Tĩnh điện là một hiện tượng đặc biệt trong tự nhiên, trong đó một sự cố thường thấy của tĩnh điện là ESD. Vậy bạn đã biết ESD là gì chưa? Và làm sao để ngăn ngừa, kiểm soát ESD trong các ứng dụng công nghiệp? Cùng tìm hiểu với Thiết bị phòng sạch VCR ở bài viết sau đây.
Tóm Tắt
Định nghĩa ESD là gì
ESD là dòng điện chạy đột ngột và tức thời giữa hai vật nhiễm điện do tiếp xúc, đoản mạch hoặc đánh thủng điện môi. Sự tích tụ tĩnh điện có thể được gây ra bởi quá trình sạc ba chiều hoặc do cảm ứng tĩnh điện.
ESD là viết tắt của “Electrostatic discharge” nghĩa là sự phóng tĩnh điện
Bạn đang đọc: ESD là gì? Cách để kiểm soát ESD trong công nghiệp
ESD – Electrostatic Discharge
ESD xảy ra khi những vật mang điện tích khác nhau được đưa lại gần nhau hoặc khi chất điện môi giữa chúng bị vỡ, thường tạo ra tia lửa điện nhìn thấy được .
Nguồn gốc của ESD
Nguyên nhân gây ra những sự cố ESD là do tĩnh điện. Tĩnh điện được tạo ra trải qua sự tích điện ba chiều, sự phân tách những điện tích xảy ra khi hai vật tư được đưa vào tiếp xúc sau đó tách ra. Một số ví dụ tất cả chúng ta thường thấy như : Cọ xát một cái lược nhựa vào tóc khô, cọ quả bóng vào áo len, hay khi tất cả chúng ta mặc quần áo vào ngày đông, … Trong những ví dụ này, nguyên tắc xảy ra từ việc tất cả chúng ta tách sự tiếp xúc giữa 2 vật tư, dẫn đến tích điện 3 chiều, do đó tạo ra sự độc lạ về điện thế và sau đó dẫn đến sự cố phóng tĩnh điện .
Một nguyên nhân khác dẫn đến ESD là do cảm ứng tĩnh điện. Nó xảy ra khi một vật nhiễm điện được đặt gần một vật dẫn điện cách ly với mặt đất. Sự hiện diện của vật mang điện tạo ra một trường tĩnh điện làm cho các điện tích trên bề mặt của vật kia phân bố lại. Mặc dù điện tích thuần của vật không thay đổi, nhưng hiện tại nó có các vùng dư thừa các điện tích âm và dương. Và ESD có thể xảy ra khi vật thể tiếp xúc với đường dẫn điện. Ví dụ, Ví dụ, các vùng tích điện trên bề mặt của cốc hoặc túi xốp có thể tạo ra điện thế trên các thành phần nhạy cảm với ESD gần đó thông qua cảm ứng tĩnh điện và Phóng tĩnh điện có thể xảy ra nếu linh kiện được chạm bằng dụng cụ kim loại.
ESD bắt nguồn từ tĩnh điện
Ngoài ra, ESD cũng hoàn toàn có thể được gây ra bởi những hạt mang điện tích nguồn năng lượng xung quanh một vật thể. Đây là một mối nguy hại tiềm tàng so với hầu hết những tàu ngoài hành tinh .
Phóng tĩnh điện ESD là một trong 2 sự cố gây ra bởi tĩnh điện, sự cố còn lại là Sự bám hút (ESA – Electrostatic Attraction)
Loại phóng tĩnh điện phổ biến
Hình thức phóng tĩnh điện thông dụng và ngoạn mục nhất là tia lửa. Tia lửa điện xảy ra khi một điện trường nặng tạo ra một đường dẫn ion hóa trong không khí. Nó hoàn toàn có thể gây không dễ chịu nhẹ cho con người, làm hỏng những thiết bị điện tử và cháy nổ nếu không khí chứa những hạt hoặc khí dễ cháy .
Tia lửa có thể nhìn thấy và nghe được. Tuy nhiên, nhiều sự cố ESD xảy ra mà không thể nhìn thấy hoặc nghe thấy được. Một người mang điện tích tương đối nhỏ có thể không cảm thấy phóng điện đủ để làm hỏng các bộ phận điện tử nhạy cảm. Một số thiết bị điện tử có thể bị hỏng do phóng điện nhỏ đến 30V. Các dạng ESD vô hình đó có thể gây ra hỏng hóc thiết bị hoàn toàn hoặc các dạng xuống cấp ít rõ ràng hơn có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy và hiệu suất lâu dài của thiết bị điện tử. Sự xuống cấp ở một số thiết bị có thể không thể nhìn thấy một cách rõ ràng cho đến khi đi vào vòng đời sử dụng của chúng.
