NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA KIỂM SOÁT TĨNH ĐIỆN
Chúng tôi đề xuất tập trung vào sáu nguyên tắc cơ bản trong quá trình phát triển và triển khai các chương trình kiểm soát ESD hiệu quả:
- Thiết kế bảo vệ bằng cách thiết kế các sản phẩm và cụm lắp ráp sao cho bền chắc nhất có thể trước tác động của ESD.
- Xác định mức độ kiểm soát cần thiết trong môi trường của bạn.
- Xác định và định nghĩa các khu vực được bảo vệ tĩnh điện (EPA), các khu vực mà bạn sẽ xử lý các vật phẩm dễ bị tĩnh điện (ESDS).
- Giảm sự phát sinh điện tích tĩnh điện bằng cách giảm và loại bỏ các quá trình phát sinh tĩnh điện, duy trì các quá trình và vật liệu ở cùng mức điện thế tĩnh điện và cung cấp đường dẫn đất thích hợp để giảm sự phát sinh và tích tụ điện tích.
- Tiêu tán và trung hòa bằng cách nối đất, ion hóa và sử dụng vật liệu kiểm soát tĩnh điện dẫn điện và tiêu tán.
- Bảo vệ sản phẩm khỏi ESD bằng cách nối đất hoặc phân luồng thích hợp và sử dụng bao bì kiểm soát tĩnh điện và các sản phẩm xử lý vật liệu.
Ở cấp độ cơ sở, các nỗ lực kiểm soát ESD của chúng tôi tập trung vào năm nguyên tắc cuối cùng. Ở Phần Ba, chúng tôi sẽ tập trung vào các vật liệu và quy trình chính giúp giảm sự phát sinh điện tích tĩnh điện, loại bỏ điện tích xuống đất và trung hòa điện tích để bảo vệ các vật phẩm ESDS.
XÁC ĐỊNH CÁC KHU VỰC CÓ VẤN ĐỀ VÀ MỨC ĐỘ KIỂM SOÁT
Một trong những câu hỏi đầu tiên chúng ta cần trả lời là “Các bộ phận và/hoặc cụm lắp ráp mà chúng ta đang sản xuất hoặc xử lý có nhạy cảm với ESD đến mức nào?” Thông tin này sẽ hướng dẫn bạn xác định các quy trình và vật liệu khác nhau cần thiết để kiểm soát ESD trong môi trường của bạn.
Bạn xác định độ nhạy của các bộ phận và cụm lắp ráp của mình như thế nào hoặc bạn có thể lấy thông tin về phân loại ESD hoặc điện áp chịu đựng của chúng ở đâu? Nguồn đầu tiên sẽ là nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp của chính bộ phận đó hoặc bằng cách sử dụng bảng dữ liệu bộ phận liên quan đến bộ phận đó. Điều quan trọng là bạn phải có được cả xếp hạng Mô hình cơ thể người (HBM) và Mô hình thiết bị tích điện (CDM). Bạn cũng có thể thấy rằng bạn cần phải kiểm tra thiết bị cụ thể của mình về độ nhạy ESD bằng ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 (HBM) và ANSI/ESDA/JEDEC JS-002 (CDM). Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng mối tương quan giữa điện áp được sử dụng để xác nhận thiết bị và điện áp tĩnh được đo tại hiện trường là yếu.
Câu hỏi thứ hai bạn cần trả lời là “Những khu vực nào trong cơ sở của chúng tôi cần được bảo vệ ESD?” Điều này sẽ cho phép bạn xác định các khu vực được bảo vệ tĩnh điện (EPA) cụ thể của mình, các khu vực mà bạn sẽ xử lý các bộ phận nhạy cảm và các khu vực mà bạn sẽ cần triển khai các nguyên tắc kiểm soát ESD. Thông thường, bạn sẽ thấy rằng có nhiều khu vực cần được bảo vệ hơn bạn nghĩ ban đầu, thường là bất cứ nơi nào xử lý các mặt hàng ESDS tiếp xúc. Các khu vực điển hình cần được bảo vệ ESD được hiển thị trong Bảng 1.
ĐẤT
Việc tiếp đất đặc biệt quan trọng để kiểm soát ESD hiệu quả. Nó cần được xác định rõ ràng và đánh giá thường xuyên.
