ตามที่ทราบกันดี ไฟฟ้าสถิตมีลักษณะการทำงานเหมือนกับ “ปีศาจ” มันไม่เพียงแต่จะทำให้อายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สั้นลงและลดความน่าเชื่อถือเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้เกิดความล้มเหลวโดยสิ้นเชิงในมือของผู้ใช้ปลายทางได้ด้วย ซึ่งจะทำให้ชื่อเสียงของบริษัทที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการยอมรับผลิตภัณฑ์ในตลาดลดลงอย่างมาก ความเสียหายจาก ESD (Electrostatic Discharge – การคายประจุไฟฟ้าสถิต) อาจเกิดขึ้นได้กับชิ้นส่วนทุกชิ้น ไม่ว่าจะมีขนาดใหญ่หรือเล็ก อันเนื่องมาจากการขนส่ง การเสียดสี หรือการสัมผัสโดยตรง และความเสียหายที่เกิดจาก ESD ควรถูกลดให้น้อยที่สุดในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้น บทความนี้จะนำเสนอวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายบางประการในการควบคุมความเสียหายจาก ESD ในสายการประกอบ SMT (Surface Mount Technology – เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว)
การตรวจสอบความเสียหายจาก ESD
เพื่อหยุดการเกิดไฟฟ้าสถิตอย่างมีประสิทธิภาพและเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของ ESD ควรมีการตรวจสอบเครื่องมือและอุปกรณ์ตรวจสอบเป็นระยะ ๆ เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานความน่าเชื่อถือ รวมถึงสายรัดข้อมือป้องกันไฟฟ้าสถิต รองเท้าป้องกันไฟฟ้าสถิต พัดลมไอออน เป็นต้น
เครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับการตรวจสอบ ESD ที่มักใช้ในเวิร์กช็อปการประกอบ SMT ส่วนใหญ่ประกอบด้วย:
• เครื่องตรวจสอบความต้านทานผิวหน้า
• เมกเกอร์
• เครื่องวัดสนามไฟฟ้าสถิต;
• พัดลมไอออน
• เครื่องทดสอบสมดุลไอออน;
• เครื่องทดสอบแรงดันไฟฟ้าแบบไม่สัมผัส;
• เครื่องทดสอบสายรัดข้อมือ;
• เครื่องทดสอบสภาพร่างกายมนุษย์แบบสถิตครบวงจร
อุปกรณ์และระบบสำหรับการป้องกัน ESD ควรได้รับการตรวจสอบภายใต้คำแนะนำเชิงปฏิบัติของ QA (การประกันคุณภาพ) และ QE (วิศวกรรมคุณภาพ) โดยทั่วไปแล้ว ควรใช้เครื่องมือและวิธีการที่เหมาะสมให้สอดคล้องกับความต้องการของวัสดุและเครื่องมือที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้เครื่องตรวจสอบความต้านทานผิวแบบง่ายกับวัสดุนุ่มบางชนิด เช่น ชุดคลุมที่มีพื้นผิวหยาบ แผ่นกันกระแทก หรือถุงกันกระแทก ควรกดน้ำหนักประมาณ 4 ถึง 6 กิโลกรัม เพื่อให้การสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดทดสอบกับพื้นผิววัสดุดีเยี่ยมและทำให้การทดสอบมีความถูกต้อง นอกจากนี้ เมื่อใช้เมกเกอร์ในการวัดค่าความต้านทานผิวของวัสดุที่ทดสอบ ควรเลือกใช้เมกเกอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 100V
การป้องกันความเสียหายจากไฟฟ้าสถิต (ESD)
การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของการดำเนินมาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตขึ้นอยู่กับข้อบังคับที่เป็นมาตรฐานในเวิร์กช็อปการประกอบ SMT ทันทีที่มีปัญหาใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ ESD ปรากฏขึ้น ควรดำเนินมาตรการที่เหมาะสมอย่างทันท่วงทีเพื่อป้องกันความเสียหายจาก ESD
