EIESD: Cách ngăn ngừa hư hỏng ESD trong dây chuyền lắp ráp PCB

EIESD: Cách ngăn ngừa hư hỏng ESD trong dây chuyền lắp ráp PCB

Giới thiệu

Dây chuyền lắp ráp PCB xử lý các thành phần bán dẫn siêu nhạy, bao gồm bộ vi điều khiển, MOSFET và mạch tích hợp tốc độ cao không thể chịu được điện áp phóng tĩnh điện (ESD) thấp tới 100V. Ngược lại, các hoạt động thường ngày của con người như đi bộ trên sàn vinyl hoặc bong tróc bao bì thành phần sẽ tạo ra điện tích tĩnh từ 2.000V đến 35.000V, vượt xa ngưỡng chịu đựng của thành phần. Theo dữ liệu lỗi ngành năm 2025 từ báo cáo sản xuất Circuit Insight, 32% lỗi trường PCB không được báo cáo xuất phát từ hư hỏng ESD tiềm ẩn phát sinh trong quá trình lắp ráp, trong khi chỉ 9% sự cố ESD gây ra hiện tượng cháy thành phần ngay lập tức. Khoảng cách lỗi tiềm ẩn này khiến các OEM và nhà sản xuất thiết bị điện tử theo hợp đồng (CEM) phải đối mặt với hàng triệu đợt thu hồi bảo hành hàng năm.

Hầu hết người vận hành lắp ráp PCB đều đánh giá thấp rủi ro ESD vì sự kiện phóng điện không tạo ra tia lửa hoặc hư hỏng vật lý rõ ràng trong hơn 70% trường hợp. Kiểm tra chất lượng truyền thống như kiểm tra quang học tự động (AOI) và kiểm tra trong mạch (ICT) không thể phát hiện sự suy giảm ESD tiềm ẩn, nghĩa là các bo mạch bị lỗi vượt qua quá trình kiểm tra chất lượng tại nhà máy và không hoạt động được vài tuần hoặc vài tháng sau khi khách hàng triển khai.

Để ngăn ngừa hư hỏng ESD trong dây chuyền lắp ráp PCB, người vận hành phải triển khai hệ thống kiểm soát tiêu chuẩn, phân lớp bao gồm nối đất cho nhân viên, cơ sở hạ tầng máy trạm, quy định về môi trường, xử lý vật liệu thành phần, hiệu chuẩn thiết bị tự động và kiểm tra tuân thủ định kỳ phù hợp với ANSI/ESD S20.20 và IEC 61340-5-1.

Các giải pháp ESD từng phần như chỉ cung cấp dây đeo cổ tay luôn không thể giảm tỷ lệ hỏng hóc của dây chuyền lắp ráp. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm độc lập cho thấy các biện pháp kiểm soát một điểm giúp giảm thiệt hại thảm khốc về ESD chỉ 18%, trong khi các biện pháp kiểm soát lớp tích hợp giúp giảm 91% các lỗi liên quan đến ESD. Bài viết này chia nhỏ từng bước tuân thủ có thể thực hiện được đối với dây chuyền lắp ráp SMT nguyên mẫu khối lượng thấp và khối lượng lớn, giải quyết các lỗ hổng triển khai phổ biến và bao gồm dữ liệu hiệu suất so sánh cho phần cứng ESD để hỗ trợ các quyết định mua hàng dựa trên dữ liệu cho các bên liên quan sản xuất thiết bị điện tử B2B.

Người đọc cũng sẽ học cách phân biệt giữa hư hỏng ESD của mô hình cơ thể người (HBM), mô hình máy (MM) và mô hình thiết bị tích điện (CDM)—ba chế độ hư hỏng chủ yếu chỉ có ở lắp ráp SMT—để điều chỉnh quy trình công việc phòng ngừa cho các trạm chọn và đặt, chỉnh dòng và làm lại thủ công.