Dây dẫn nối đất thiết bị cung cấp một đường dẫn để đưa vật liệu bảo vệ ESD và con người đến cùng một điện thế. Tất cả các dây dẫn và vật liệu tiêu tán trong môi trường, bao gồm cả con người, phải được liên kết hoặc kết nối điện với một mặt đất đã biết hoặc tạo ra sự cân bằng thế giữa tất cả các vật phẩm và con người. Bảo vệ ESD có thể được duy trì ở mức điện tích hoặc điện thế trên mức tham chiếu mặt đất điện áp “không” miễn là tất cả các vật phẩm trong hệ thống có cùng điện thế. Điều quan trọng cần lưu ý là các chất cách điện, theo định nghĩa là không dẫn điện, không thể mất điện tích tĩnh điện của chúng khi kết nối với mặt đất.
Tiêu chuẩn ANSI/ESD S6.1 của Hiệp hội ESD – Tiếp địa khuyến nghị quy trình hai bước để tiếp địa các vật dụng kiểm soát ESD trong EPA.
Bước đầu tiên là nối đất tất cả các thành phần của trạm làm việc và nhân sự (bề mặt làm việc, thiết bị, v.v.) với cùng một điểm nối đất điện, được gọi là “điểm nối đất chung”. Điểm nối đất chung này được định nghĩa là “hệ thống hoặc phương pháp kết nối hai hoặc nhiều dây dẫn nối đất với cùng một điện thế”.
Điểm nối đất chung ESD này phải được xác định đúng. Tiêu chuẩn ANSI/ESD S8.1 của Hiệp hội ESD – Ký hiệu, khuyến nghị sử dụng ký hiệu trong Hình 1 để xác định điểm nối đất chung.
Bước thứ hai là kết nối điểm nối đất chung với dây dẫn nối đất thiết bị (đất AC) hoặc dây thứ ba (thường là màu xanh lá cây) kết nối đất điện. Đây là kết nối đất được ưu tiên vì tất cả các thiết bị điện tại trạm làm việc đã được kết nối với đất này. Kết nối vật liệu hoặc thiết bị kiểm soát ESD với đất thiết bị sẽ đưa tất cả các thành phần của trạm làm việc đến cùng một điện thế. Nếu một bàn là hàn được sử dụng để sửa chữa một mục ESDS được kết nối với đất điện và bề mặt chứa mục ESDS được kết nối với đất phụ, có thể tồn tại sự khác biệt về điện thế giữa bàn là và mục ESDS. Sự khác biệt về điện thế này có thể gây hư hỏng cho mục đó.
Bất kỳ đất phụ trợ nào (ống nước, khung tòa nhà, cọc đất) có và được sử dụng tại trạm làm việc phải được liên kết với dây dẫn đất của thiết bị để giảm thiểu sự khác biệt về điện thế giữa hai đất. Thông tin chi tiết về đất ESD có thể được tìm thấy trong tiêu chuẩn ANSI/ESD S6.1 của Hiệp hội ESD, Đất, và Sổ tay ESD ESD TR20.20, và/hoặc Hướng dẫn sử dụng CLC/TR 61340-5-2.
KIỂM SOÁT ĐIỆN TĨNH TRÊN NGƯỜI VÀ THIẾT BỊ DI CHUYỂN
Con người có thể là một trong những tác nhân chính tạo ra điện tĩnh. Hành động đơn giản là đi lại xung quanh hoặc các chuyển động cần thiết để sửa chữa bảng mạch có thể tạo ra hàng nghìn vôn điện tích tĩnh trên cơ thể con người. Nếu không được kiểm soát đúng cách, điện tích tĩnh này có thể dễ dàng phóng vào một vật phẩm ESDS – một sự phóng điện HBM điển hình. Ngoài ra, một người có thể truyền điện tích sang một bảng mạch hoặc vật phẩm khác khiến nó dễ bị các sự kiện CDM trong một quá trình tiếp theo.
Ngay cả trong các quy trình lắp ráp và thử nghiệm tự động hóa cao, con người vẫn xử lý các mặt hàng ESDS, bao gồm nhưng không giới hạn ở: trong kho, trong quá trình sửa chữa, trong phòng thí nghiệm, trong quá trình vận chuyển. Vì lý do này, các chương trình kiểm soát ESD tập trung đáng kể vào việc kiểm soát điện tích tĩnh điện trên người. Tương tự như vậy, việc di chuyển các thiết bị di động (như xe đẩy hoặc xe đẩy hàng) và các thiết bị có bánh xe khác qua cơ sở cũng có thể tạo ra các điện tích tĩnh đáng kể có thể truyền sang các sản phẩm được vận chuyển trên thiết bị này.
