng còn gây tiêu tốn rất nhiều thời gian,chi phí khắc phục, gây khó chịu cho tất cả mọi người trong quá trình làm việc và thường khó nhận ra bằng mắt thường.

Mặc dù thời gian phóng tĩnh điện diễn ra < 1 nano giây nhưng với dòng điện cực đại đạt tới vài ampe, sự phóng điện tĩnh theo nghĩa đen là một tia sét thu nhỏ, tạo ra nhiệt có thể dễ dàng đốt cháy qua các cấu trúc vi điện tử của đối tượng IC, board mạch. Con người không thể cảm nhận được điện áp ESD cho đến khi mức điện áp tĩnh điện đạt tới xấp xỉ 3.000 V, trong khi độ nhạy cảm hoặc mức điện áp chịu được của nhiều thành phần thậm chí có thể thấp hơn 50 V hoặc thấp hơn 100V.

Đối với các nhà sản xuất sản phẩm sử dụng các linh kiện điện tử này, việc triển khai chương trình điều khiển ESD đã trở nên quan trọng. Chương trình kiểm soát phải bảo vệ ESD liên tục thông qua tất cả các bước sản xuất bao gồm kiểm tra, thử nghiệm, lưu trữ, giao hàng, lắp đặt, sử dụng, bảo trì, thay thế và sửa chữa.

Quy trình kiểm soát tĩnh điện

• Xác định rõ ràng các thành phần và sản phẩm nhạy cảm với ESD (Mức độ nhạy cảm).
• Dùng dây nối đất của tất cả các đối tượng dẫn điện, bao gồm cả nhân viên thao tác, trong một khu vực được bảo vệ bởi ESD.

• Loại bỏ các vật cách điện không cần thiết khỏi các khu vực được bảo vệ bởi ESD. Thay thế các vật liệu các điện sang loại vật liệu truyền dẫn tĩnh điện.
• Trung hòa các điện tích trên các chất cách điện thiết yếu thông qua quá trình ion hóa (ionizer).
• Sử dụng túi chống tĩnh điện (Shielding bag) khi lưu trữ bên ngoài khu vực hoặc khi vận chuyển.​

Yêu cầu cơ bản về kiểm soát chống tĩnh điện

Một chương trình kiểm soát ESD thường sẽ áp dụng các đề xuất, nội dung được liệt kê trong Bảng 1 của bộ tiêu chuẩn kiểm soát chống tĩnh điện ANSI/ESD S20.20:

• Bề mặt làm việc bảo vệ chống tĩnh điện: <1.0 × 10⁹ ohms được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn ANSI/ESD S4.1, với giới hạn dưới là 1.0 × 10⁶ như được khuyến nghị trong ESD-ADV 53.1.
• Thảm sàn hoặc miếng lót chống tĩnh điện: <1.0 × 10⁹ ohms được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn ANSI/ESD S7.1. Khi hệ thống sàn / giày dép là phương pháp nối đất chính, phạm vi khuyến nghị S20.20 là <3.5 × 10⁷ ohms được thử nghiệm trên ESD STM 97.1 trong đó phép đo điện trở được kết hợp với người hoặc việc tạo ra điện tích nhỏ hơn 100 V được thử nghiệm trên mỗi STM 97.2 (walking test)
• Hệ thống dây đeo cổ tay: <3.5 × 10⁷ ohms trên ESD S1.1, sẽ cung cấp đường dẫn điện liên tục từ người dùng trực tiếp xuống đất. Thay vào đó, có thể sử dụng hệ thống giám sát liên tục.
• Giày bảo hộ chống tĩnh điện: dây đai gót, dây đeo cổ chân hoặc giày dẫn điện cung cấp đường dẫn điện liên tục từ người sử dụng trực tiếp đến sàn bảo vệ hoặc thảm <1.0 × 10⁹ ; giày được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn S9.1.
• Các nguồn tạo tĩnh điện: Không được đặt các vật dụng cá nhân không cần thiết trên các bề mặt làm việc gần khu vực thao tác. Các vật liệu các điện thiết yếu có điện áp tĩnh điện > ± 2.000 V nên đặt các xa đối tượng nhạy cảm tĩnh điện trong vòng 12 inches (30cm) và với điện áp tĩnh điện >± 125V nên đặt xa khoảng 2.5cm
• Các sản phẩm may mặc bảo vệ chống tĩnh điện (quần áo, găng tay chống tĩnh điện phủ PU đầu ngón) 1.0 × 10⁵ ohms đến 1.0 × 10¹¹ ohms đã được thực hiện đo theo tiêu chuẩn STM 2.1.
• Các ion hóa: Độ lệch điện áp (ion balance) ± 35 V được kiểm tra theo tiêu chuẩn S3 S3.

Kết luận

Để có hiệu quả trong việc kiểm soát esd, một chương trình kiểm soát ESD phải toàn diện và được ghi lại trong một kế hoạch thực hiện các quy trình, các thiết bị nhạy cảm với ESD. Kế hoạch này phải được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng công ty, nhưng phải tuân theo các hướng dẫn cơ bản như đã nêu trong bộ tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20.