Lập khu EPA cho chuyền SMT: 5 hạng mục bắt buộc, con số cần đạt và cách nghiệm thu
Biên soạn: Đội kỹ thuật PRIMEAG — 10 năm nội thất nhà máy điện tử & phòng sạch. Cập nhật 09/2026.
Tóm tắt: Khu EPA (Electrostatic Protected Area) cho một chuyền SMT hoặc lắp ráp điện tử cần tối thiểu 5 hạng mục: sàn hoặc thảm dẫn điện – bàn thao tác có mặt tiêu tán và nối đất – vòng đeo tay/chân cho người – trang phục và giày ESD – thùng khay túi ESD cho hàng, cộng thêm quạt ion cho vật cách điện và máy đo để tự kiểm tra. Bài này nói rõ mỗi hạng mục cần đạt con số gì theo ANSI/ESD S20.20 và IEC 61340-5-1, sai lầm hay gặp, và cách kiểm tra khi nghiệm thu.
1. Vì sao “mua đồ ESD” chưa phải là “có khu EPA”
Tĩnh điện chỉ được kiểm soát khi mọi vật dẫn trong khu vực — người, bàn, sàn, thùng — nối về cùng một điểm đất qua điện trở phù hợp, và mọi vật cách điện không cần thiết bị loại bỏ hoặc trung hòa bằng ion. Một nhà máy mua thảm ESD nhưng không nối đất, mua vòng tay nhưng không có ổ cắm tiếp địa, mua dép ESD nhưng lát sàn epoxy thường — là mua đủ đồ mà chưa có khu EPA. Audit của khách Nhật/Hàn kiểm tra hệ thống, không kiểm tra hóa đơn.
2. Năm hạng mục bắt buộc và con số cần đạt
| Hạng mục | Yêu cầu (S20.20 / IEC 61340-5-1) | Sản phẩm PRIMEAG | Sai lầm hay gặp |
|---|---|---|---|
| Sàn / thảm | Điện trở sàn–đất < 10⁹ Ω; hệ người–giày–sàn kiểm tra đạt/không đạt (pass/fail) bằng máy test giày tại cửa EPA | Sàn PVC ESD, thảm cao su 2 lớp | Phủ sáp thường lên sàn ESD → cách điện; không có lưới băng đồng |
| Bàn thao tác | Mặt bàn tiêu tán 10⁶–10⁹ Ω, nối đất qua 1 MΩ, có ổ nối đất | bàn nhôm 40×40, bàn ống thép | Mặt laminate thường, thảm đặt lên nhưng không có dây nối đất |
| Người | Vòng tay + dây 1 MΩ (S1.1), hoặc vòng chân 2 chân khi di chuyển (S9.1); test đầu ca | vòng đeo tay, vòng chân & dây tiếp đất | Đeo vòng nhưng không cắm; đeo 1 chân |
| Trang phục & giày | Vải carbon 10⁶–10⁹ Ω (S20.20 không bắt buộc áo ESD — dùng khi kế hoạch kiểm soát ESD của nhà máy hoặc khách hàng yêu cầu); giày/dép ESD < 10⁸ Ω, test đầu ca | bộ liền quần, áo choàng, dép ESD | Áo ESD mở khóa; dép ESD trên sàn thường (vô nghĩa) |
| Đóng gói & lưu trữ | Trong EPA: thùng/khay tiêu tán hoặc dẫn điện; ra khỏi EPA: túi shielding (S541) | thùng PP ESD, khay ESD, túi shielding | Túi PE hồng dùng thay shielding khi gửi hàng; thùng xanh thường trong EPA |
3. Hai hạng mục bổ sung thường bị bỏ quên
Quạt ion: vòng tay và sàn chỉ xả điện tích trên vật dẫn. Vỏ nhựa máy, khay PS, màng bảo vệ, kính — vật cách điện — không xả được, phải trung hòa bằng quạt hoặc thanh ion (cân bằng ±10 V ở 30 cm). Vị trí điển hình: bàn kiểm tra ngoại quan, trạm dán màng, nạp khay nhựa.
Máy đo: mua máy test vòng tay/giày đặt ở cửa EPA (test mỗi ca, ghi sổ) và một máy đo điện trở bề mặt có điện cực 5 lb để tự kiểm tra sàn, bàn, thảm 6 tháng/lần. Không có máy đo, nhà máy không biết sàn đã hỏng từ khi nào.
