Trong các nhà máy điện tử, bán dẫn, phòng sạch hay dây chuyền lắp ráp linh kiện, ESD là một rủi ro rất nhỏ về mặt cảm nhận nhưng có thể gây thiệt hại lớn cho sản phẩm. Một người chỉ đơn giản bước trên sàn, cởi áo hoặc chạm vào vật liệu cũng có thể tích tụ điện tích. Khi điện tích này phóng sang linh kiện nhạy cảm, sự cố ESD có thể xảy ra.
Vì vậy, kiểm soát ESD không chỉ dựa vào một thiết bị riêng lẻ mà cần xây dựng một hệ thống kiểm soát tĩnh điện, trong đó các sản phẩm như giày chống tĩnh điện, găng tay ESD, quần áo chống tĩnh điện đóng vai trò quan trọng.
ESD – Electrostatic Discharge có nghĩa là phóng tĩnh điện. Hiện tượng này xảy ra khi điện tích được truyền đột ngột giữa hai vật thể có điện thế khác nhau.
Một ví dụ quen thuộc là khi bạn đi trên thảm rồi chạm vào tay nắm cửa kim loại và cảm thấy một cú “tê” hoặc thấy tia lửa rất nhỏ. Đó là một dạng phóng tĩnh điện.
Trong sinh hoạt thông thường, hiện tượng này thường chỉ gây khó chịu. Nhưng trong môi trường sản xuất điện tử, ESD có thể ảnh hưởng đến các linh kiện nhạy cảm như bo mạch, IC, chip, cảm biến và nhiều thiết bị điện tử khác.
Một trong những nguyên nhân phổ biến là tiếp xúc và tách rời giữa các vật liệu, đặc biệt với những vật liệu có khả năng cách điện.
Các hoạt động rất bình thường cũng có thể tạo ra sự tích điện: người lao động đi lại trên sàn, ma sát giữa giày và mặt sàn, quần áo cọ xát vào cơ thể, tháo bao bì nhựa, di chuyển vật liệu hoặc ngồi và đứng dậy khỏi ghế.
Điều kiện môi trường cũng có ảnh hưởng. Trong môi trường có độ ẩm thấp, điện tích trên một số bề mặt có thể khó tiêu tán hơn, làm tăng nguy cơ tích tụ tĩnh điện.
Đặc biệt, cơ thể con người có thể trở thành một nguồn mang điện tích. Khi người đang tích điện chạm vào linh kiện hoặc thiết bị nhạy cảm, điện tích có thể phóng qua điểm tiếp xúc.
Cần phân biệt giữa tĩnh điện gây khó chịu cho người và ESD gây hư hỏng linh kiện.
Trong nhiều tình huống thông thường, phóng tĩnh điện có thể khiến con người cảm thấy giật nhẹ, tê hoặc giật mình. Bản thân một sự kiện ESD thông thường không nên được đánh đồng với điện giật từ nguồn điện công nghiệp.
Tuy nhiên, ESD có thể trở thành một yếu tố nguy hiểm gián tiếp trong một số môi trường đặc thù. Ví dụ, tia lửa tĩnh điện có thể là nguồn đánh lửa nếu xuất hiện trong môi trường có hỗn hợp khí, hơi hoặc bụi dễ cháy phù hợp.
Vì vậy, việc đánh giá nguy cơ phải dựa trên môi trường làm việc cụ thể, thay vì coi mọi vấn đề tĩnh điện là giống nhau.
Đây mới là lý do ESD được kiểm soát rất nghiêm ngặt trong ngành điện tử.
Một linh kiện nhạy cảm có thể bị ảnh hưởng bởi một sự kiện ESD mà người lao động hoàn toàn không cảm nhận được.
Hậu quả có thể xuất hiện dưới hai dạng chính.
Hư hỏng tức thời: linh kiện mất chức năng hoặc sản phẩm không vượt qua quá trình kiểm tra chất lượng.
Hư hỏng tiềm ẩn: nguy hiểm hơn ở góc độ kiểm soát chất lượng. Linh kiện có thể vẫn hoạt động sau sự kiện ESD nhưng đã bị suy giảm và có khả năng phát sinh lỗi sau đó.
Điều này có thể dẫn đến tăng tỷ lệ hàng lỗi, chi phí sửa chữa, bảo hành, trả hàng và ảnh hưởng đến độ tin cậy của sản phẩm.
Một sai lầm thường gặp là nghĩ rằng chỉ cần cho công nhân mang giày chống tĩnh điện là đã giải quyết được vấn đề.