DÂY ĐEO CỔ TAY
Thông thường, dây đeo cổ tay là phương tiện chính để nối đất cho nhân viên và cũng có thể cung cấp liên kết đẳng thế trong sửa chữa dịch vụ tại hiện trường. Khi được đeo đúng cách và kết nối với mặt đất hoặc điểm liên kết đẳng thế, dây đeo cổ tay giữ cho người đeo ở điện thế nối đất hoặc cùng điện thế với vật thể khi không thể kết nối với mặt đất. Vì người và các vật thể nối đất khác trong khu vực làm việc có cùng điện thế nên không thể có sự phóng điện nguy hiểm giữa họ. Ngoài ra, điện tích tĩnh được loại bỏ khỏi người xuống đất và không tích tụ. Khi nhân viên ngồi và xử lý các vật phẩm ESDS tiếp xúc, họ phải được nối đất bằng dây đeo cổ tay.
Dây đeo cổ tay có hai thành phần chính, phần dây đeo quấn quanh cổ tay của người đeo và dây nối đất kết nối dây đeo cổ tay với điểm nối đất chung.
Hầu hết các dây đeo cổ tay đều có điện trở giới hạn dòng điện đúc vào dây nối đất ở đầu kết nối với dây đeo cổ tay. Theo Định luật Ohm, dòng điện bằng điện áp chia cho điện trở; do đó, việc thêm điện trở vào “mạch” của người vận hành xuống đất sẽ hạn chế lượng dòng điện chạy qua dây đeo cổ tay. Điện trở này thường là một megohm, được định mức ít nhất là 1/4 watt với điện áp làm việc định mức là 250 vôn. Vì sự an toàn của nhân viên, nếu người vận hành tiếp xúc với mạch điện 250 vôn trở lên, thì không được sử dụng dây đeo cổ tay.
Dây đeo cổ tay có một số cơ chế hỏng hóc và do đó cần được kiểm tra thường xuyên. Khuyến nghị nên kiểm tra hàng ngày tại các trạm kiểm tra cụ thể hoặc sử dụng màn hình giám sát liên tục tại bàn làm việc.
SÀN NHÀ, THẢM SÀN NHÀ, HOÀN THIỆN SÀN NHÀ
Một phương pháp thứ hai để nối đất cho nhân viên là Hệ thống sàn/giày dép đạt được bằng cách sử dụng hệ thống sàn kiểm soát ESD kết hợp với giày dép kiểm soát ESD. Sự kết hợp giữa vật liệu sàn dẫn điện hoặc tiêu tán và giày dép này tạo ra đường dẫn đất an toàn để tiêu tán điện tích tĩnh điện, do đó làm giảm sự tích tụ điện tích trên người nhân viên. Ngoài việc tiêu tán điện tích, một số vật liệu sàn (và lớp hoàn thiện sàn) cũng làm giảm tích điện ma sát. Việc sử dụng Hệ thống sàn/giày dép đặc biệt phù hợp ở những khu vực cần tăng khả năng di chuyển của nhân viên. Ngoài ra, vật liệu sàn có thể giảm thiểu sự tích tụ điện tích trên ghế, thiết bị di động (như xe đẩy và xe đẩy hàng), xe nâng và các vật thể khác di chuyển trên sàn. Tuy nhiên, những vật dụng đó yêu cầu bánh xe hoặc bánh xe tiêu tán hoặc dẫn điện để tiếp xúc điện với sàn và các thành phần phải được kết nối điện. Khi được sử dụng làm hệ thống tiếp địa cho cá nhân, điện trở tiếp địa bao gồm người, giày dép và sàn phải nhỏ hơn 1,0 x 10 9 (ANSI/ESD STM97.1) và điện áp tích lũy của cơ thể trong thử nghiệm điện áp đi bộ tiêu chuẩn (ANSI/ESD STM97.2) phải nhỏ hơn 100 vôn. Xin lưu ý rằng cả hai giới hạn đều phải được đáp ứng.
GIÀY CHỐNG ESD, BÁNH XE
Được sử dụng kết hợp với hệ thống sàn kiểm soát ESD, giày dép, bánh xe và bánh xe kiểm soát ESD cung cấp tiếp xúc điện cần thiết giữa người hoặc vật thể và hệ thống sàn. Khi làm việc với các vật phẩm ESDS tiếp xúc, phải tránh giày dép, bánh xe hoặc bánh xe cách điện vì những vật phẩm này ngăn không cho điện tích tĩnh chảy từ cơ thể hoặc thiết bị di động xuống đất thông qua các vật phẩm kiểm soát ESD.