4. Thứ tự làm cho chuyền mới (và ngân sách tương đối)
- Điểm đất chung: kéo dây từ cọc tiếp địa hoặc PE của hệ điện, đo < 1 Ω, đặt ổ nối đất dọc chuyền — rẻ nhất, quyết định mọi thứ sau.
- Sàn: lát sàn PVC ESD + băng đồng + keo dẫn điện nếu làm mới; hoặc trải thảm cao su ESD tại vị trí ngồi nếu cải tạo — chiếm 40–60 % ngân sách EPA.
- Bàn: mặt tiêu tán + dây nối đất 1 MΩ + ổ cắm vòng tay ở mỗi vị trí.
- Người: vòng tay cho vị trí ngồi, vòng chân 2 chân cho người di chuyển; dép/giày ESD; áo ESD theo yêu cầu khách.
- Hàng: thùng, khay, magazine rack ESD trong EPA; túi shielding + tem cảnh báo khi ra ngoài.
- Ion và đo: quạt ion tại điểm có vật cách điện; máy test cửa EPA; máy đo bề mặt.
- Nhận diện: băng dính in ESD viền khu vực, biển “EPA – Bắt buộc đeo vòng tay”, sổ test.
Nối đất: đất thiết bị, đất phụ và điểm nối đất chung
Mọi bàn, thảm, vòng tay trong EPA đều quy về điểm nối đất chung (common point ground), rồi từ đó về dây bảo vệ PE của hệ điện. ESDA coi đất thiết bị (AC equipment ground) là lựa chọn ưu tiên. Bảng 1 của ANSI/ESD S20.20 (đo theo ANSI/ESD S6.1) đặt ba giới hạn:
| Hạng mục | Giới hạn |
|---|---|
| Dây nối đất thiết bị (PE) | Trở kháng < 1,0 Ω |
| Đất phụ (cọc riêng, khung nhà) nối với đất thiết bị | < 25 Ω |
| Từ bất kỳ phần tử ESD nào tới điểm nối chung | < 1×10⁹ Ω |
Nhiều xưởng đóng một cọc tiếp địa “riêng cho ESD” và để tách khỏi đất của hệ điện. Desco và ESDA đều khuyên không làm vậy. Mỏ hàn và máy móc nằm trên đất thiết bị, còn linh kiện nằm trên đất phụ. Giữa hai hệ có thể có chênh lệch điện thế, đủ gây hỏng linh kiện khi mũi hàn chạm chân IC. Nếu đã có cọc riêng, phải nối đẳng thế cọc đó với đất thiết bị tại từng trạm làm việc. Hệ tiếp địa nhà xưởng vẫn thiết kế theo quy chuẩn điện hiện hành (ví dụ TCVN 9358:2012); ESD chỉ dùng chung dây PE, không thay thế nó.
Vật cách điện và vật dẫn cô lập: thứ vòng tay không xử lý được
Vật cách điện không mất điện tích khi nối đất. Vật dẫn bị cô lập (giá kim loại đặt trên chân cao su, đồ gá nhôm trên khay nhựa) cũng giữ điện tích nếu không có đường xuống đất. S20.20 quy định:
- Vật cách điện cần cho quy trình (vỏ sản phẩm, màng bảo vệ, khay nhựa): trường tĩnh điện trong phạm vi 30 cm quanh linh kiện không quá 2.000 V/inch. Từ bản 2014 có thêm giới hạn 125 V/inch trong phạm vi 2,5 cm. Vượt giới hạn thì đưa vật ra xa, hoặc trung hòa bằng ion.
- Vật dẫn cô lập trong EPA: điện áp không quá 35 V, đo bằng vôn kế tĩnh điện không tiếp xúc.
- Vật cách điện không cần cho quy trình thì loại khỏi bàn: cốc nhựa, bìa hồ sơ nhựa, băng keo OPP, túi nilon cá nhân.
ESDA nhấn mạnh: quạt ion dùng khi không nối đất được và làm lớp dự phòng. Ion không thay thế nối đất.
Linh kiện nhạy đến mức nào và độ ẩm giúp được bao nhiêu
Theo ESDA, nhiều linh kiện hỏng ở dưới 100 V, một số linh kiện ổ đĩa không chịu nổi 10 V. Hỏng có hai dạng. Hỏng hẳn thường lộ ra ở khâu test trước xuất hàng. Khuyết tật tiềm ẩn thì khác: linh kiện bị suy giảm một phần nhưng vẫn chạy, đến tay khách mới hỏng. Dạng thứ hai mới là rủi ro lớn với hàng xuất khẩu. S20.20 được xây dựng cho linh kiện chịu được từ 100 V HBM và 200 V CDM. Nếu sản phẩm nhạy hơn, kế hoạch kiểm soát ESD phải siết giới hạn tương ứng.