Một ví dụ thường thấy nhất về tia lửa tự nhiên là tia chớp. Điện thế giữa một đám mây và mặt đất, hoặc giữa hai đám mây, thường là hàng trăm triệu vôn .
Trong sản xuất công nghiệp, hiện tượng kỳ lạ ESD thường được hình thành trong quy trình máy móc quản lý và vận hành, trong quy trình hoạt động của người quản lý và vận hành, quy trình chuyển dời từ vị trí này qua vị trí khác. Đối với 1 số ít ngành công nghiệp thì phóng tĩnh điện rất thông thường, có tác động ảnh hưởng rất nhỏ, và hoàn toàn có thể không được quan tâm tới do tại không gây ra ảnh hưởng tác động nghiêm trọng tới mẫu sản phẩm và con người .
Bảng mạch điện tử dễ bị tác động ảnh hưởng bởi ESD
Tuy nhiên, với 1 số ít ngành, ví dụ như : Lắp ráp linh phụ kiện điện tử, lắp vi mạch điện tử, sản xuất thiết bị điện tử, … thì tác động ảnh hưởng của ESD là rất lớn. Cho dù là một lượng phóng tĩnh điện rất nhỏ, nhưng nó hoàn toàn có thể gây ra ảnh hưởng tác động lớn đến những mẫu sản phẩm điện tử, loại sản phẩm không đạt được nhu yếu phong cách thiết kế, khuyết tật cho loại sản phẩm. Vì lẽ đó, ngành sản xuất mẫu sản phẩm điện tử có những nhu yếu rất khắc nghiệt về chống phóng tĩnh điện trong môi trường tự nhiên thao tác .
Phòng sạch điện tử là môi trường tự nhiên không hề thiếu trong những nhà máy điện tử, nó giúp bảo vệ những nguyên tắc chống tĩnh điện một cách tối ưu nhất .
Ảnh hưởng của ESD với ngành công nghiệp điện tử
ESD gây ảnh hưởng tác động đến những thiết bị điện tử, nó hoàn toàn có thể không làm hỏng những loại sản phẩm ngay lập tức nhưng sẽ làm chất lượng kém đi. Nó gây tác động ảnh hưởng đến cả đơn vị sản xuất và người sử dụng vì tất cả chúng ta khong thể biết mẫu sản phẩm sẽ hỏng khi nào, có xảy ra sự cố khi sử dụng không và tuổi thọ của thiết bị cũng giảm đáng kể .
Phóng tĩnh điện còn gây ra yếu tố trục trặc, suy giảm chất lượng của những thiết bị điện tử, bản mạch linh phụ kiện điện tử, thậm chí còn gây ra thiệt hại cả thiết bị loại sản phẩm hoàn hảo, dẫn tới thiết bị không hoạt động giải trí được, hoặc gặp nhiều lỗi không khắc phục được. Đây là những thiệt hại trải qua dòng điện, trải qua sóng điện từ trường trong môi trường tự nhiên thao tác .
Do thực chất điện môi của linh phụ kiện và cụm điện tử, không hề ngăn ngừa trọn vẹn quy trình nhiễm tĩnh điện trong khi giải quyết và xử lý thiết bị. Hầu hết những cụm và linh phụ kiện điện tử nhạy cảm của ESD cũng rất nhỏ nên việc sản xuất và giải quyết và xử lý được thực thi bằng những thiết bị tự động hóa. Do đó việc ngăn ngừa ESD rất quan trọng so với những quy trình mà những bộ phận tiếp xúc trực tiếp với mặt phẳng thiết bị .
Ngoài ra, chúng ta cần phải ngăn chặn ESD khi một bộ phận nhạy cảm phóng điện được kết nối với các bộ phận dẫn điện khác của chính sản phẩm đó.
Bảo vệ trong quá trình sản xuất
Sử dụng EPA
Trong sản xuất, việc ngăn ngừa ESD được dựa trên Khu vực bảo vệ phóng điện tĩnh điện ( EPA – Electrostatic Protected Area ). EPA hoàn toàn có thể là một trạm thao tác nhỏ hoặc một khu vực sản xuất lớn. Nguyên tắc chính của EPA là không có vật tư có tính sạc cao trong vùng lân cận của thiết bị điện tử nhạy cảm với ESD, tổng thể vật tư dẫn điện đều được nối đất, ngăn ngừa sự tích tụ điện tích trên thiết bị điện tử nhạy cảm ESD. Các tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng để xác lập một EPA nổi bật và hoàn toàn có thể được tìm thấy ví dụ từ Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế ( IEC ) hoặc Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ ( ANSI ) .
