Công tác chống tĩnh điện trong các nhà máy điện tử là mắt xích quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn sản xuất. Cần áp dụng các biện pháp có hệ thống từ nhiều khía cạnh như môi trường, nhân sự, thiết bị, vật liệu, quy trình và quản lý. Sau đây là một giải pháp chống tĩnh điện cụ thể:
I. Kiểm soát chống tĩnh điện môi trường
- Trang trí và vật liệu nhà xưởng
Sàn: Trải sàn chống tĩnh điện (như sàn cao su dẫn điện, gạch chống tĩnh điện) và dẫn tĩnh điện xuống đất thông qua hệ thống nối đất. Điện trở nối đất thường cần ≤10Ω.
Tường và trần: Sử dụng sơn hoặc vật liệu chống tĩnh điện (như giấy dán tường chống tĩnh điện) để giảm hiện tượng nhiễm điện do ma sát.
Cửa ra vào và cửa sổ: Sử dụng dải chống tĩnh điện để tránh tĩnh điện do ma sát. - Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm
Nhiệt độ: Kiểm soát ở mức 23±3℃ (mùa hè) hoặc 20±3℃ (mùa đông) để tránh nhiệt độ dao động mạnh gây ra thay đổi tính chất tĩnh điện của vật liệu.
Độ ẩm: Giữ độ ẩm tương đối trong khoảng 45%~65% RH (độ ẩm quá thấp dễ bị tĩnh điện, độ ẩm quá cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các linh kiện điện tử), có thể điều chỉnh bằng máy tạo độ ẩm hoặc máy hút ẩm. - Hệ thống tiếp địa
Tiếp địa độc lập: Tiếp địa chống tĩnh điện phải tách biệt với tiếp địa thiết bị và tiếp địa lưới điện, điện trở tiếp địa phải ≤4Ω.
Mạng lưới tiếp địa: Lưới đồng tiếp địa được đặt trong xưởng, mỗi thiết bị chống tĩnh điện, bàn làm việc và thiết bị tiếp địa cho cá nhân được kết nối thông qua dây tiếp địa.
II. Quản lý chống tĩnh điện cho cá nhân - Thông số kỹ thuật mặc
Quần áo chống tĩnh điện: Được làm bằng sợi dẫn điện và vật liệu pha trộn sợi hóa học. Khi mặc, quần áo phải che phủ hoàn toàn cơ thể để tránh da tiếp xúc trực tiếp với các linh kiện nhạy cảm với tĩnh điện.
Giày chống tĩnh điện/dây đeo mắt cá chân: Đế giày phải được làm bằng vật liệu dẫn điện, dây đeo mắt cá chân phải tiếp xúc chặt với da và được nối đất để đảm bảo tĩnh điện của con người được dẫn đi nhanh chóng.
Găng tay chống tĩnh điện/bao ngón tay: Đeo khi chạm vào các linh kiện chính xác, làm bằng cao su dẫn điện hoặc PU chống tĩnh điện. - Thông số kỹ thuật vận hành
Xả tĩnh điện: Trước khi vào xưởng, nhân viên phải sử dụng máy xả tĩnh điện (như bóng khử tĩnh điện loại cảm ứng) để xả tĩnh điện trên cơ thể.
Các hành động bị cấm: Không được chạy hoặc vỗ quần áo trong xưởng để tránh bị nhiễm điện do ma sát; không được chạm trực tiếp vào chân linh kiện hoặc mối hàn bảng mạch bằng tay.
Đào tạo và đánh giá: Nhân viên mới cần được đào tạo chống tĩnh điện và chỉ được nhận việc sau khi vượt qua đánh giá. Họ cần được đào tạo lại thường xuyên (ví dụ: hàng quý).
III. Các biện pháp chống tĩnh điện cho thiết bị và dụng cụ - Thiết bị sản xuất
Xử lý tiếp địa: Dây chuyền lắp ráp, thiết bị hàn, dụng cụ thử nghiệm, v.v. cần được nối đất thông qua dây nối đất chuyên dụng và phải kiểm tra điện trở tiếp địa thường xuyên.
Bộ khử tĩnh điện: Lắp quạt ion hoặc thanh ion tại các bộ phận chính của thiết bị (như trạm vá và máy cắm điện) để trung hòa tĩnh điện trong không khí. - Công cụ và vật tư tiêu hao
Công cụ chống tĩnh điện: Nhíp, tua vít, mỏ hàn, v.v. được làm bằng nhựa hoặc kim loại chống tĩnh điện và mỏ hàn cần được nối đất (điện trở nối đất ≤1Ω).
Thùng đựng hàng hóa: Sử dụng khay chống tĩnh điện, hộp vật liệu hoặc túi nhựa (điện trở bề mặt 10^6~10^11Ω) để ngăn các linh kiện tích tụ tĩnh điện trong quá trình chuyển đổi.
IV. Xử lý chống tĩnh điện cho vật liệu và linh kiện - Lưu trữ và vận chuyển
Môi trường lưu trữ: Linh kiện được lưu trữ trong tủ chống tĩnh điện và đặt miếng bọt biển hoặc thảm chống tĩnh điện trong tủ và chúng được nối đất.