Mục lục

1. Phân loại ba chế độ hư hỏng ESD chính cụ thể cho dây chuyền lắp ráp PCB

2. Triển khai các giao thức nối đất tĩnh cho nhân viên từ đầu đến cuối

3. Xây dựng các khu vực được bảo vệ ESD (EPA) tuân thủ cho các máy trạm lắp ráp thủ công và SMT

4. Điều chỉnh độ ẩm của xưởng và ion hóa không khí để tản tĩnh điện xung quanh

5. Tiêu chuẩn hóa việc đóng gói, lưu trữ và xử lý vật liệu nội tuyến an toàn ESD

6. Hiệu chỉnh thiết bị SMT tự động để loại bỏ ESD do máy tạo ra

7. Thiết lập việc kiểm tra ESD định kỳ, đào tạo và phân tích nguyên nhân gốc rễ của lỗi

Phân loại ba chế độ hư hỏng ESD chính cụ thể cho dây chuyền lắp ráp PCB

Tất cả các hư hỏng ESD của cụm PCB rơi vào ba chế độ tiêu chuẩn ngành có thể đo lường được; ngăn chặn có mục tiêu yêu cầu quy trình giảm thiểu riêng biệt cho từng chế độ thay vì các biện pháp kiểm soát chung.

Chế độ đầu tiên là ESD Mô hình cơ thể con người (HBM), chịu trách nhiệm cho 64% lỗi ESD trong dây chuyền lắp ráp trên mỗi bộ dữ liệu về độ tin cậy của thành phần JEDEC 2025. HBM xảy ra khi người vận hành tích điện tĩnh tiếp xúc trực tiếp với PCB trần hoặc các chân linh kiện lộ ra ngoài. Cơ thể con người tích tụ tĩnh điện do ma sát với đồng phục làm việc bằng polyester, đế giày chống trượt và ghế làm việc bằng nhựa. Không giống như các cú sốc tĩnh điện mà người tiêu dùng phải đối mặt, quá trình phóng điện HBM kéo dài từ 100 đến 200 nano giây với dòng điện cực đại đạt tới 1,3A. Dòng điện này làm tan chảy các dây liên kết nhôm bên trong bên trong các thành phần BGA có bước sóng nhỏ mà không gây hư hỏng bên ngoài. Các trạm làm lại thủ công là khu vực có rủi ro cao nhất đối với HBM vì người vận hành trực tiếp thao tác trên các bảng trần mà không có sự trung gian của công cụ tự động.

Chế độ thứ hai là Machine Model (MM) ESD, chiếm 21% số lỗi lắp ráp. MM có nguồn gốc từ thiết bị SMT tự động không nối đất bao gồm vòi phun chọn và đặt, đường ray băng tải và máy in dán hàn. Các bộ phận máy kim loại tạo ra điện tích tĩnh thông qua ma sát liên tục với chất nền PCB và bao bì dạng băng và cuộn thành phần. Không giống như HBM, phóng điện MM mang lại các xung dòng điện cao gần như tức thời mà không có độ trễ phóng điện. Hệ thống băng tải gây ra rủi ro lớn vì chuyển động liên tục của bảng mạch tạo ra lực ma sát lặp đi lặp lại trên hàng trăm thiết bị mỗi giờ, dẫn đến hư hỏng từng bộ phận trên toàn bộ lô sản xuất.

Chế độ thứ ba và bị bỏ qua nhiều nhất là ESD Mô hình thiết bị tính phí (CDM), chiếm 15% số lỗi còn lại. CDM xảy ra khi bản thân PCB hoặc thành phần thụ động tích tụ tĩnh điện trong quá trình vận chuyển, sau đó thải ra bề mặt máy trạm được nối đất. Người vận hành không cần chạm vào bộ phận nếu CDM bị lỗi. Hầu hết các lỗi ESD tiềm ẩn bắt nguồn từ việc trả về hiện trường đều xuất phát từ CDM vì PPE của nhà điều hành tiêu chuẩn không thể giảm thiểu việc tự sạc thành phần. Bản tin kỹ thuật ANSI/ESD lưu ý rằng thiệt hại CDM có khả năng không bị phát hiện bằng thử nghiệm CNTT sau lắp ráp cao gấp 8 lần so với thiệt hại HBM.

