Tiêu chuẩn chống tĩnh điện (ESD) là một phần quan trọng của quy trình sản xuất và bảo vệ các linh kiện điện tử và thiết bị điện tử khỏi những hậu quả có thể gây ra từ tĩnh điện. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về tiêu chuẩn ESD, tại sao chúng ta cần áp dụng chúng và cách thực hiện tuân thủ các tiêu chuẩn này. Chúng ta cũng sẽ xem xét 3 tiêu chuẩn ESD phổ biến và ứng dụng của chúng trong ngành công nghiệp. Hãy cùng Thái Quảng bắt đầu ngay nhé!
Tiêu chuẩn ESD là gì?
Tiêu chuẩn ESD (hay tiêu chuẩn chống tĩnh điện – tiếng Anh là “Anti-static Standards” hoặc “Static Control Standards”) là các quy tắc và hướng dẫn được sử dụng để kiểm soát sự phóng tĩnh điện.
Trong đó:
ESD (Electrostatic Discharge) là hiện tượng phóng điện đột ngột và tức thời giữa hai vật tích điện khác nhau do tiếp xúc, chập điện hoặc đánh thủng chất điện môi. Hiện tượng phóng tĩnh điện này có thể gây ra thiệt hại cho các thiết bị nhạy cảm về điện như mạch tích hợp, chip nhớ hay các thiết bị điện tử khác.
Tại sao cần thiết lập tiêu chuẩn ESD?
Tiêu chuẩn ESD được thiết lập nhằm mục đích bảo vệ các thiết bị nhạy cảm về điện khỏi bị hư hại do phóng tĩnh điện. Nhờ vậy, việc thiết lập tiêu chuẩn này có thể giúp:
+ Bảo vệ sự đầu tư vì việc phóng tĩnh điện có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho các thiết bị điện tử, từ đó làm tăng chi phí sửa chữa hoặc thay thế. Bởi vậy, khi kiểm soát được tĩnh điện sẽ giúp các thiết bị hoạt động lâu dài và ổn định hơn.
+ Đảm bảo chất lượng sản phẩm vì ESD có thể gây ra lỗi chức năng hoặc thậm chí là hỏng hóc hoàn toàn đối với các thiết bị điện tử (thiết bị sử dụng trong sản xuất), từ đó gây ra các lỗi trong sản xuất ra sản phẩm. Do đó, việc chống tĩnh điện giúp ngăn ngừa các lỗi liên quan đến quy trình và vận hành của các thiết bị sản xuất giúp đảm bảo được chất lượng sản phẩm đầu ra.
+ Đáp ứng yêu cầu của khách hàng vì có nhiều khách hàng yêu cầu các nhà sản xuất phải tuân thủ các tiêu chuẩn ESD để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, các thiết bị sản xuất tham gia vào quá trình sản xuất thì chính những sản phẩm được tạo ra như: bo mạnh, chíp,… rất nhạy cảm với điện. Bởi vậy, quá trình sản xuất phải tuân thủ tiêu chuẩn ESD để đảm bảo sản phẩm đầu ra khi sử dụng không phát sinh các lỗi liên quan.
Thông qua những lý do kể trên, chúng ta có thể thấy việc tuân thủ tiêu chuẩn ESD là rất quan trọng để hạn chế và bảo vệ các thiết bị điện tử không bị hư hại. Nội dung của các tiêu chuẩn ESD này sẽ cung cấp các hướng dẫn cụ thể về cách kiểm soát ESD và bảo vệ các thiết bị nhạy cảm về điện. Và tiêu chuẩn này cũng được yêu cầu trong nhiều ngành công nghiệp như điện tử, sản xuất ô tô, công nghệ sinh học,…
3 Tiêu chuẩn ESD phổ biến
Tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20
Tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 là tiêu chuẩn quốc tế phổ biến nhất về kiểm soát sự phóng tĩnh điện (ESD). Nó cung cấp các quy định, hướng dẫn chung về cách kiểm soát ESD để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm về điện tránh bị hư hại.
Những yêu cầu chính trong tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 gồm:
Kỹ thuật quản lý
+ Thiết lập một chương trình kiểm soát ESD nhằm xác định các mối nguy hiểm ESD trong môi trường làm việc và các biện pháp kiểm soát cần thiết để giảm thiểu các mối nguy hiểm này.
+ Tất cả nhân viên làm việc trong môi trường ESD phải được đào tạo về ESD và các biện pháp kiểm soát ESD.
+ Thiết lập quy trình và hướng dẫn về cách kiểm soát ESD phải được thiết lập và được nhân viên tuân thủ.
Các biện pháp kiểm soát vật lý
+ Phải sử dụng các vật liệu và thiết bị chống tĩnh điện trong môi trường ESD để giúp giảm thiểu tích tụ tĩnh điện.
+ Tạo ra các khu vực chống tĩnh điện trong môi trường ESD để giúp giảm thiểu nguy cơ phóng điện tĩnh.
+ Sử dụng các biện pháp kiểm soát môi trường như độ ẩm và nhiệt độ, phải được thực hiện để giúp giảm thiểu tích tụ tĩnh điện.