Yêu cầu về bao bì: Khi vào kho, các linh kiện phải được đóng gói trong túi chống tĩnh điện, túi giấy bạc hoặc hộp chắn kim loại để tránh sự cố tĩnh điện.
Kiểm tra vật liệu đầu vào: Kiểm tra bao bì chống tĩnh điện của nhà cung cấp để đảm bảo các thành phần không bị hư hỏng do tĩnh điện trong quá trình vận chuyển. - Quản lý các thành phần nhạy cảm với tĩnh điện (ESD)
Phân loại và nhận dạng: Các thành phần ESD (như chip CMOS, bóng bán dẫn hiệu ứng trường) được phân loại và nhận dạng (như Lớp 0, Lớp 1A, v.v.) và các biện pháp bảo vệ tương ứng được thực hiện theo độ nhạy.
Môi trường mở gói: Mở gói thành phần trên bàn làm việc chống tĩnh điện và bề mặt của bao bì phải không có tĩnh điện trước khi mở gói.
V. Kiểm soát chống tĩnh điện trong quá trình sản xuất - Hàn và lắp ráp
Mỏ hàn chống tĩnh điện: Sử dụng mỏ hàn chống tĩnh điện nhiệt độ không đổi với nhiệt độ được kiểm soát ở mức 300±30℃ để tránh nhiệt độ cao và tĩnh điện làm hỏng các thành phần.
Vận hành thủ công: Đeo dây đeo cổ tay chống tĩnh điện trong quá trình hàn. Điện trở nối đất của dây đeo cổ tay phải ≤1Ω và được kiểm tra sau mỗi 2 giờ. - Kiểm tra và đóng gói
Tiếp địa thiết bị kiểm tra: Thiết bị kiểm tra cần được tiếp địa và nhân viên phải tránh tiếp xúc trực tiếp với các chân linh kiện trong quá trình kiểm tra.
Bao bì thành phẩm: Thành phẩm được đóng gói trong túi chống tĩnh điện hoặc hộp xốp chống tĩnh điện và lớp ngoài được gia cố bằng các tông để tránh nhiễm điện do ma sát trong quá trình vận chuyển. - Giám sát tĩnh điện
Giám sát thời gian thực: Lắp đặt máy kiểm tra điện áp tĩnh tại các trạm làm việc chính trong xưởng để giám sát điện áp tĩnh trên bàn làm việc và bề mặt thiết bị theo thời gian thực (giá trị mục tiêu ≤100V).
Kiểm tra thường xuyên: Thực hiện các thử nghiệm điện trở trên sàn chống tĩnh điện, dây đeo cổ tay và hệ thống tiếp địa hàng tuần, ghi lại dữ liệu và lưu trữ chúng.
VI. Hệ thống quản lý chống tĩnh điện và kế hoạch khẩn cấp - Kiểm tra hàng ngày
Lập “Biểu mẫu kiểm tra chống tĩnh điện”, bao gồm các nội dung kiểm tra như trang phục của nhân viên, tiếp địa thiết bị, nhiệt độ và độ ẩm, trạng thái hoạt động của bộ khử tĩnh điện và được ghi lại hàng ngày bởi một người chuyên trách.
Kịp thời khắc phục các vi phạm (như không đeo dây đeo cổ tay và thiết bị không được nối đất) và đưa chúng vào đánh giá nhân viên. - Kế hoạch khẩn cấp
Khi điện áp tĩnh trong xưởng vượt quá tiêu chuẩn (như >500V), hãy ngay lập tức dừng sản xuất, kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm, hệ thống nối đất và bộ khử tĩnh điện, sau đó tiếp tục hoạt động sau khi khắc phục sự cố.
Thiết lập cơ chế truy xuất nguồn gốc cho các thành phần bị hư hỏng do tĩnh điện. Nếu các thành phần hàng loạt bị hỏng, hãy theo dõi việc thực hiện các biện pháp chống tĩnh điện trong tất cả các liên kết sản xuất. - Ghi lại và cải thiện
Lưu hồ sơ đào tạo chống tĩnh điện, báo cáo kiểm tra thiết bị, dữ liệu giám sát môi trường, v.v., phân tích dữ liệu hàng quý và tối ưu hóa các giải pháp chống tĩnh điện (như thay thế bộ khử tĩnh điện kém hiệu quả).
VII. Mở rộng kiến thức về bảo vệ tĩnh điện
Tác hại của tĩnh điện đối với các thành phần điện tử: Phóng tĩnh điện (ESD) có thể gây ra sự cố hỏng nhẹ (giảm hiệu suất) hoặc sự cố hỏng cứng (hư hỏng vĩnh viễn) của các thành phần, đặc biệt là đối với các thành phần có độ chính xác cao như CMOS và CCD.
Công nghệ chống tĩnh điện mới: Một số nhà máy điện tử đã giới thiệu hệ thống chống tĩnh điện thông minh, có thể theo dõi dữ liệu tĩnh theo thời gian thực thông qua các cảm biến IoT và tự động báo động hoặc điều chỉnh các thông số môi trường.