Việc phân loại sai ba chế độ này là lý do hàng đầu khiến việc kiểm tra tuân thủ ESD không thành công. Nhiều dây chuyền lắp ráp chỉ thực thi các quy tắc về dây đeo cổ tay tập trung vào HBM và bỏ qua các yêu cầu ion hóa CDM, dẫn đến tỷ lệ hư hỏng tiềm ẩn dai dẳng ngay cả khi người vận hành tuân thủ đầy đủ PPE.

Triển khai các giao thức nối đất tĩnh cho nhân viên từ đầu đến cuối

Việc nối đất hoàn chỉnh cho nhân viên yêu cầu tản tĩnh điện kép ở phần trên và phần dưới cơ thể kết hợp với kiểm tra trở kháng bắt buộc trước ca làm việc để loại bỏ rủi ro HBM.

Việc nối đất phần thân trên dựa vào dây đeo cổ tay có dây với điện trở giới hạn dòng điện 1MΩ tích hợp, thông số kỹ thuật bắt buộc trong ngành theo IEC 61340-5-2. Điện trở ngăn ngừa điện giật gây tử vong cho người vận hành đồng thời làm chậm quá trình phóng tĩnh điện đến mức không gây hư hại cho các bộ phận bán dẫn. Một lỗi phổ biến tại chỗ là việc sử dụng dây đeo cổ tay không dây, loại dây này chỉ đạt được hiệu quả tản tĩnh điện tạm thời và không thể giám sát liên tục. Thử nghiệm độc lập của bên thứ ba xác nhận dây đeo cổ tay không dây mất hiệu quả tản tĩnh điện sau 90 phút người vận hành di chuyển, tạo ra những khoảng trống rủi ro không được giám sát. Tất cả các dây đeo cổ tay có dây phải kết thúc tại các thanh nối đất dành riêng cho trạm làm việc, không phải các ổ cắm nối đất chung của tòa nhà, để tránh sự bù đắp điện thế nối đất trên sàn lắp ráp.

Việc nối đất phần thân dưới giải quyết sự tích tụ tĩnh điện do chuyển động của chân người vận hành, tạo ra 40% điện tích tĩnh của cơ thể con người. Người vận hành làm việc tại các trạm SMT đứng cần có dây đai gót chân ESD được ghép nối để tiếp xúc với một giày hoặc giày dép tiêu tán tĩnh điện (SD) đầy đủ của ESD. Giày dép SD phải đáp ứng mức điện trở bề mặt trong khoảng từ 10⁶Ω đến 10⁹Ω; giày dép dưới 10⁶Ω tạo ra rủi ro phóng điện nhanh cho người vận hành, trong khi giày dép trên 10⁹Ω không thể tiêu tán tĩnh điện trong khoảng thời gian 0,1 giây cần thiết. Người vận hành làm lại chỗ ngồi không yêu cầu dây đai ở gót chân nhưng phải sử dụng miếng đệm ghế phân tán ESD được liên kết với các thanh nối đất của trạm làm việc, vì chân ghế bằng nhựa cách ly người vận hành khỏi việc tiếp đất trên sàn.