ตามการใช้งานหรือความถี่ของโครงสร้างพื้นฐาน อุปกรณ์ และระบบที่แตกต่างกัน ควรมีการตรวจสอบสัปดาห์ละครั้ง เดือนละครั้ง หรือไตรมาสละครั้ง ควรกำหนดให้มีผู้จัดการ ESD ประจำอยู่ในแต่ละพื้นที่การผลิต และรายการตรวจสอบควรครอบคลุมถึงสภาพแวดล้อม อุปกรณ์ เครื่องมือวัด เครื่องมือช่าง ฟิกซ์เจอร์ บุคลากร อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิต วัสดุ ฯลฯ ผลการตรวจสอบควรถูกจัดทำเป็นเอกสาร โดยอ้างอิงถึงปัญหาก่อนหน้าที่เกี่ยวข้องกับ ESD
ผู้จัดการ ESD ต้องรายงานมาตรการป้องกัน ESD ต่อผู้จัดการฝ่ายผลิตและผู้รับผิดชอบด้านป้องกันไฟฟ้าสถิต และการดำเนินการด้านป้องกันไฟฟ้าสถิตควรถูกตรวจสอบเมื่อจำเป็น วัตถุประสงค์ของการตรวจสอบคือเพื่อให้มั่นใจว่าพื้นที่การผลิตแต่ละแห่งเป็นไปตามข้อกำหนดในการควบคุมไฟฟ้าสถิต
ผู้จัดการ EPA (พื้นที่ป้องกัน ESD) ต้องสรุปการตรวจสอบ ESD และจัดทำข้อสรุปเกี่ยวกับมาตรการ ESD ที่ไม่ผ่านเกณฑ์ เมื่อรายงานได้รับการอนุมัติจากผู้จัดการระดับสูงแล้ว จะถูกส่งต่อให้ผู้จัดการ EPA โดยตรง
ในช่วงสิบวันสุดท้ายของแต่ละไตรมาส ผู้จัดการอาวุโสฝ่าย ESD จะต้องทำการทบทวนโดยครอบคลุมเกี่ยวกับระบบ ESD และการดำเนินการ ระบบการทบทวนโดยครอบคลุมควรครอบคลุมถึงระบบแฟ้มเอกสาร ESD บันทึกประจำวันของ ESD การเสนอราคาแหล่งทรัพยากร มาตรฐานสากล การตรวจสอบซ้ำการดำเนินการ ESD เป็นต้น
มาตรการป้องกันสำหรับ EPA
มาตรการป้องกันสำหรับ EPA ควรเริ่มจากประเด็นต่อไปนี้: ข้อกำหนดการปฏิบัติงานของ EPA ป้ายเตือน อุปกรณ์ ระบบสายดินของเครื่องมือป้องกันไฟฟ้าสถิต ระบบสะสมข้อมูล ESD การควบคุมการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าสถิต มาตรการป้องกัน ESD ที่ดำเนินการกับบุคคล การควบคุมวัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิต เป็นต้น
ก่อนการผลิตการประกอบ SMT ควรมีการตรวจสอบพื้นที่ทำงานเพื่อพิจารณาว่ามีปัญหาเกิดขึ้นหรือไม่ เช่น สายกราวด์ขาด การสัมผัสหลวม หรือหลุดออก นอกจากนี้ ควรตรวจสอบขั้นตอนการปฏิบัติงานเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาด และควรตรวจสอบพัดลมไอออนว่าอยู่ในสภาพที่สามารถทำงานได้อย่างราบรื่น เมื่อพบปัญหาใด ๆ พนักงานปฏิบัติงานต้องรายงานให้ผู้จัดการฝ่ายผลิตทราบเพื่อดำเนินการแก้ไขทันที จำเป็นต้องรับประกันให้การต่อลงกราวด์ ESD มีความเรียบร้อยและเป็นไปตามมาตรฐาน
การบำรุงรักษาระบบควบคุม ESD ในเวิร์กช็อปการประกอบ SMT ขึ้นอยู่กับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเป็นหลัก ซึ่งสามารถทำให้ปัญหาหรือข้อผิดพลาดถูกเปิดเผยออกมาได้ หลังจากปัญหาและข้อผิดพลาดเหล่านั้นได้รับการแก้ไขอย่างเหมาะสมแล้ว ระบบควบคุม ESD ก็จะสามารถกลับมาทำงานได้อีกครั้ง มาตรการป้องกัน ESD ต้องถูกประกาศในรูปแบบของข้อกำหนดอย่างเป็นทางการ และควรได้รับการชี้แจงโดยผู้ผลิต ซัพพลายเออร์ และองค์กรคู่ค้า นอกจากนี้ ต้องมีการจัดตั้งระเบียบการควบคุมการป้องกัน ESD แบบบูรณาการที่สมบูรณ์ทั้งภายในและภายนอกบริษัท ดังนั้น ควรให้ความสำคัญและการควบคุมที่เหมาะสมกับขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับมาตรการป้องกัน ESD เพื่อให้ปัญหาที่ไม่ได้มาตรฐานทั้งหมดสามารถได้รับการปรับแก้ได้ทันท่วงที และได้รับการป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตการประกอบ SMT ขั้นต่อไป
