Đo điện trở nghiệm thu vật tư chống tĩnh điện: 3 phép đo, dải đạt theo ANSI/ESD S20.20 và cách ghi biên bản cho audit
Biên soạn: Đội kỹ thuật PRIMEAG — 10 năm nội thất nhà máy điện tử & phòng sạch. Cập nhật 09/2026.
Tóm tắt: “Chống tĩnh điện” chỉ có nghĩa khi đi kèm một con số đo được. Bài này giải thích 3 phép đo cơ bản mà bộ phận QA nhà máy tự làm được — điện trở bề mặt, điện trở điểm–đất, và điện trở hệ người–giày–sàn — dải giá trị đạt cho từng loại vật tư theo ANSI/ESD S20.20 & IEC 61340-5-1, máy cần có, và cách ghi biên bản để audit chấp nhận.
1. Ba khái niệm hay bị lẫn
| Thuật ngữ | Dải điện trở | Ý nghĩa | Ví dụ |
|---|---|---|---|
| Dẫn điện (conductive) | < 10⁴ Ω (phân loại vật liệu bao bì theo ANSI/ESD S541) | Xả rất nhanh — có thể quá nhanh, gây tia lửa | Thùng carbon đen, băng đồng, lớp dưới thảm 2 lớp |
| Tiêu tán (dissipative) | 10⁴ – 10¹¹ Ω (thực tế mua 10⁶–10⁹ Ω) | Xả có kiểm soát — mức chuẩn cho bề mặt tiếp xúc linh kiện | Mặt bàn, lớp trên thảm, quần áo, găng carbon, sàn |
| Cách điện (insulative) | > 10¹¹ Ω | Không xả — tích điện; cấm trong EPA trừ khi cần | Nhựa thường, túi PE, thảm cách điện kV, găng cách điện |
Lỗi phổ biến: mua thảm cách điện 22 kV trải khu EPA vì nghĩ “cách điện là chống tĩnh điện” — kết quả ngược lại hoàn toàn.
2. Ba phép đo và máy cần có
(a) Điện trở bề mặt / điểm–điểm (Rtt) — đặt 2 điện cực 5 lb (2,27 kg) cách nhau 25 cm trên bề mặt, đo ở 10 V (nếu <10⁶ Ω) hoặc 100 V. Dùng cho thảm, bàn, sàn, thùng, khay. Chuẩn ANSI/ESD S4.1 (bàn), STM7.1 (sàn), STM11.11 (vật liệu phẳng).
(b) Điện trở điểm–đất (Rtg) — 1 điện cực trên bề mặt, dây kia kẹp vào điểm đất chung. Cho biết cả “vật liệu + dây nối + ổ cắm + điểm đất” có thông không. Đây là phép đo audit hỏi nhiều nhất.
(c) Hệ người–giày–sàn (ANSI/ESD STM97.1) — công nhân đeo giày ESD đứng lên tấm điện cực, cầm tay điện cực; đo tổng. Mua sàn tốt mà giày kém sẽ lộ ngay ở phép này.
Máy: máy đo điện trở bề mặt có điện cực 5 lb (SL-031, FMX-003) cho (a)(b); máy test vòng tay/giày (OTS1801D) cho kiểm tra hằng ngày; máy đo điện áp tĩnh điện (Supra 518) để đo điện tích trên vật cách điện và hiệu chuẩn quạt ion. Đồng hồ vạn năng không dùng được — điện áp thử quá thấp và không có điện cực chuẩn.
3. Dải đạt cho từng vật tư (con số để đưa vào tiêu chuẩn nội bộ)
| Vật tư | Phép đo | Đạt | Chuẩn | Tần suất |
|---|---|---|---|---|
| Mặt bàn, thảm bàn | Rtg | < 10⁹ Ω (khuyến nghị 10⁶–10⁹) | S4.1 | 6 tháng |
| Sàn, thảm sàn | Rtt, Rtg | < 10⁹ Ω | STM7.1 | 12 tháng + sau đánh sàn |
| Người + giày + sàn | Hệ thống | < 1×10⁹ Ω kèm điện áp cơ thể khi đi < 100 V (xem mục bên dưới) | STM97.1, STM97.2 | Đầu ca (máy test) |
| Vòng tay + dây | Máy test | 0,75 – 35 MΩ | S1.1 | Đầu ca |
| Quần áo ESD | Rtt trên vải | < 10¹¹ Ω (mua 10⁶–10⁹) | STM2.1 | 6 tháng / sau 50 lần giặt |
| Găng, bao ngón carbon | Rtt | 10⁵ – 10⁹ Ω | ANSI/ESD SP15.1 | Theo lô nhập |
| Thùng, khay, danpla ESD | Rtt | 10⁴ – 10¹¹ Ω (mua 10⁶–10⁹) | S541 | Theo lô nhập |
| Túi shielding | Rtt lớp trong + chắn phóng điện | < 10¹¹ Ω; < 50 nJ (STM11.31) | S541 | Theo lô |
| Ghế ESD | Rtg (mặt ghế → sàn) | < 10⁹ Ω | STM12.1 | 6 tháng |
| Quạt ion | Cân bằng, thời gian xả | ±35 V (khuyến nghị ±10 V); 1000→100 V < 10 s | STM3.1 | 6 tháng |
4. Quy trình đo nghiệm thu khi nhận hàng (15 phút/lô)
- Để vật tư ổn định 12 h ở nhiệt độ/độ ẩm xưởng (độ ẩm ảnh hưởng mạnh — ghi RH vào biên bản, đo ở RH 30–50 % là khắt khe nhất).