QUẦN ÁO
Quần áo là một yếu tố cần cân nhắc trong hầu hết các EPA, đặc biệt là trong phòng sạch và môi trường rất khô. Chất liệu quần áo, đặc biệt là những loại làm từ vải tổng hợp, có thể tạo ra điện tích tĩnh có thể phóng vào các vật phẩm ESDS hoặc chúng có thể tạo ra trường tĩnh điện có thể gây ra điện tích. Vì quần áo thường được cách điện hoặc cô lập khỏi cơ thể, nên điện tích trên vải quần áo không nhất thiết phải được phân tán đến da rồi xuống đất. Quần áo kiểm soát tĩnh điện có thể ngăn chặn hoặc ảnh hưởng đến trường điện từ quần áo mặc bên trong quần áo. Theo ANSI/ESD S20.20 và Tiêu chuẩn quần áo ANSI/ESD STM2.1, có ba loại quần áo ESD:
- Quần áo chống tĩnh điện loại 1; quần áo kiểm soát tĩnh điện không cần nối đất. Tuy nhiên, nếu không nối đất, điện tích có thể tích tụ trên các thành phần dẫn điện hoặc tản điện của quần áo, nếu có, dẫn đến nguồn tích điện.
- Quần áo chống tĩnh điện loại 2; quần áo kiểm soát tĩnh điện có thể nối đất, khi được nối đất, có khả năng ngăn chặn tác động của trường điện từ quần áo mặc bên trong quần áo ở mức độ cao hơn.
- Quần áo ESD loại 3; hệ thống quần áo kiểm soát tĩnh điện có thể nối đất cũng liên kết da của người đó với đường dẫn nối đất đã xác định. Tổng điện trở của hệ thống bao gồm người, quần áo và dây nối đất phải nhỏ hơn 35 megohm.
TRẠM LÀM VIỆC VÀ BỀ MẶT LÀM VIỆC
Trạm làm việc bảo vệ ESD là khu vực làm việc của một cá nhân được xây dựng và trang bị vật liệu và thiết bị để hạn chế thiệt hại cho các mặt hàng ESDS. Có thể là một trạm độc lập trong kho, nhà kho hoặc khu vực lắp ráp hoặc ở vị trí ngoài hiện trường như khoang máy tính trên máy bay thương mại. Trạm làm việc cũng có thể được đặt trong khu vực được kiểm soát như phòng sạch. Các yếu tố kiểm soát ESD chính bao gồm hầu hết các trạm làm việc là bề mặt làm việc tản tĩnh điện, phương tiện nối đất cho nhân viên (thường là dây đeo cổ tay), điểm nối đất chung và biển báo và nhãn hiệu thích hợp. Một trạm làm việc điển hình được thể hiện trong Hình 2.
Trạm làm việc cung cấp phương tiện để kết nối tất cả các bề mặt làm việc, đồ đạc, thiết bị xử lý và thiết bị nối đất với một điểm nối đất chung. Ngoài ra, có thể có quy định để kết nối các thiết bị nối đất, thiết bị và phụ kiện bổ sung cho nhân sự như màn hình liên tục hoặc liên tục và máy ion hóa.
Bề mặt làm việc bảo vệ ESD có điện trở tiếp đất từ 1,0 x 10 6 đến 1,0 x 10 9 cung cấp một bề mặt có cùng điện thế với các vật phẩm kiểm soát ESD khác tại trạm làm việc. Chúng cũng cung cấp một đường dẫn điện đến mặt đất để tiêu tán có kiểm soát bất kỳ điện tích tĩnh nào trên các vật liệu tiếp xúc với bề mặt. Bề mặt làm việc bảo vệ ESD cũng giúp xác định một khu vực làm việc cụ thể mà các vật phẩm ESDS sẽ được xử lý. Bề mặt làm việc bảo vệ ESD được kết nối với điểm tiếp đất chung.
MÀN HÌNH LIÊN TỤC HOẶC LIÊN TỤC Màn hình
liên tục (hoặc liên tục) được thiết kế để cung cấp thử nghiệm liên tục cho hệ thống dây đeo cổ tay. Mặc dù một số công nghệ được sử dụng, mục tiêu vẫn nhất quán: các kết nối điện được kiểm tra giữa điểm nối đất, dây nối đất, vòng đeo tay và cơ thể người trong khi người đeo xử lý các vật phẩm ESDS. Màn hình liên tục cũng có thể cung cấp mạch giám sát cho bề mặt làm việc bảo vệ ESD hoặc kết nối thiết bị khác với tham chiếu nối đất.
