Tĩnh điện là một hiện tượng tự nhiên có thể gây ra nhiều rủi ro, đặc biệt là phóng tĩnh điện (ESD) – một hiện tượng phổ biến với khả năng gây hư hại nghiêm trọng cho các thiết bị nhạy cảm. Bạn đã hiểu rõ về ESD và cách kiểm soát hiện tượng này trong các ứng dụng công nghiệp chưa? Hãy cùng SUNTECH tìm hiểu về hiểm họa vô hình này cũng như những giải pháp phòng ngừa chống tĩnh điện hiệu quả.
1. ESD là gì? Định nghĩa
ESD, viết tắt của Electrostatic Discharge, là hiện tượng phóng điện tĩnh xảy ra khi hai vật thể tiếp xúc hoặc cọ xát với nhau, dẫn đến sự chuyển giao điện tích giữa chúng.
Mặc dù hiện tượng này thường vô hại đối với con người và môi trường sinh hoạt hàng ngày, nhưng trong các ngành công nghiệp đặc thù, đặc biệt là sản xuất vi mạch điện tử, ESD lại có thể gây ra những tổn thất nghiêm trọng và khó khắc phục.
Cơ chế sinh ra ESD
Phóng tĩnh điện xảy ra khi hai vật thể mang điện tích trái dấu — một vật mang điện tích dương và vật còn lại mang điện tích âm — tiếp xúc với nhau. Quá trình ma sát giữa chúng khiến điện tích từ vật thể này di chuyển sang vật thể kia, tạo ra một dòng điện đột ngột, gọi là hiện tượng phóng tĩnh điện, có thể làm hỏng linh kiện điện tử hoặc gây gián đoạn trong quá trình sản xuất.
Trong sản xuất ESD có thể xảy ra ở công đoạn nào?
Trong sản xuất, ESD có thể xảy ra ở bất kỳ công đoạn nào, đặc biệt tại các giai đoạn có tiếp xúc trực tiếp giữa người và sản phẩm hoặc giữa các vật liệu khác nhau. Cụ thể:
- Lắp ráp linh kiện: Khi công nhân chạm vào chip, bo mạch mà không có thiết bị chống tĩnh điện, hiện tượng phóng tĩnh điện có thể xảy ra và làm hỏng linh kiện ngay lập tức.
- Kiểm tra, đóng gói: Tiếp xúc không kiểm soát trong quá trình này cũng dễ phát sinh tĩnh điện.
- Vận chuyển nội bộ: Ma sát giữa linh kiện và khay chứa khi di chuyển có thể tạo ra điện tích tĩnh.
Ngoài con người, vật dụng, vật liệu và môi trường cũng là nguồn gây phóng tĩnh điện.
2. Ảnh hưởng của ESD trong sản xuất điện tử
Trong ngành sản xuất linh kiện điện tử và vi mạch, hiện tượng ESD được ví như “kẻ thù vô hình” do không thể nhận biết bằng giác quan. Tuy nhiên, hậu quả để lại lại vô cùng rõ rệt và lâu dài.
Các linh kiện điện tử, đặc biệt là vi mạch, có cấu trúc cực kỳ tinh vi và nhạy cảm với nhiệt. Chỉ cần một tia phóng tĩnh điện nhỏ cũng đủ để làm hỏng vĩnh viễn một linh kiện. Hiện tượng này còn làm suy giảm chất lượng sản phẩm theo thời gian, ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu năng thiết bị. Khi các thiết bị hoạt động, gặp lỗi chức năng,..sẽ gây thiệt hại lớn cho nhà sản xuất và ảnh hưởng tiêu cực đến trải nghiệm của người dùng.
Ngoài ra, hiện tượng phóng tĩnh điện còn có thể làm gián đoạn quy trình sản xuất, buộc phải tạm dừng dây chuyền và tiến hành kiểm tra lại toàn bộ, dẫn đến sự lãng phí về thời gian và chi phí.
Vì vậy, việc kiểm soát ESD là điều kiện tiên quyết để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng. Giải pháp phòng sạch điện tử sẽ duy trì một môi trường làm việc an toàn, giúp ngăn ngừa phóng tĩnh điện và bảo vệ chất lượng sản phẩm.