Giám sát tuân thủ liên tục là rất quan trọng để tránh lỗi của con người. Việc kiểm tra dây đeo cổ tay thủ công hàng ngày có xu hướng làm giả hồ sơ của người vận hành, vì vậy các dây chuyền lắp ráp có khối lượng từ trung bình đến cao phải lắp đặt màn hình liên tục dây đeo cổ tay theo thời gian thực. Các thiết bị này kích hoạt cảnh báo dừng dòng khi kết nối dây đeo không thành công. Dữ liệu điểm chuẩn sản xuất B2B cho thấy các dây chuyền được giám sát liên tục giúp giảm 62% các lỗi liên quan đến HBM, so với mức giảm chỉ 24% khi kiểm tra thủ công hàng ngày. Ngoài ra, người vận hành phải tháo tất cả các phụ kiện không phải ESD bao gồm găng tay cao su, dây đeo cổ tay bằng polyester và kính an toàn bằng nhựa; vật liệu cao su tạo ra ma sát tĩnh cực cao trong quá trình xử lý thành phần và bị cấm trong các EPA được chứng nhận.

• Danh sách kiểm tra nối đất nhân sự hàng ngày (Bắt buộc đối với tất cả các ca)

• Kiểm tra độ kín tiếp xúc với da của dây đeo cổ tay (không có lớp vải giữa dây đeo và da)

• Ghi lại trở kháng giày dép SD thông qua máy kiểm tra sàn khi bắt đầu ca và tiếp tục nghỉ ca

• Xác nhận vải đồng phục là 100% polyester chống tĩnh điện thấm carbon (không pha cotton)

• Loại bỏ các thiết bị điện tử cá nhân khỏi khu vực làm việc của EPA để tránh hiện tượng sạc tĩnh điện

Xây dựng các khu vực được bảo vệ ESD (EPA) tuân thủ cho các máy trạm lắp ráp thủ công và SMT

Cấu trúc EPA hợp lệ yêu cầu liên kết đẳng thế thống nhất của tất cả các bề mặt, đồ đạc và chất nền của trạm làm việc có điện trở nối đất của cơ sở dưới 4Ω, đáp ứng các tiêu chuẩn chứng nhận địa điểm ANSI/ESD S20.20.

Thiết kế bề mặt máy trạm tạo thành lớp cấu trúc EPA đầu tiên. Mỗi vị trí SMT, kiểm tra mối hàn và trạm làm lại thủ công đều yêu cầu thảm tiêu tán tĩnh điện hai lớp: lớp tiêu tán điện trên cùng có điện trở bề mặt 10⁷Ω và lớp tiếp đất dẫn điện phía dưới. Thảm phải sử dụng các đầu nối nối đất bằng đồng cách nhau 1,8 mét để ngăn chặn sự phân tán tĩnh điện không đồng đều trên các bề mặt làm việc lớn. Một sai sót thường gặp trong thi công là gắn dây nối đất vào đường ống nước lạnh của tòa nhà; hoạt động này tạo ra điện thế mặt đất biến động và vi phạm các tiêu chuẩn tuân thủ sản xuất điện tử toàn cầu. Tất cả việc nối đất của EPA phải dẫn đến một điện cực nối đất ESD chuyên dụng với ba thanh thép mạ đồng được dẫn xuống lòng đất 2,2 mét, cách nhau 4 mét để có khả năng nối đất dự phòng.

Cơ sở hạ tầng sàn thường bị bỏ qua trong thiết kế EPA. Sàn nhà xưởng bằng epoxy tiêu chuẩn hoạt động như một chất cách điện tĩnh và duy trì điện tích trong nhiều giờ. Lối đi chính của dây chuyền lắp ráp và khu vực làm việc đầy đủ yêu cầu sàn epoxy có khả năng phân tán tĩnh điện được đánh giá từ 10⁴Ω đến 10⁶Ω. Đối với các cơ sở cũ không thể thay thế toàn bộ sàn, gạch lát sàn dẫn điện lồng vào nhau là giải pháp trang bị thêm phù hợp về chi phí với hiệu lực chứng nhận tương đương. Thảm sàn và thảm làm việc phải dùng chung các thanh cái liên kết đẳng thế giống hệt nhau để loại bỏ sự chênh lệch điện áp giữa bề mặt chân và bề mặt tay của người vận hành, đây là nguyên nhân tiềm ẩn hàng đầu gây ra hiện tượng phóng điện ESD xuyên bề mặt.