Các chương trình thử nghiệm thông thường khuyến nghị rằng dây đeo cổ tay được sử dụng hàng ngày nên được thử nghiệm hàng ngày. Tuy nhiên, nếu các mặt hàng ESDS nhạy cảm với giá trị cần phải có mặt đất liên tục, đáng tin cậy; thì nên xem xét hoặc thậm chí là bắt buộc phải theo dõi liên tục. Có thể bỏ qua việc thử nghiệm dây đeo cổ tay hàng ngày nếu sử dụng theo dõi liên tục. Người dùng nên nghiên cứu các loại hệ thống giám sát liên tục khác nhau, độ nhạy của các mặt hàng ESDS của họ và hệ thống nào sẽ hoạt động tốt nhất cho Chương trình kiểm soát ESD của họ.
THIẾT BỊ SẢN XUẤT VÀ CÁC CÔNG CỤ HỖ TRỢ SẢN XUẤT
Mặc dù con người có thể là một trong những tác nhân chính tạo ra điện tích tĩnh điện, nhưng thiết bị sản xuất và thử nghiệm tự động cũng có thể gây ra vấn đề ESD. Ví dụ, một vật phẩm ESDS có thể bị tích điện khi trượt xuống bộ nạp linh kiện. Nếu sau đó thiết bị tiếp xúc với đầu chèn hoặc bề mặt dẫn điện khác, thiết bị sẽ phóng điện nhanh chóng sang vật kim loại và sự kiện CDM sẽ diễn ra. Nếu không thể tránh được việc tích điện của vật phẩm ESDS – điều này thường xảy ra trong các dây chuyền lắp ráp hiện đại do các gói IC cách điện – thì nên giảm điện tích được lưu trữ trên vật liệu đóng gói bằng cách sử dụng các chất ion hóa. Ngoài ra, nhiều công cụ hỗ trợ sản xuất khác nhau như dụng cụ cầm tay, băng dính hoặc dung môi cũng có thể là mối quan tâm khi xử lý các vật phẩm ESDS tiếp xúc.
Tiếp địa là phương tiện chính để kiểm soát điện tích tĩnh trên thiết bị và nhiều thiết bị hỗ trợ sản xuất. Theo Bộ luật Điện quốc gia, nhiều thiết bị điện phải được kết nối với mặt đất của thiết bị (dây màu xanh lá cây) để dẫn dòng điện sự cố. Kết nối tiếp địa này cũng sẽ hoạt động cho mục đích kiểm soát ESD. Tất cả các công cụ và thiết bị điện được sử dụng để xử lý hoặc xử lý các mặt hàng ESDS đều yêu cầu phích cắm AC loại 3 chấu có nối đất. Các công cụ cầm tay không dùng điện, tức là kìm, kìm cắt dây và nhíp, thường được nối đất thông qua bề mặt làm việc bảo vệ ESD và người được nối đất sử dụng các công cụ dẫn điện/tản nhiệt. Các đồ gá giữ nên được làm bằng vật liệu dẫn điện hoặc tản nhiệt khi có thể; vật liệu tản nhiệt thường được đề xuất khi xử lý các thiết bị rất nhạy cảm. Có thể cần một dây nối đất riêng cho các đồ gá dẫn điện hoặc tản nhiệt không tiếp xúc với bề mặt làm việc bảo vệ ESD hoặc không được người được nối đất xử lý. Đối với những vật dụng được làm từ vật liệu cách điện, có thể cần phải sử dụng ion hóa hoặc chất chống tĩnh điện tại chỗ để kiểm soát quá trình tạo ra điện tích tĩnh và tích tụ điện tích tĩnh.
GĂNG TAY VÀ BỌC NGÓN TAY
Chắc chắn, nhân viên tiếp đất xử lý các mặt hàng ESDS không được đeo găng tay hoặc găng tay làm từ vật liệu cách điện. Nếu sử dụng găng tay hoặc găng tay, vật liệu phải có khả năng tản nhiệt hoặc dẫn điện. ESD TR53 cung cấp các quy trình thử nghiệm để đo điện trở của găng tay hoặc găng tay cùng với nhân viên trong một hệ thống.
BÌNH ĐỰNG VẬT LIỆU ĐÓNG GÓI
Bên trong EPA, các bình đựng vật liệu đóng gói và xử lý phải có điện tích thấp và có khả năng tản nhiệt hoặc dẫn điện. Bên ngoài EPA, các bình đựng vật liệu đóng gói và xử lý cũng phải có cấu trúc cung cấp khả năng che chắn tĩnh điện.