Khu vực EPA
Phòng ngừa ESD trong EPA hoàn toàn có thể gồm có việc sử dụng vật tư đóng gói bảo đảm an toàn ESD thích hợp, sử dụng sợi dẫn điện trên quần áo của công nhân lắp ráp mặc, dây đai cổ tay và dây đai chân để ngăn điện áp cao tích tụ trên khung hình người lao động, thảm chống tĩnh điện hoặc vật tư lát sàn dẫn điện để dẫn điện có hại ra xa khu vực thao tác và trấn áp nhiệt độ. Điều kiện khí ẩm ngăn cản sự tạo ra điện tích tĩnh điện vì lớp ẩm mỏng dính tích tụ trên hầu hết những mặt phẳng dùng để tiêu tán điện tích .
Sử dụng Ion hóa
Bộ ion hóa sẽ được sử dụng đặc biệt quan trọng khi không hề nối đất những vật tư cách điện. Hệ thống Ion hóa sẽ giúp trung hòa những vùng mặt phẳng tích điện trên những vật tư cách điện hoặc điện môi. Những vật tư cách điện dễ bị nhiễm điện ba cực hơn 2.000 V cần phải đặt cách xa những thiết bị nhạy cảm khoảng cách tối thiểu là 12 inch để tránh vô tình nhiễm điện thông qua cảm ứng .
Sử dụng vật tư có tính dẫn điện thấp
Còn một cách hiệu suất cao khác để ngăn ngừa ESD là sử dụng những vật tư không quá dẫn điện nhưng vẫn hoàn toàn có thể dẫn đi những điện tích tĩnh. Các vật tư này được gọi là vật tư tiêu tán tĩnh điện và có giá trị điện trở suất dưới 10 ^ 12 ohm – mét. Trong quy trình sản xuất tự động hóa những vật tư sẽ chạm vào những khu vực dẫn điện của những linh phụ kiện điện tử nhạy cảm với ESD, những vật tư này đều làm bằng vật tư tiêu tán tĩnh điện và nó cần phải được tiếp địa. Những vật tư đặc biệt quan trọng này hoàn toàn có thể dẫn điện, nhưng rất chậm. Mọi điện tích tĩnh tích tụ sẽ tiêu tan mà không có sự phóng điện bất thần hoàn toàn có thể gây hại cho cấu trúc bên trong của mạch silicon
Bảo vệ trong quá trình vận chuyển
Những mẫu sản phẩm nhạy cảm với phóng tĩnh điện cần được bảo vệ trong quy trình luân chuyển, xếp dỡ và dữ gìn và bảo vệ. Hiện tượng tích tụ và phóng điện tĩnh hoàn toàn có thể được giảm thiểu bằng cách trấn áp điện trở trên mặt phẳng và điện trở suất thể tích của vật tư đóng gói. Bao bì đóng gói cũng cần được phong cách thiết kế và sản xuất để giảm thiểu ma sát hoặc sạc điện ba chiều do chúng cọ xát với nhau trong khi luân chuyển .
Túi chống tĩnh điện
Một ví dụ thông dụng mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể biết là những thiết bị bán dẫn và linh phụ kiện máy tính thường được luân chuyển trong một túi chống tĩnh điện làm bằng nhựa dẫn điện một phần, hoạt động giải trí như một cái lồng Faraday để bảo vệ bên trong khỏi ESD .
Ngoài những giải pháp chống phóng tĩnh điện như tất cả chúng ta đã nói ở trên trong môi trường tự nhiên sản xuất điện tử. Tiếp theo hãy cùng nhau xem qua những cách chống ESD chung trong những thiên nhiên và môi trường công nghiệp .
Bảo vệ cho các thiết bị Nhạy cảm phóng điện (ESDS)
- Điều cần thiết phải làm đầu tiên là phải xử lý các thiết bị ESDS tại các máy trạm an toàn tĩnh. Việc này sẽ ngăn ngừa mất năng suất (thông qua những thiệt hại nghiêm trọng) hoặc phát sinh, các lỗi tiềm ẩn về chất lượng của sản phẩm.