- Lau sạch bề mặt bằng IPA, để khô.
- Đo Rtt tại 3 điểm ngẫu nhiên (sàn: 5 điểm/100 m²); đo Rtg tại 1–2 điểm nếu vật tư đã nối đất.
- Ghi: mã hàng, lô, ngày, RH/nhiệt độ, máy đo & hạn hiệu chuẩn, điện áp thử, giá trị từng điểm, kết luận đạt/không, người đo, chữ ký. Lưu 2 năm.
- Không đạt → cách ly lô, báo nhà cung cấp; PRIMEAG đổi lô hoặc đo đối chứng tại chỗ.
Lưu ý: biên bản đo của nhà cung cấp là một phần hồ sơ để nhà máy chứng minh chương trình ESD của mình; chứng nhận S20.20 là của nhà máy, không phải của từng sản phẩm.
Ω hay Ω/sq: đọc đúng đơn vị trên datasheet
Datasheet vật tư ESD hay ghi lẫn hai đại lượng:
- Điện trở bề mặt (Ω): đo giữa hai điện cực đặt trên mẫu. Giá trị phụ thuộc kích thước và hình dạng điện cực. Đây là giá trị mà máy đo 5 lb của QA đọc ra.
- Điện trở suất bề mặt (Ω/sq, “ohm trên ô vuông”): đặc tính của vật liệu, không phụ thuộc kích thước ô vuông. Đo bằng điện cực vòng đồng tâm hoặc thanh song song.
Theo Desco, với điện cực vòng đồng tâm của ANSI/ESD STM11.11, điện trở suất ≈ 10 × điện trở, tức chênh nhau một bậc. Một tấm danpla ghi “10⁸ Ω/sq” sẽ đo ra khoảng 10⁷ Ω bằng điện cực vòng. Nhầm hai đơn vị là nguồn tranh cãi hay gặp nhất giữa QA và nhà cung cấp. Desco nay dùng thống nhất đơn vị Ω cho cả hai để giảm nhầm lẫn. Khi viết tiêu chuẩn nội bộ, hãy ghi rõ đơn vị, điện cực và phương pháp.
Điện cực 5 lb phải đạt thông số gì
Theo ANSI/ESD S4.1 (mục 6.1.2), Desco tóm tắt yêu cầu của điện cực trụ dùng đo mặt bàn, sàn, ghế, kệ, quần áo:
| Thông số | Yêu cầu |
|---|---|
| Khối lượng | 2,27 kg ± 0,06 kg (5 lb ± 2 oz) |
| Đường kính mặt tiếp xúc | 63,5 mm ± 0,25 mm (2,5 in) |
| Độ cứng đệm dẫn điện | 50–70 Shore A |
| Điện trở giữa hai điện cực đặt trên tấm kim loại, đo ở 10 V | < 10 kΩ |
Bài kiểm tra cuối cùng nên làm trước mỗi đợt đo: đặt hai điện cực lên tấm kim loại sạch, đo ở 10 V. Nếu kết quả cao bất thường, đệm điện cực đã bẩn, chai cứng hoặc dây hỏng. Dùng kẹp cá sấu thay điện cực 5 lb sẽ cho số liệu không so sánh được với tiêu chuẩn.
Đánh giá chất lượng khác kiểm tra định kỳ
| Đánh giá chất lượng (qualification) | Kiểm tra tuân thủ (compliance verification) | |
|---|---|---|
| Ai làm | Nhà sản xuất hoặc phòng thí nghiệm | QA nhà máy |
| Phương pháp | ANSI/ESD S4.1, STM11.11… | ESD TR53 |
| Điều kiện | Buồng môi trường, độ ẩm thấp | Môi trường thực tế của xưởng |
| Phép đo | Điểm–điểm và điểm–đất | Với mặt bàn: chỉ điểm–đất |
Ví dụ một báo cáo đánh giá của SCS: mẫu được ổn định ở 23 °C trong 48–72 giờ, tại 12 % RH và 50 % RH, rồi mới đo. Khi nhập vật tư ESD mới, hãy xin báo cáo dạng này. Kết quả đạt ở 12 % RH đáng tin hơn nhiều so với một con số đo ở điều kiện không ghi rõ. Phép đo 15 phút/lô của QA là kiểm tra tuân thủ. Nó xác nhận hàng nhận về giống hàng đã được đánh giá, chứ không thay thế báo cáo đánh giá.