=> Tư vấn giải pháp phòng sạch điện tử
3. Nên sử dụng thiết bị nào để chống tĩnh điện?
Để kiểm soát và ngăn ngừa tác động của tĩnh điện, các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử cần trang bị hệ thống thiết bị chuyên dụng nhằm kiểm soát và tiêu tán điện tích. Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bo mạch, vi mạch và các linh kiện nhạy cảm, giúp duy trì độ ổn định và chất lượng sản phẩm.
Các thiết bị chống tĩnh điện phổ biến bao gồm:
- Thảm chống tĩnh điện
- Vòng đeo cổ tay
- Giày bảo hộ
- Vật liệu chống tĩnh điện cho dụng cụ và thiết bị
- Quạt ion – giúp trung hòa tĩnh điện
- Phun sơn tĩnh điện
- Thanh khử tĩnh điện
Tiêu chuẩn quốc tế về kiểm soát tĩnh điện
Bên cạnh thiết bị, việc kiểm soát tĩnh điện trong sản xuất còn phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc tế đã được thiết lập bởi các tổ chức uy tín như ANSI/ESD. Những tiêu chuẩn này giúp định hướng cho doanh nghiệp xây dựng quy trình kiểm soát tĩnh điện hiệu quả, đồng thời đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng và độ tin cậy cao.
Một số tiêu chuẩn kiểm soát tĩnh điện phổ biến gồm:
- ANSI/ESD S20.20: Hướng dẫn tổng thể về thiết lập khu vực làm việc kiểm soát.
- ANSI/ESD S6.1: Yêu cầu về hệ thống nối đất cho thiết bị và vật liệu.
- ANSI/ESD STM11.11: Phương pháp kiểm tra điện trở bề mặt vật liệu.
- ANSI/ESD STM12.1: Kiểm tra điện trở của ghế ngồi trong môi trường.
- ESD ADV53.1: Hướng dẫn xây dựng và bố trí môi trường làm việc chống tĩnh điện.
Xem thêm: Tiêu chí lựa chọn quần áo bảo hộ phù hợp
4. Các biện pháp kiểm soát và hạn chế rủi ro tĩnh điện trong quy trình sản xuất
Dưới đây là ba biện pháp kiểm soát và hạn chế rủi ro tĩnh điện trong quy trình sản xuất:
- Hệ thống nối đất: Đây là biện pháp quan trọng nhất giúp giải phóng điện tích tích tụ trên các bề mặt và thiết bị. Bằng cách kết nối trực tiếp các bề mặt, thiết bị và cả nhân viên với hệ thống nối đất, điện tích sẽ được dẫn ra ngoài, ngăn ngừa nguy cơ phóng tĩnh điện gây hư hại. Hệ thống này còn giúp duy trì mức điện thế an toàn, bảo vệ thiết bị khỏi các tác động tĩnh điện bất ngờ.
- Sàn vinyl chống tĩnh điện: Loại sàn này được thiết kế với khả năng kháng tĩnh điện, giúp ngăn chặn sự tích tụ tĩnh điện từ giày dép hoặc sự di chuyển của người lao động. Bề mặt sàn vinyl tạo ra một môi trường làm việc ổn định, giảm thiểu rủi ro cho các thiết bị điện tử nhạy cảm. Ngoài ra, sàn vinyl còn giúp duy trì hiệu suất của hệ thống nối đất bằng cách truyền dẫn điện tích từ nhân viên xuống đất.
- Khu vực EPA (Electrostatic Protected Area): Khu vực EPA được thiết lập với các công cụ và vật liệu chống tĩnh điện nhằm bảo vệ linh kiện điện tử nhạy cảm trong suốt quá trình sản xuất và lắp ráp. Các khu vực này sử dụng các biện pháp như bàn làm việc, thảm, thiết bị bảo vệ cá nhân (dây đeo cổ tay, giày chống tĩnh điện) và hệ thống nối đất để tạo ra môi trường an toàn tối ưu, giảm thiểu khả năng xảy ra phóng tĩnh điện gây hư hỏng thiết bị.
Kiểm soát phóng tĩnh điện là yêu cầu bắt buộc trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là sản xuất điện tử. Hy vọng bài viết giúp bạn hiểu rõ hơn về ESD và các biện pháp chống tĩnh điện hữu ích cho quy trình sản xuất của bạn.
Xem thêm: Sàn Vinyl kháng khuẩn trong bệnh viện