Bảo vệ trực tiếp các mặt hàng ESDS khỏi phóng tĩnh điện được cung cấp bởi các vật liệu đóng gói như túi chắn, hộp carton và các gói nhựa cứng hoặc bán cứng. Công dụng chính của các mặt hàng này là bảo vệ sản phẩm khi rời khỏi cơ sở, thường là khi được vận chuyển đến khách hàng. Ngoài ra, các thùng chứa vật liệu như hộp tote và các thùng chứa khác chủ yếu cung cấp khả năng bảo vệ trong quá trình vận chuyển giữa các cơ sở hoặc trong nội bộ cơ sở.
Khi sử dụng với các mặt hàng ESDS, chức năng chính của bao bì và thùng chứa xử lý vật liệu là hạn chế tác động có thể xảy ra của ESD từ việc tạo ra điện tích ma sát, phóng điện trực tiếp và trong một số trường hợp là trường tĩnh điện. Cân nhắc ban đầu là phải có vật liệu tích điện thấp tiếp xúc với các mặt hàng ESDS. Ví dụ, đặc tính tích điện thấp sẽ kiểm soát điện tích ma sát phát sinh khi trượt một tấm ván hoặc thành phần vào trong bao bì hoặc thùng chứa. Yêu cầu thứ hai là vật liệu có thể được nối đất nên phạm vi điện trở phải dẫn điện hoặc tiêu tán. Một đặc tính thứ ba được yêu cầu bên ngoài EPA là cung cấp khả năng bảo vệ khỏi các lần phóng điện tĩnh điện trực tiếp, điều này sẽ khiến bao bì và thùng chứa xử lý vật liệu trở thành lá chắn phóng điện.
Có nhiều vật liệu có sẵn cung cấp cả ba đặc tính: điện tích thấp, điện trở và che chắn phóng điện. Mặt trong của các vật liệu đóng gói này có lớp điện tích thấp, nhưng cũng có lớp ngoài có điện trở bề mặt dẫn điện hoặc tiêu tán. Theo tiêu chuẩn đóng gói ANSI/ESD S541, bao bì có điện tích thấp, dẫn điện hoặc tiêu tán là bắt buộc đối với các thùng chứa đóng gói hoặc xử lý vật liệu trong phạm vi EPA. Bên ngoài EPA, các thùng chứa đóng gói hoặc xử lý vật liệu cũng phải có đặc tính che chắn phóng điện. Cần cân bằng giữa hiệu quả, chi phí và khả năng dễ bị tổn thương của thiết bị đối với các cơ chế khác nhau khi đưa ra quyết định đóng gói (xem ANSI/ESD S541, Sổ tay ESD ESD TR20.20 và/hoặc Hướng dẫn sử dụng CLC/TR 61340-5-2 để biết thông tin chi tiết hơn).
Các phép đo điện trở suất giúp xác định khả năng che chắn tĩnh điện hoặc tản điện tích của vật liệu.
- Lớp chắn tĩnh điện làm giảm trường tĩnh điện trên bề mặt bao bì để ngăn ngừa sự chênh lệch điện thế tồn tại bên trong bao bì.
- Vật liệu che chắn phóng điện được cung cấp có điện trở bề mặt bằng hoặc nhỏ hơn 1 × 10 3 ohm khi được thử nghiệm theo ANSI/ESD STM11.11 hoặc điện trở thể tích bằng hoặc nhỏ hơn 1 × 10 3 ohm – cm khi được thử nghiệm theo phương pháp của ANSI/ESD STM11.12. Ngoài ra, vật liệu đóng gói có thể cung cấp khả năng che chắn hiệu quả, cung cấp khoảng cách không khí đủ lớn giữa gói hàng và các mặt hàng ESDS. Khả năng che chắn phóng điện của một số gói hàng có thể được đánh giá bằng ANSI/ESD STM11.31, đo năng lượng truyền vào bên trong gói hàng.
- Vật liệu tản nhiệt cung cấp đặc tính tản điện tích. Các vật liệu này có điện trở bề mặt lớn hơn 1 × 10 4 ohm nhưng nhỏ hơn 1 × 10 11 ohm khi được thử nghiệm theo ANSI/ESD STM11.11 hoặc điện trở thể tích lớn hơn 1,0 × 10 5 ohm – cm nhưng nhỏ hơn hoặc bằng 1,0 × 10 12 ohm – cm khi được thử nghiệm theo phương pháp ANSI/ESD STM11.12.
- Tính chất tích điện thấp của vật liệu không nhất thiết được dự đoán dựa trên điện trở hoặc điện trở suất của nó.
ION HÓA
Hầu hết các chương trình kiểm soát tĩnh điện cũng xử lý các dây dẫn bị cô lập không được nối đất hoặc vật liệu cách điện (ví dụ, hầu hết các loại nhựa thông thường) không thể nối đất. Chất chống tĩnh điện tại chỗ có thể cung cấp khả năng tạm thời để phân tán điện tích tĩnh trong một số trường hợp.