Các thiết bị cố định và thiết bị thứ cấp của trạm làm việc bao gồm mỏ hàn, bộ điều khiển mô-men xoắn, kính hiển vi kiểm tra và đầu dò kiểm tra yêu cầu liên kết từng điểm riêng lẻ. Bàn ủi hàn không chì được kiểm soát nhiệt độ gây ra rủi ro MM đặc biệt vì sự xuống cấp cách điện của bộ phận làm nóng tạo ra điện thế tĩnh nổi theo thời gian. Kiểm tra điện trở cách điện hàng tháng cho thiết bị hàn là cần thiết để xác định sự xuống cấp trước khi xảy ra phóng điện. Giá đỡ dụng cụ bằng nhựa phải được thay thế bằng giá đỡ dẫn điện chứa đầy carbon, vì các đồ đạc bằng nhựa nguyên chất sẽ tích tụ tĩnh điện trong vòng 20 phút sử dụng liên tục trong điều kiện xưởng khô ráo. Dữ liệu kiểm tra địa điểm ANSI/ESD cho thấy 37% các cuộc kiểm tra EPA không thành công xuất phát từ các thiết bị phụ không được gắn kết thay vì cơ sở hạ tầng máy trạm chính.

Thực tiễn tốt nhất về phân đoạn vùng EPA

Dây chuyền lắp ráp phải phân chia ba vùng EPA theo cấp độ để phù hợp với mức độ rủi ro ESD thay vì kiểm soát toàn bộ sàn thống nhất. Các khu vực cấp 1 bao gồm các trạm chỉnh dòng và bảng mạch trần có tiếp xúc trực tiếp với bộ phận tiếp xúc trực tiếp, yêu cầu ion hóa hoàn toàn, giám sát nhân sự liên tục và bảo quản dụng cụ chuyên dụng. Các khu vực cấp 2 bao gồm các trạm kiểm tra AOI và tia X với khả năng tiếp xúc bảng mạch trần hạn chế, chỉ yêu cầu nối đất tiêu chuẩn. Khu vực cấp 3 bao gồm các trạm đóng gói và xếp hàng bằng ván đóng gói không có chất bán dẫn lộ ra ngoài, chỉ yêu cầu nối đất trên sàn và PPE cơ bản cho người vận hành. Phân khúc theo từng cấp giúp giảm 22% chi phí vận hành cơ sở hàng năm trong khi vẫn duy trì độ lệch tuân thủ bằng 0.

Điều chỉnh độ ẩm của xưởng và ion hóa không khí để tản tĩnh điện xung quanh

Độ ẩm tương đối ổn định trong khoảng 45% đến 55% kết hợp với việc triển khai máy thổi ion AC cân bằng giúp loại bỏ hiện tượng sạc điện ma sát xung quanh gây hư hỏng CDM và HBM thứ cấp.

Kiểm soát độ ẩm tác động trực tiếp đến tốc độ phân rã tĩnh trên bề mặt. Ở độ ẩm tương đối dưới 30%, chất nền PCB thông thường FR-4 duy trì điện tích tĩnh trong hơn 12 giờ, trong khi ở độ ẩm 50%, tĩnh điện phân hủy tự nhiên trong vòng 2,2 giây. Nhiều cơ sở lắp ráp ở bán cầu bắc có độ ẩm thấp theo mùa dưới 25% vào mùa đông, khiến tỷ lệ hỏng hóc tiềm ẩn ESD không được ghi nhận tăng 300%. Chỉ riêng việc tạo ẩm thuần túy đã mang đến rủi ro: độ ẩm vượt quá 60% gây ra quá trình oxy hóa bóng hàn, tách lớp PCB dẻo và nhiễm ion dẫn đến ăn mòn mạch lâu dài. Các dây chuyền lắp ráp phải triển khai máy tạo ẩm bay hơi vòng kín thay vì máy tạo ẩm siêu âm, vì các thiết bị siêu âm tạo ra các giọt nước siêu nhỏ để lại cặn dẫn điện trên bề mặt PCB trần và gây ra lỗi đoản mạch.