Độ ẩm làm số đo dịch chuyển bao nhiêu
Điện trở của nhiều vật liệu tiêu tán tăng mạnh khi không khí khô. Số liệu của Nevamar cho mặt laminate ESD minh họa rõ điều này:
- 40–60 % RH: điểm–điểm 10⁶–10⁷ Ω.
- 20–40 % RH: 10⁷–10⁸ Ω.
- 10–20 % RH: 10⁸–10⁹ Ω, tức sát ngưỡng đạt.
Cùng một tấm vật liệu có thể chênh 2–3 bậc giữa tháng mưa và phòng điều hòa khô. Vì vậy biên bản bắt buộc ghi nhiệt độ và độ ẩm, và nên có ít nhất một đợt đo vào thời điểm khô nhất trong năm. Sàn hay thảm đo 10⁸ Ω vào mùa mưa chưa chắc đã đạt vào mùa khô.
Vì sao số đo nhảy: danh sách kiểm tra
Desco liệt kê các nguyên nhân hay gặp khi kết quả không lặp lại được:
- Dùng kẹp thay vì điện cực 5 lb. Đệm điện cực bẩn.
- Giắc chuối, giắc cắm lỏng. Pin máy yếu.
- Bề mặt bẩn, có vết nước, cà phê giữa hai điện cực.
- Đo vật liệu nhiều lớp. Dòng có thể đi xuyên xuống lớp dẫn điện bên dưới.
- Đo trên nền kim loại dẫn điện.
- Độ ẩm quá thấp hoặc quá cao.
- Chọn sai điện áp thử (10 V và 100 V).
- Đổi máy đo giữa các lần đo. Quên quy đổi giữa điện cực trụ và thanh song song.
Quy tắc chọn điện áp theo ESD TR53: bắt đầu ở 10 V. Nếu kết quả ≥ 1×10⁶ Ω thì đo lại ở 100 V. Khi đo mặt bàn, đo cả vùng hay dùng và vùng bẩn nhất, không chỉ chỗ sạch nhất.
Nối đất người qua sàn và giày: hai phép thử
Từ bản 2014, khi dùng sàn và giày làm phương tiện nối đất người, S20.20 yêu cầu đạt cả hai: điện trở hệ người–giày–sàn < 1×10⁹ Ω (ANSI/ESD STM97.1) và điện áp cơ thể khi đi < 100 V (ANSI/ESD STM97.2). Phép thử đi bộ cần máy đo điện áp cơ thể. Thường thuê đo một lần khi nghiệm thu sàn, sau đó kiểm tra hằng ca bằng máy test giày.
Nguồn tham khảo kỹ thuật
- Desco – Surface resistance vs surface resistivity (Q&A 1109)
- Desco – Surface resistance measurement and causes of inconsistent readings (Q&A 346)
- Desco – 5 lb electrode requirements per ANSI/ESD S4.1 (Q&A 1318)
- Desco – Qualification vs compliance verification of worksurfaces (Q&A 1311)
- Nevamar (Panolam) – ESD laminate technical bulletin (điện trở theo độ ẩm)
- In Compliance – Review of the technical revisions to ANSI/ESD S20.20-2014
5. Câu hỏi hay gặp
Đo được 10¹⁰ Ω, đạt hay không? Với mặt bàn, thảm, sàn: không đạt, vì S20.20 yêu cầu điểm–đất < 10⁹ Ω. Với bao bì (thùng, khay), giá trị này vẫn trong dải tiêu tán (< 10¹¹ Ω) nhưng đã cao so với hàng mới. Kiểm tra lớp phủ, độ ẩm, vệ sinh.
Đo ở 10 V hay 100 V? Đo 10 V trước; nếu >10⁶ Ω chuyển 100 V. Máy tự động làm việc này.
Bao lâu hiệu chuẩn máy? 12 tháng; PRIMEAG gửi hiệu chuẩn hộ và giữ lịch nhắc.
Cần bộ máy đo + hướng dẫn quy trình cho QA? Liên hệ qua form, PRIMEAG gửi mẫu biên bản và đào tạo 1 buổi tại nhà máy khi giao máy.