Tuy nhiên, ion hóa không khí thường được sử dụng để trung hòa điện tích tĩnh trên các vật thể cách điện và cô lập bằng cách tạo ra nguồn ion tích điện dương và âm cân bằng. Bất kỳ điện tích tĩnh nào có trên các vật thể trong môi trường làm việc sẽ bị giảm, trung hòa bằng cách thu hút các điện tích phân cực ngược từ không khí. Vì chỉ sử dụng không khí đã có trong môi trường làm việc, nên ion hóa không khí có thể được sử dụng ngay cả trong phòng sạch, nơi không thể sử dụng bình xịt hóa chất và một số vật liệu phân tán tĩnh điện.
Ion hóa không khí là một thành phần của chương trình kiểm soát ESD hoàn chỉnh, và không phải là phương pháp thay thế cho phương pháp nối đất hoặc các phương pháp khác. Máy ion hóa được sử dụng khi không thể nối đất đúng cách cho mọi thứ và như một phương pháp dự phòng cho các phương pháp kiểm soát tĩnh khác. Trong phòng sạch, ion hóa không khí có thể là một trong số ít phương pháp kiểm soát tĩnh khả dụng.
Xem Tiêu chuẩn ion hóa ANSI/ESD STM3.1, ANSI/ESD SP3.3 và ESD TR53 để kiểm tra điện áp bù (cân bằng) và thời gian xả của máy ion hóa.
PHÒNG SẠCH
Trong khi các phương pháp kiểm soát tĩnh cơ bản được thảo luận ở đây có thể áp dụng trong hầu hết các môi trường, quy trình sản xuất phòng sạch đòi hỏi phải cân nhắc đặc biệt.
Nhiều vật thể không thể thiếu trong quy trình sản xuất chất bán dẫn (thạch anh, thủy tinh, nhựa và gốm) vốn có khả năng tạo ra điện tích. Vì những vật liệu này là chất cách điện nên điện tích này không thể loại bỏ bằng cách nối đất. Nhiều vật liệu kiểm soát tĩnh điện chứa các hạt carbon hoặc chất phụ gia hoạt động bề mặt đôi khi hạn chế việc sử dụng chúng trong phòng sạch. Nhu cầu di chuyển của nhân viên và việc sử dụng quần áo phòng sạch thường khiến việc sử dụng dây đeo cổ tay trở nên khó khăn. Trong những trường hợp này, hệ thống sàn/giày kiểm soát ESD và ion hóa trở thành vũ khí chính chống lại điện tích tĩnh điện.
NHẬN DẠNG
Một yếu tố cuối cùng trong chương trình kiểm soát ESD của chúng tôi là sử dụng các ký hiệu thích hợp để nhận dạng các mặt hàng ESDS, cũng như các sản phẩm chuyên dụng nhằm kiểm soát ESD. Hai ký hiệu được chấp nhận rộng rãi nhất để nhận dạng các mặt hàng ESDS hoặc vật liệu bảo vệ kiểm soát ESD theo định nghĩa trong Tiêu chuẩn Hiệp hội ESD ANSI/ESD S8.1 — Ký hiệu nhận thức ESD.
| Hình 3 : Biểu tượng dễ bị ESD  |
Biểu tượng dễ bị ESD (Hình 3) bao gồm một hình tam giác, một bàn tay với tới và một đường chém qua bàn tay với tới. Hình tam giác có nghĩa là “thận trọng” và đường chém qua bàn tay với tới có nghĩa là “Đừng chạm vào”. Do được sử dụng rộng rãi, bàn tay trong hình tam giác đã trở nên gắn liền với ESD và biểu tượng này được dịch theo nghĩa đen là “Những thứ nhạy cảm với ESD, đừng chạm vào”.
Biểu tượng dễ bị ESD được áp dụng trực tiếp cho các mạch tích hợp, bảng mạch và cụm lắp ráp dễ bị ESD. Biểu tượng này cho biết rằng việc xử lý hoặc sử dụng mặt hàng này có thể dẫn đến hư hỏng do ESD nếu không thực hiện các biện pháp phòng ngừa thích hợp. Người vận hành phải được nối đất trước khi xử lý. Nếu muốn, có thể thêm mức độ nhạy cảm của mặt hàng vào nhãn.