Trên thực tế, kiểm soát ESD hiệu quả thường cần một hệ thống đồng bộ. Tùy môi trường sản xuất, hệ thống có thể bao gồm nối đất, sàn ESD, bàn/thảm làm việc phù hợp, dây đeo cổ tay, kiểm soát vật liệu cách điện, ionizer và trang phục ESD.
Đặc biệt, con người là một trong những yếu tố cần được kiểm soát vì liên tục di chuyển và tiếp xúc với sản phẩm.
Đó là lý do các trang bị ESD dành cho người lao động được sử dụng rộng rãi.
Giày ESD được sử dụng nhằm hỗ trợ kiểm soát điện tích trên cơ thể người thông qua một hệ thống giày–sàn được thiết kế phù hợp.
Sản phẩm thường được sử dụng trong:
Điểm quan trọng là không nên xem đôi giày như một thiết bị hoạt động độc lập. Hiệu quả kiểm soát phụ thuộc vào cả hệ thống, bao gồm người sử dụng, giày, sàn và phương pháp kiểm tra theo chương trình ESD của doanh nghiệp.
Ngoài ra, giày ESD không đồng nghĩa với giày cách điện. Đây là hai mục đích bảo vệ khác nhau và không nên sử dụng thay thế cho nhau.
Trong công việc lắp ráp và xử lý linh kiện, bàn tay thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm. Găng tay ESD phù hợp có thể được sử dụng như một phần của quy trình kiểm soát tĩnh điện và đồng thời giúp hạn chế việc tay tiếp xúc trực tiếp với bề mặt sản phẩm.
Tùy công việc, doanh nghiệp có thể lựa chọn các loại găng khác nhau dựa trên vật liệu, khả năng thao tác, độ sạch và đặc tính điện được yêu cầu.
Không nên lựa chọn chỉ dựa vào tên gọi “găng tay chống tĩnh điện”; cần kiểm tra thông số kỹ thuật và khả năng đáp ứng yêu cầu của khu vực ESD.
Quần áo thông thường cũng có thể trở thành một yếu tố cần kiểm soát trong khu vực nhạy cảm ESD.
Áo quần ESD được thiết kế để hỗ trợ kiểm soát điện tích phát sinh trên trang phục và hạn chế ảnh hưởng của quần áo thông thường đến khu vực làm việc nhạy cảm.
Các sản phẩm này thường xuất hiện dưới dạng áo khoác ESD, áo liền quần hoặc bộ quần áo chuyên dụng. Một số loại sử dụng vải có các sợi dẫn điện được bố trí theo cấu trúc nhất định.
Trong các nhà máy điện tử hoặc phòng sạch, doanh nghiệp có thể kết hợp:
Nón/trùm đầu + quần áo ESD + găng tay ESD + giày ESD + hệ thống sàn và nối đất phù hợp
để tạo thành một hệ thống kiểm soát tổng thể.
Không nên mua sản phẩm chỉ vì trên bao bì có chữ “ESD” hoặc “Antistatic”. Trước khi lựa chọn, doanh nghiệp cần xác định môi trường sử dụng, linh kiện cần bảo vệ, yêu cầu của khu vực EPA (Electrostatic Protected Area), thông số điện cần đáp ứng và tiêu chuẩn/chương trình kiểm soát ESD đang áp dụng.
Đối với giày, cần quan tâm thêm đến độ vừa chân, khả năng chống trượt và điều kiện làm việc. Với găng tay, cần cân bằng giữa đặc tính ESD và độ linh hoạt của ngón tay. Với quần áo, cần xem xét chất liệu, cấu tạo vải, độ thoải mái và yêu cầu của phòng sạch nếu có.
Người lao động đôi khi không nhìn thấy, không nghe thấy và cũng không cảm nhận được một sự kiện ESD, nhưng linh kiện điện tử nhạy cảm vẫn có thể bị ảnh hưởng.
Vì vậy, đối với các doanh nghiệp sản xuất điện tử, bán dẫn, PCB, linh kiện hoặc vận hành khu vực nhạy cảm ESD, giải pháp phù hợp không phải là mua riêng lẻ một món đồ “chống tĩnh điện”, mà là xây dựng hệ thống kiểm soát ESD đồng bộ.
Trong hệ thống đó, giày chống tĩnh điện, găng tay ESD và quần áo chống tĩnh điện là những nhóm trang bị quan trọng giúp kiểm soát điện tích liên quan đến người lao động, đồng thời hỗ trợ duy trì môi trường sản xuất ổn định và giảm nguy cơ hư hỏng sản phẩm.
