Phóng Tĩnh Điện (ESD) là gì?

Chúng ta quan sát các hiện tượng tĩnh điện xảy ra trong tự nhiên và đời sống:

• Những sợi lông bị thu hút về phía thanh thủy tinh cọ xát vào chất liệu len.
• Giật nhẹ khi chúng ta đi ngang qua một tấm thảm và chạm vào tay nắm cửa bằng kim loại.
• Tĩnh điện chúng ta cảm thấy sau khi sấy quần áo trong máy sấy quần áo.
• Hiện tượng tia chớp của set khi trời mưa
• Khi cởi áo len vào mùa đông có những tiếng kêu tách tách
• Vào mùa đông tóc thường bị hút vào quần áo hoặc dựng lên

Đây chính là hiện tượng phóng tĩnh điện. Gần như các hiện tượng ESD là vô hại, tuy nhiên trong môi trường công nghiệp  nó có thể là một vấn đề vô cùng có hại.

Vậy Phóng tĩnh điện là gì?

Phóng tĩnh điện (ESD) là dòng điện đột ngột giữa hai vật tích điện gây ra bởi sự tiếp xúc, sự cố chập điện hoặc điện môi.

Điều này xảy ra khi hai vật liệu khác nhau cọ xát với nhau. Một trong những vật liệu sẽ mang tích điện dương, vật liệu kia sẽ mang tích điện âm. Các vật liệu tích điện dương hiện có một điện tích tĩnh. Khi điện tích đó tiếp xúc với vật liệu phù hợp, nó sẽ được chuyển và chúng ta có một hiện tượng ESD.

Hiện tượng ESD tạo ra sức nóng rất cao, mặc dù chúng ta không cảm thấy điều đó. Tuy nhiên, khi điện tích được giải phóng lên một thiết bị điện tử như thẻ mở rộng, sức nóng dữ dội từ điện tích có thể làm tan chảy hoặc bốc hơi các bộ phận nhỏ trong thẻ khiến thiết bị bị hỏng.

Đôi khi một sự kiện ESD có thể làm hỏng thiết bị, nhưng nó vẫn tiếp tục hoạt động. Đây được gọi là một khiếm khuyết tiềm ẩn, khó phát hiện và rút ngắn đáng kể tuổi thọ của thiết bị.

Dưới sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các yêu cầu đối với kiếm soát tĩnh điện ngày càng tăng lên. Đặc biệt là trong ngành công nghiệp điện tử.

Tuổi thọ của các thiết bị điện tử có liên quan rất nhiều đến tĩnh điện và phóng tĩnh điện. Các thiết bị điện tử ngày càng trở nên nhanh hơn, nhỏ gọn hơn, do đó các yêu cầu về kiểm soát tĩnh điện ngày tăng theo.

Chi phí cho các hỏng hóc thiết bị từ vài cent của một con diot đến vài nghìn đô la Mỹ cho một bản mạch phức tạp. Chưa kể đến chi phí sửa chữa, bảo hành, bảo trì, vận chuyển, lưu kho, nhân công và chi phí quản lý cũng tăng lên đáng kể.

Ngày nay, có hàng nghìn công ty trong lĩnh vực điện tử đưa ra các yêu cầu về kiểm soát chống tĩnh điện là yêu cầu bắt buộc. Các tiêu chuẩn kiểm soát chống tĩnh điện được tổ chức chống tĩnh điện quốc tế ( ESDA) có hướng dẫn để các công ty có thể thực hiện kiểm soát chống tĩnh điện trong quá trình sản xuất của mình.

Các vấn đề do ESD:

• ESD gây ra sự hư hỏng trong một sản phẩm nhạy cảm với ESD là vĩnh viễn và nó cho thấy kết quả nhanh chóng.
• Lỗi sản phẩm tiềm ẩn- Khiếm khuyết tiềm ẩn cho thấy kết quả chậm. Trong lần kiểm tra đầu tiên, nó vượt qua kiểm tra nhưng sau một khoảng thời gian nó bắt đầu hiển thị các hiệu ứng như lỗi trong hệ thống, làm chậm tín hiệu. Các khiếm khuyết tiềm ẩn có thể rất tốn kém vì sản phẩm vượt qua tất cả các bước kiểm tra, và sản phẩm được hoàn thành và vận chuyển.

Giải pháp chống tĩnh điện:

• Các chất liệu khác nhau sẽ có những giải pháp khác nhau. Đối với các chất liệu đẫn điện thì phương pháp thường gặp nhất là nối đất trực tiếp.
• Đối với những chất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì chỉ có một giải pháp duy nhất là dùng ionizer. Đây là phương pháp tạo ra các ion trung hoà những vùng bị tĩnh điện, nếu không được trung hòa bởi những điện tích tự do, tĩnh điện mất đi rất chậm. Những Vật liệu cách điệncho phép những nhóm điện tích âm và điện tích dương hình thành. Khi những điện tích không thể di chuyển trên bề mặt của vật liệu này, việc nối đất không thể loại bỏ những điện tích này. Sự ion hóa là phương tiện duy nhất để loại bỏ tĩnh điện ở những vật liệu cách điện. Sự ion hoá các điện tử tự do trong không khí bằng phương pháp phân cực điện áp cao tạo ra liên tục luồng điện tích âm và điện tích dương. Những điện tích này sẽ kết hợp với những điện tích trái dấu trên bề mặt của vật liệu do đó triệt tiêu được tĩnh điện trên bề mặt cách điện.
• Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khử được các ion bằng cách trung hoà chúng. Một số thiết bị chống tĩnh điện thông dụng là: Túi chống tĩnh điện, túi nhôm chống tĩnh điện, túi shielding chống tĩnh điện, túi metalized chống tĩnh điện…
• Các sản phẩm, linh kiện điện tử dễ dàng bị hư hỏng bởi tĩnh điện. Để bảo vệ các sản phẩm này, người ta sử dụng các loại túi có khả năng chống tĩnh điện.
• Để chống tĩnh điện cho một hệ thống máy in, người ta gắn những thanh khử tĩnh điện lên một số vị trí để nó trung hoà các ion tạo ra từ giấy trong quá trình cọ xát, xả cuộn, sấy khô…
• Để chống tĩnh điện trong quá trình sơn, người ta sử dụng quạt ion hoặc thanh khử tĩnh điện gắn ở vị trí gần nơi phun sơn để những thiết bị này khử ion trong các hạt sơn. Do không bị nhiễm tĩnh điện, các hạt sơn bám chắc chắn vào bề mặt hạt cần sơn, tạo nên lớp sơn thẩm mỹ hơn.
• Và còn nhiều ứng dụng nữa của các dụng cụ chống tĩnh điện trong việc chống lại tĩnh điện gây thiệt hại cho sản xuất và cuộc sống con người.