- Vật liệu cách điện tại các trạm làm việc an toàn tĩnh điện cần sử dụng máy ion hóa không khí được thiết kế để trung hòa các điện tích tĩnh điện hoặc áp dụng chất chống tĩnh điện tại chỗ để kiểm soát sự phát sinh cũng như tụ điện tích tĩnh.
- Khi sử dụng máy ion hóa không khí, yếu tố quan trọng là phải tuân thủ các quy trình và lịch trình bảo trì để đảm bảo rằng các ion do máy ion hóa tạo ra được cân bằng đủ.
- Tránh để các nguồn tĩnh điện trong phạm vi 1 mét của bàn làm việc an toàn tĩnh điện Trong trường hợp cần thiết phải sử dụng súng hơi, hãy sử dụng các kiểu máy đặc biệt không tạo ra điện tích tĩnh trong dòng không khí.
Giải quyết các vấn đề từ nhân viên
- Các điện tích tích tụ trên cơ thể của nhân viên vận hành cần phải được xả trước khi mở hộp bảo vệ có các thiết bị ESDS bên trong. Việc xả điện tích này có thể thực hiện bằng cách đặt tay lên bề mặt mặt đất hoặc tốt nhất là đeo dây đeo tay chống tĩnh điện có tiếp địa.
- Khuyến khích sử dụng áo chống tĩnh điện cho mỗi công nhân.
- Giáo dục và đào tạo về các biện pháp phòng ngừa ESD là điều cực cần thiết.
- Công việc đánh giá thường xuyên cũng hữu ích trong việc hỗ trợ phòng ngừa ESD.
- Các thiết bị ESDS phải luôn được đựng trong túi hoặc hộp bảo vệ tĩnh trong quá trình bảo quản hoặc vận chuyển.
Vòng đeo tay chống tĩnh điện
Sử dụng thiết bị bảo vệ ESD
Thiết bị bảo vệ phóng tĩnh điện được sử dụng để ngăn thiết bị điện tử bị hỏng hoặc trục trặc do ESD .
Hệ thống tàng trữ những hàng hóa đáng quan trọng cần có giải pháp bảo vệ chống phóng tĩnh điện ( ESD ). Trong việc làm này thì những kỹ sư mạng lưới hệ thống phải chọn tổng thể những thành phần ESD tương thích một cách đúng mực với nhu yếu của họ. Tuy nhiên, việc chọn đúng những yếu tố bảo vệ ESD không hề đơn thuần. Bảo vệ những thiết bị trên PCB chống lại áp lực đè nén ESD ngày càng trở thành một trách nhiệm có nhiều phức tạp .
Do đó, điều quan trọng là những kỹ sư mạng lưới hệ thống phải hiểu những thông số kỹ thuật tài liệu trước khi chọn giải pháp bảo vệ ESD tương thích. Thiết bị ESD không được chọn đúng cách sẽ hoạt động giải trí kém quả và hoàn toàn có thể cản trở hoạt động giải trí thông thường của mạch. Để triệt tiêu điện áp quá độ trong những mạng lưới hệ thống di động, thiết bị bảo vệ mạch phải phân phối những đặc thù sau :
- Thời gian phản hồi nhanh chóng
- Khả năng xử lý dòng ESD tốt
- Khả năng hoạt động ở điện áp thấp
- Khả năng xử lý số lượng lớn các phiên bản ESD
- Dòng điện rò rỉ ngược tối thiểu và kích thước tối thiểu
Do đó, việc hiểu các thông số biểu dữ liệu của các phần tử bảo vệ ESD là điều tối quan trọng đối với nhiệm vụ lựa chọn phần tử bảo vệ phù hợp để thiết kế thành công. Việc lựa chọn một thành phần phù hợp sẽ phụ thuộc vào số lượng đường dây được bảo vệ, không gian bảng có sẵn và đặc tính điện của mạch được bảo vệ.
Ngoài ra bạn hoàn toàn có thể xem thêm những cách chống tĩnh điện ở bài viết : Ngăn ngừa và ứng dụng của tĩnh điện trong những ngành công nghiệp để hiểu thêm về tĩnh điện và chống tĩnh điện
Việc chống phóng tĩnh điện – ESD là cực kỳ quan trọng trong các ngành công nghiệp liên quan, đặc biệt là ngành điện tử. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn hiểu hơn về ESD và các phương pháp chống phóng ESD trên có thể giúp ích cho quy trình sản xuất của bạn.
Brian
Source: https://final-blade.com
Category : Tiền Điện Tử – Tiền Ảo