Các biện pháp kiểm soát điện
+ Kiểm tra và đo lường các thiết bị chống tĩnh điện định kỳ để đảm bảo rằng chúng đang hoạt động hiệu quả.
+ Sử dụng các phương pháp kiểm tra ESD để xác định xem các thiết bị điện tử có bị hư hại do ESD hay không.
Tìm hiểu thêm về tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 (Tiếng Anh) – PDF
Tiêu chuẩn IEC 61340-5-1
Tiêu chuẩn IEC 61340-5-1 là một tiêu chuẩn quốc tế về bảo vệ thiết bị điện tử khỏi các sự cố tĩnh điện (ESD), nó cung cấp các yêu cầu cụ thể về cách kiểm soát ESD trong môi trường phòng sạch.
Những yêu cầu trong tiêu chuẩn IEC 61340-5-1 tương tự với tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 gồm: Kỹ thuật quản lý, các biện pháp kiểm soát vật lý và các biện pháp kiểm soát điện. Tuy nhiên, nó vẫn có sự khác biệt:
| Đặc điểm | Tiêu chuẩn IEC 61340-5-1 | Tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 |
| Mục tiêu | Bảo vệ thiết bị điện tử khỏi các sự cố tĩnh điện trong môi trường phòng sạch | Bảo vệ thiết bị điện tử khỏi các sự cố tĩnh điện trong nhiều môi trường khác nhau |
| Phạm vi | Môi trường phòng sạch | Nhiều môi trường khác nhau |
| Các yêu cầu cụ thể | Có | Có, nhưng ít hơn |
Trong tiêu chuẩn IEC 61340-5-1 có nhiều yêu cầu cụ thể như:
- Các thiết bị điện tử phải được bảo vệ khỏi các sự cố tĩnh điện trong suốt quá trình sản xuất, lắp ráp, vận chuyển và bảo trì.
- Các khu vực chống tĩnh điện phải được thiết lập để giảm thiểu nguy cơ phóng điện tĩnh.
- Các thiết bị và dụng cụ chống tĩnh điện phải được sử dụng để giúp giảm thiểu tích tụ tĩnh điện.
- Các nhân viên phải được đào tạo về ESD và các biện pháp kiểm soát ESD.
- Các thiết bị chống tĩnh điện phải được kiểm tra và đo lường định kỳ để đảm bảo rằng chúng đang hoạt động hiệu quả.
Tìm hiểu thêm về kiểm soát tĩnh điện dựa trên tiêu chuẩn IEC 61340-5-1 (Tiếng Anh) – PDF
Tiêu chuẩn MIL-STD-1686
Tiêu chuẩn MIL-STD-1686 là một tiêu chuẩn quân sự của Hoa Kỳ về kiểm soát sự phóng tĩnh điện (ESD), nó cung cấp các quy định và hướng dẫn về cách kiểm soát ESD trong các môi trường quân sự.
Những yêu cầu trong tiêu chuẩn MIL-STD-1686 tương tự với tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 gồm: Kỹ thuật quản lý, các biện pháp kiểm soát vật lý và các biện pháp kiểm soát điện. Tuy nhiên, MIL-STD-1686 có sự khác biệt về những yêu cầu cụ thể:
| Đặc điểm | Tiêu chuẩn MIL-STD-1686 | Tiêu chuẩn ANSI/ESD S20.20 |
| Mục tiêu | Bảo vệ thiết bị điện tử khỏi các sự cố tĩnh điện trong các môi trường quân sự | Bảo vệ thiết bị điện tử khỏi các sự cố tĩnh điện trong nhiều môi trường khác nhau |
| Phạm vi | Môi trường quân sự | Nhiều môi trường khác nhau |
| Các yêu cầu cụ thể | Có | Có, nhưng ít hơn |
| Độ ẩm | 40-60% | Không có yêu cầu cụ thể |
| Nhiệt độ | 15-25 độ C | Không có yêu cầu cụ thể |
| Kiểm tra thiết bị chống tĩnh điện | Bằng thiết bị được chứng nhận | Cho phép sử dụng thiết bị không được chứng nhận trong một số trường hợp |
Xem thêm: Bảng so sánh chi tiết giữa MIL-STD-1686B, MIL-STD-1686C & ANSI/ESD S20.20 (Tiếng Anh) – PDF
Ngoài ra, chúng ta có thể xem thêm các tiêu chuẩn ESD khác tại: Danh sách tiêu chuẩn chống tĩnh điện ESD (Electrostatic Discharge) (Tiếng Anh) – PDF.
Ứng dụng tiêu chuẩn ESD (chống tĩnh điện)
Tiêu chuẩn ESD được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp phổ biến như:
+ Điện tử: Vì các thiết bị điện tử như mạch tích hợp, chip nhớ và các thiết bị điện tử khác rất nhạy cảm với ESD. Do đó, trong lĩnh vực điện tử thì việc tuân thủ các tiêu chuẩn ESD là rất quan trọng để bảo vệ các thiết bị này khỏi bị hư hại.