Quá trình ion hóa không khí giải quyết hiện tượng tích điện trên các vật thể cách điện không thể nối đất, bao gồm bộ cấp linh kiện bằng nhựa, mặt nạ hàn PCB và đồ gá kiểm tra không dẫn điện. Việc nối đất không thể tiêu tán tĩnh điện khỏi vật liệu cách điện, nên việc ion hóa là bắt buộc đối với tất cả các vùng EPA Cấp 1. Hai loại máy thổi ion chính được triển khai trong dây chuyền lắp ráp: máy ion hóa AC trạng thái ổn định cho các trạm làm lại luồng khí thấp và máy ion hóa DC dạng xung cho khu vực băng tải chọn và đặt tốc độ cao. Bộ ion hóa DC dạng xung cung cấp đầu ra ion dương và âm cân bằng để tránh hiện tượng bù ion, điều này sẽ gây ra hiện tượng sạc tĩnh thứ cấp trên các thành phần BGA nhạy cảm. Tất cả các thiết bị ion hóa đều yêu cầu hiệu chuẩn điện áp bù hàng tháng để duy trì đầu ra trong phạm vi dung sai cân bằng ±15V theo IEC 61340-5-3.

Quản lý luồng không khí là một biện pháp kiểm soát môi trường bổ sung thường được kết hợp với quá trình ion hóa. Cung cấp khí HVAC tốc độ cao loại bỏ độ ẩm bề mặt còn sót lại từ PCB, làm giảm độ ẩm cục bộ hiệu quả từ 8% đến 12%, không phụ thuộc vào chỉ số độ ẩm trung tâm. Dây chuyền lắp ráp phải chuyển hướng các bộ khuếch tán HVAC để tránh luồng khí trực tiếp vào các trạm xử lý bo mạch trần và lắp đặt các vách ngăn luồng khí tản tĩnh cục bộ. Các thử nghiệm thực địa tại dây chuyền lắp ráp PCB ô tô khối lượng lớn cho thấy quá trình ion hóa cân bằng kết hợp, ngăn cản luồng khí có mục tiêu và độ ẩm không đổi 48% đã giảm 83% lỗi CDM trong vòng ba tháng kể từ khi triển khai.

Tiêu chuẩn hóa việc đóng gói, lưu trữ và xử lý vật liệu nội tuyến an toàn ESD

Xử lý vật liệu Phòng ngừa ESD yêu cầu bao bì dẫn điện, tiêu tán và che chắn riêng biệt phù hợp với độ nhạy của thành phần, cùng với liên kết giá lưu trữ được nối đất cho tất cả hàng tồn kho WIP PCB.

Ba loại vật liệu đóng gói được phân loại tương ứng với ba loại độ nhạy thành phần do JEDEC xác định. Các thành phần siêu nhạy loại 1 bao gồm chất bán dẫn tần số vô tuyến (RF) yêu cầu túi chắn tĩnh điện có mức suy giảm che chắn tối thiểu 20dB; những chiếc túi này chặn các trường tĩnh điện cảm ứng bên ngoài xuyên qua bao bì tiêu tán tiêu chuẩn. Các thành phần có độ nhạy trung bình loại 2 bao gồm các IC logic thông thường sử dụng túi polyetylen tiêu tán tĩnh điện (SD) mà không có yêu cầu che chắn. Các thành phần thụ động loại 3 như điện trở và tụ điện sử dụng túi dẫn điện chứa đầy carbon với chi phí thấp. Trộn lẫn các loại bao bì là lỗi xử lý vật liệu hàng đầu: túi che chắn được sử dụng không cần thiết sẽ làm tăng chi phí đóng gói lên 45%, trong khi bao bì kém chất lượng gây ra sự cố tại hiện trường có thể phòng ngừa được. Tất cả bao bì phải tránh các chất phụ gia silicon, chất này làm nhiễm bẩn bề mặt tấm PCB và làm gián đoạn quá trình làm ướt chất hàn trong quá trình hàn lại.