| Hình 4 : Biểu tượng bảo vệ ESD  |
Biểu tượng bảo vệ ESD (Hình 4) bao gồm bàn tay vươn ra trong hình tam giác. Một vòng cung quanh hình tam giác thay thế cho đường chéo. “Chiếc ô” này có nghĩa là bảo vệ. Biểu tượng này biểu thị vật liệu bảo vệ ESD. Biểu tượng này được áp dụng cho thảm, ghế, dây đeo cổ tay, quần áo, bao bì và các vật dụng khác có khả năng bảo vệ ESD. Biểu tượng này cũng có thể được sử dụng trên các thiết bị như dụng cụ cầm tay, băng tải hoặc máy xử lý tự động được thiết kế hoặc sửa đổi đặc biệt để cung cấp các đặc tính kiểm soát ESD (sạc thấp, điện trở dẫn điện/tản nhiệt và/hoặc che chắn phóng điện).
TÓM TẮT
Các chương trình kiểm soát ESD hiệu quả đòi hỏi nhiều quy trình và vật liệu khác nhau. Điều phối viên ESD nên công bố và kiểm soát thường xuyên danh sách các sản phẩm kiểm soát ESD cụ thể được phép sử dụng trong chương trình kiểm soát ESD của cơ sở. Chúng tôi đã cung cấp tổng quan ngắn gọn về các sản phẩm được sử dụng phổ biến nhất. Có thể tìm thấy thảo luận sâu hơn về từng vật liệu và quy trình trong các ấn phẩm như Sổ tay ESD (ESD TR20.20) do Hiệp hội ESD xuất bản hoặc Hướng dẫn sử dụng CLC/TR 61340-5-2.
Chương trình của bạn đã được triển khai và chạy. Làm thế nào để bạn xác định xem chương trình có hiệu quả không? Làm thế nào để bạn đảm bảo nhân viên của mình tuân thủ chương trình? Trong Phần bốn, chúng ta sẽ đề cập đến các chủ đề Kiểm toán và Đào tạo.
ĐỂ BIẾT THÊM THÔNG TIN
Tiêu chuẩn Hiệp hội ESD
ANSI/ESD S1.1: Dây đeo cổ tay , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM2.1: Đặc tính của hàng may mặc , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM3.1: Ion hóa , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD SP3.3: Kiểm tra định kỳ các máy ion hóa không khí , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM4.1: Bề mặt làm việc-Đo lường điện trở , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM4.2: Bề mặt làm việc bảo vệ ESD – Đặc điểm tản điện tích , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD S6.1: Tiếp địa, Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM7.1: Đặc tính điện trở của vật liệu – Vật liệu sàn , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD S8.1: Biểu tượng-Nhận thức về ESD , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM9.1: Đặc tính kháng chân , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD SP9.2: Đặc tính điện trở của giày dép-Đế tiếp đất , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD SP10.1: Thiết bị xử lý tự động , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM11.11: Đo điện trở bề mặt của vật liệu phẳng tiêu tán tĩnh , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM11.12: Đo điện trở thể tích của vật liệu phẳng tiêu tán tĩnh , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM11.13: Đo điện trở hai điểm , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM11.31: Đánh giá hiệu suất của túi chắn tĩnh điện , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM12.1: Đo điện trở chỗ ngồi , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD STM13.1: Dụng cụ cầm tay hàn/tháo hàn điện , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD SP15.1: Kiểm tra khả năng chống chịu khi sử dụng của găng tay và bao ngón tay, Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD S20.20: Tiêu chuẩn cho việc phát triển chương trình kiểm soát ESD , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM97.1: Vật liệu sàn và giày dép – Khả năng chống chịu kết hợp với con người , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD STM97.2: Vật liệu sàn và giày dép – Đo điện áp kết hợp với con người , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ANSI/ESD S541: Vật liệu đóng gói cho các mặt hàng dễ bị ESD, Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD ADV1.0: Thuật ngữ, Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD ADV11.2: Kiểm tra tích tụ điện tích triboelectric , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD ADV53.1: Trạm làm việc bảo vệ ESD , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD TR20.20: Sổ tay ESD , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
ESD TR53: Xác minh sự tuân thủ của thiết bị và vật liệu bảo vệ ESD , Hiệp hội ESD, Rome, NY 13440
Tài nguyên khác
Trung tâm Độ tin cậy của Hệ thống, 201 Mill Street, Rome, NY 13440
ANSI/IEEE STD142, IEEE Green Book , Viện Kỹ sư Điện và Điện tử
ANSI/NFPA 70, Bộ luật điện quốc gia , Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia, Quincy, MA
CLC/TR 61340-5-2 Hướng dẫn sử dụng, Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Kỹ thuật Điện Châu Âu, Brussels