+ Sản xuất ô tô: Vì các bộ phận ô tô điện tử như hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống an toàn,… cũng rất nhạy cảm với ESD. Do đó, trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô thì việc tuân thủ các tiêu chuẩn ESD là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách.
+ Công nghệ sinh học: Vì các thiết bị công nghệ sinh học như máy móc phân tích DNA, máy móc nuôi cấy tế bào,.. cũng rất nhạy cảm với ESD. Do đó, việc tuân thủ các tiêu chuẩn ESD là rất quan trọng trong lĩnh vực này để đảm bảo tính chính xác của các kết quả thử nghiệm.
Những ứng dụng cụ thể áp dụng tiêu chuẩn ESD có thể kể đến như:
+ Sử dụng các tiêu chuẩn ESD để kiểm soát ESD trong quá trình lắp ráp các thiết bị điện tử. Với các biện pháp kiểm soát ESD phổ biến như sử dụng găng tay chống tĩnh điện, thảm chống tĩnh điện, dùng màng nhựa PVC ESD để tạo ra các khu vực chống tĩnh điện,…
+ Các tiêu chuẩn ESD cũng được sử dụng để kiểm soát ESD trong quá trình kiểm tra các thiết bị điện tử. Với các biện pháp như sử dụng máy đo ESD để kiểm tra các thiết bị chống tĩnh điện, sử dụng hệ thống cân bằng điện tĩnh để giảm thiểu tích tụ tĩnh điện,…
+ Ngoài ra, có thể sử dụng các tiêu chuẩn ESD để kiểm soát ESD trong quá trình vận chuyển và lưu trữ các thiết bị điện tử. Với các biện pháp như sử dụng bao bì hay túi chống tĩnh điện, sử dụng các khu vực lưu trữ chống tĩnh điện,…
Hướng dẫn tuân thủ tiêu chuẩn chống tĩnh điện
Những hạng mục cơ bản giúp tuân thủ các tiêu chuẩn chống tĩnh điện bao gồm:
+ Đào tạo nhân viên về ESD gồm thông tin về các mối nguy hiểm của ESD, các biện pháp kiểm soát ESD và các quy trình an toàn.
+ Thiết lập kế hoạch kiểm soát ESD để xác định các mối nguy hiểm ESD trong môi trường làm việc và các biện pháp kiểm soát cần thiết để giảm thiểu các mối nguy hiểm này.
+ Áp dụng các biện pháp kiểm soát ESD trong tất cả các khía cạnh của hoạt động sản xuất hoặc lắp ráp. Các biện pháp này có thể gồm sử dụng quần áo chống tĩnh điện, giày chống tĩnh điện,… sử dụng dụng cụ và thiết bị chống tĩnh điện, tạo ra các khu vực chống tĩnh điện,…
+ Kiểm tra và giám sát các biện pháp kiểm soát ESD thường xuyên để đảm bảo rằng chúng đang hoạt động hiệu quả.
5 Biện pháp kiểm soát ESD cụ thể
1, Tạo ra các khu vực chống tĩnh điện (EPA) vì nó được thiết kế để giảm thiểu tích tụ tĩnh điện.
2, Sử dụng đồ bảo hộ chống tĩnh điện (như mũ, găng tay, khẩu trang,…) vì chúng được thiết kế để giúp giảm thiểu tích tụ tĩnh điện trên cơ thể người.
3, Sử dụng vật dụng, dụng cụ (như ghế chống tĩnh điện, vòng đeo tay chống tĩnh điện,…) và thiết bị chống tĩnh điện vì chúng được thiết kế để giúp giảm thiểu phóng điện tĩnh.
4, Sử dụng hệ thống, thiết bị khử tĩnh điện để cân bằng điện tĩnh giúp giảm thiểu tích tụ tĩnh điện trên bề mặt của các vật thể.
5, Sử dụng máy đo ESD để kiểm tra các thiết bị chống tĩnh điện.
Kết luận
Tiêu chuẩn chống tĩnh điện (ESD) đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sản phẩm điện tử và đảm bảo tính an toàn của con người. Trong bài viết này, chúng ta đã cùng tìm hiểu về ý nghĩa của tiêu chuẩn ESD và tại sao chúng ta cần thiết lập chúng trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm điện tử. Chúng ta cũng đã xem xét ba tiêu chuẩn ESD phổ biến nhất là ANSI/ESD S20.20, IEC 61340-5-1 và MIL-STD-1686, và cũng đã thảo luận về ứng dụng của chúng.
Để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn ESD và bảo vệ sản phẩm khỏi tác động của tĩnh điện, Thái Quảng đã cung cấp hướng dẫn về cách thực hiện kiểm soát ESD. Và cũng đã liệt kê 5 biện pháp kiểm soát ESD cụ thể giúp bạn thực hiện các quy trình và thực hành phù hợp.
Việc tuân thủ và áp dụng tiêu chuẩn ESD không chỉ giúp đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm điện tử mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Thái Quảng hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về tiêu chuẩn ESD và cách áp dụng chúng trong môi trường sản xuất và sử dụng hàng điện tử.