Giá lưu trữ PCB đang trong quá trình sản xuất (WIP) yêu cầu liên kết đẳng thế đầy đủ. Hầu hết các dây chuyền lắp ráp đều sử dụng giá đỡ kim loại không liên kết, tạo ra điện thế đất nổi giữa các tầng giá đỡ liền kề. Khi các khay PCB xếp chồng lên nhau trượt giữa các tầng, hiện tượng phóng điện CDM xảy ra trên các bo mạch song song. Mỗi chân giá lưu trữ phải có dây nối đất trên sàn và các giá đỡ liền kề phải được kết nối thông qua dây nối đồng để loại bỏ sự khác biệt tiềm ẩn giữa các giá. Các khay WIP bằng nhựa phải có khả năng tản nhiệt chứa đầy carbon với điện trở bề mặt trong khoảng 10⁶Ω đến 10⁸Ω; Các khay nhựa PP nguyên chất bị cấm ngay cả khi vận chuyển nội tuyến trong thời gian ngắn do ma sát nhanh trong quá trình di chuyển của băng tải.

Các giao thức xử lý giỏ hàng nội tuyến bổ sung cho việc kiểm soát đóng gói. Xe vận chuyển vật liệu cần có bốn bánh xe cao su dẫn điện để duy trì khả năng tiếp đất liên tục trong quá trình di chuyển. Xe đẩy không có bánh dẫn điện sẽ mất khả năng tiếp đất khi di chuyển qua các đường nối lát sàn, kích hoạt quá trình sạc tĩnh điện nhất thời của các khay PCB đã được nạp. Người vận hành không thể xếp chồng nhiều hơn 12 lớp PCB trần trên mỗi xe đẩy, vì các bảng xếp chồng lên nhau sẽ khuếch đại cảm ứng tĩnh điện giữa các lớp nền liền kề. Các bảng WIP cuối ca phải được niêm phong trong các tủ lưu trữ có tấm chắn nối đất thay vì lưu trữ trên giá mở, vì luồng không khí xung quanh qua đêm tạo ra sự sạc CDM trên diện rộng trên các bảng trần không được che phủ.

Hiệu chỉnh thiết bị SMT tự động để loại bỏ ESD do máy tạo ra

Giảm thiểu ESD do máy tạo ra yêu cầu hiệu chuẩn ma sát cơ học hàng quý, làm sạch bề mặt vòi phun hàng tuần và liên kết đường ray băng tải liên tục cho tất cả các thiết bị SMT tốc độ cao.

Máy gắp và đặt tốc độ cao tạo ra MM ESD do ma sát lặp đi lặp lại giữa vòi phun chân không bằng gốm và băng che phủ băng thành phần. Gốm sứ là vật liệu cách nhiệt cao, tích tụ điện tích tĩnh nhanh chóng trong quá trình chọn thành phần theo chu kỳ. Làm sạch bề mặt bằng cồn isopropyl hàng tuần sẽ loại bỏ cặn micro polymer khỏi vòi phun; cặn khuếch đại điện tích tĩnh lên tới 270% bằng cách tăng hệ số ma sát bề mặt. Đối với các dây chuyền xử lý các bộ phận 0201 bước cao, vòi phun phủ kim cương dẫn điện là một bản nâng cấp đã được xác thực giúp tiêu tán tĩnh điện một cách thụ động ở vòi phun mà không cần nối đất bên ngoài, giảm 59% lỗi MM liên quan đến chọn và đặt trong các thử nghiệm sản xuất độc lập.

Liên kết hệ thống băng tải giải quyết việc tạo điện tích động trong quá trình vận chuyển bảng. Đường ray băng tải bằng thép không gỉ dòng SMT phát triển các lớp oxy hóa vi mô sau ba đến sáu tháng hoạt động, làm gián đoạn tính liên tục về điện giữa các đoạn đường ray và tạo ra điện thế nổi trên mặt đất. Việc đánh bóng bề mặt đường ray hàng tháng sẽ loại bỏ quá trình oxy hóa và cáp nối phải kết nối từng đoạn đường ray riêng lẻ bất kể nền tảng chính của nhà máy. Vật liệu băng tải cũng cần được thay thế 12 tháng một lần: đai cao su tiêu chuẩn có khả năng cách điện, trong khi đai silicon tiêu tán tĩnh điện duy trì sự tiêu tán điện tích liên tục trong quá trình vận hành dây chuyền 24/7. Đai lưới bên trong lò Reflow là một rủi ro tiềm ẩn khác; nhiệt độ cao của lò làm suy giảm chất phụ gia chống tĩnh điện, cần phải kiểm tra độ bền của dây đai hai tháng một lần.

Thiết bị phân phối và dán hàn yêu cầu điều chỉnh ESD riêng biệt. Sự tích tụ tĩnh điện của kim phân phối gây ra sự lắng đọng chất kết dính không đồng đều và độ nghiêng của bộ phận cùng với hư hỏng bộ phận tiềm ẩn. Tất cả các kim phân phối phải được liên kết với mặt đất của khung phân phối thông qua các vấu đồng thu nhỏ. Các chổi in dán hàn được làm từ polyurethane yêu cầu phải sửa đổi chống tĩnh điện bằng carbon; chổi cao su chưa được sửa đổi sẽ tạo ra tĩnh điện trong quá trình quét giấy nến làm xáo trộn sự liên kết của các hạt dán hàn và làm hỏng các đầu nối cạnh hở trên PCB mỏng. Làm sạch giấy nến sau in bằng dung dịch tẩy rửa tiêu tán tĩnh điện không chứa ion giúp ngăn ngừa sự tích tụ tĩnh điện còn sót lại trên bề mặt giấy nến giữa các lần sản xuất.

Thiết lập việc kiểm tra ESD định kỳ, đào tạo và phân tích nguyên nhân gốc rễ của lỗi

Việc ngăn chặn thiệt hại ESD được duy trì đòi hỏi phải có các cuộc kiểm tra tuân thủ hàng quý theo từng lớp, đào tạo theo vai trò cụ thể và phân tích nguyên nhân gốc rễ 5 lý do có cấu trúc cho mọi điểm bất thường của ESD được ghi lại.

Kiểm toán theo lớp giúp loại bỏ các điểm mù kiểm tra mà các nhóm chất lượng nội bộ đơn lẻ bỏ qua. Các cuộc kiểm tra hàng ngày cấp 1 do người giám sát dây chuyền thực hiện nhằm xác minh khả năng kết nối PPE theo thời gian thực, điện áp cân bằng ion hóa và tính liên tục của thanh cái ở trạm làm việc, yêu cầu kiểm tra tại chỗ trong 15 phút cho mỗi ca sản xuất. Các cuộc kiểm tra cấp 2 hàng tháng do các kỹ sư chất lượng thực hiện nhằm kiểm tra trở kháng phần cứng bao gồm sàn, thảm và giá lưu trữ, cập nhật hồ sơ hiệu chuẩn cho tất cả các thiết bị kiểm tra ESD có thể truy nguyên theo tiêu chuẩn đo lường quốc gia. Đánh giá hàng quý của bên thứ ba cấp 3 xác nhận đầy đủ