Độ ẩm cao làm điện áp phát sinh giảm mạnh. Cùng một người đi trên thảm trải sàn: khoảng 35.000 V ở độ ẩm 10–25 %, khoảng 1.500 V ở 65–90 % (ESDA). Nhưng ESDA cũng lưu ý: điện tích vẫn sinh ra ở độ ẩm cao. Phòng SMT chạy điều hòa thường khô hơn nhiều so với không khí bên ngoài. Vì vậy không dùng “khí hậu Việt Nam ẩm” làm lý do bỏ qua kiểm soát ESD.
Bộ hồ sơ mà audit thực sự đọc
S20.20 và IEC 61340-5-1 yêu cầu một kế hoạch kiểm soát ESD bằng văn bản, ghi rõ giới hạn cho từng hạng mục. Kèm theo đó là kế hoạch đào tạo và kế hoạch kiểm tra tuân thủ. Một bộ hồ sơ gọn gồm:
- Phạm vi: khu nào là EPA (nhận hàng, kho linh kiện, SMT, lắp ráp, đóng gói, sửa chữa) và hạng mục nào được áp dụng.
- Danh sách vật tư được phê duyệt, kèm báo cáo đánh giá chất lượng (qualification) của nhà sản xuất. Báo cáo này thường đo ở độ ẩm thấp.
- Kế hoạch kiểm tra tuân thủ: đo điện trở điểm–đất tại hiện trường theo ESD TR53, ghi tần suất và cách lấy mẫu.
- Đào tạo: đào tạo ban đầu, đào tạo nhắc lại và bài kiểm tra. Đối tượng gồm cả quản lý và nhà thầu phụ trực tiếp cầm linh kiện.
- Thiết bị đo: máy đo trường tĩnh điện, máy đo điện trở dải cao, máy kiểm tra ổ cắm và nối đất.
- Biểu đồ xu hướng và hành động khắc phục khi có điểm không đạt.
Về tần suất audit nội bộ, một số chuyên gia được ESDA dẫn lại khuyên mỗi bộ phận audit hằng tháng nếu có thể, tối thiểu 6 lần/năm. Khi kết quả ổn định nhiều kỳ liền thì có thể giãn ra.
Máy móc và dụng cụ điện trong chuyền SMT
- Máy in kem, máy gắp đặt, lò reflow, băng tải đều nối đất qua dây PE của nguồn. Kiểm tra ổ cắm bằng máy test ổ cắm trước khi cắm máy.
- Từ bản 2014, S20.20 đưa mỏ hàn, máy hút thiếc cầm tay vào danh mục phải kiểm tra tuân thủ. Mũi hàn mòn, dây nguồn hỏng sẽ làm mất đường xuống đất.
- Kệ, xe đẩy, giá magazine dùng trong EPA cần có đường xả xuống đất: bánh xe dẫn điện hoặc xích kéo sàn, và phải nằm trên sàn ESD. Đặt trên sàn thường thì chúng trở thành vật dẫn cô lập.
Sai lầm sau khi đã nghiệm thu
- Đổi nhà cung cấp găng, khay, túi mà không đối chiếu với danh sách vật tư được phê duyệt.
- Thêm bàn mới vào chuyền nhưng nối dây đất vào khung bàn sơn tĩnh điện, không vào điểm nối chung.
- Chỉ đo ở 50–60 % RH mùa mưa rồi kết luận đạt cả năm, không có dữ liệu mùa khô.
Nguồn tham khảo kỹ thuật
- ESDA – Fundamentals of ESD, Part 3: Basic ESD control procedures and materials
- ESDA – Fundamentals of ESD, Part 1: An introduction to ESD
- ESDA – Fundamentals of ESD, Part 4: Training and auditing
- Desco – ANSI/ESD S20.20 grounding requirements (Table 1, S6.1)
- Desco – Không tách cọc tiếp địa ESD khỏi đất thiết bị
- In Compliance – Review of the technical revisions to ANSI/ESD S20.20-2014
5. Ba câu hỏi khách hay hỏi
Có nhất thiết phải mặc áo ESD không? S20.20 không bắt buộc áo ESD; nhà máy dùng khi kế hoạch kiểm soát ESD hoặc khách hàng/audit yêu cầu. Nhưng nếu đã có sàn + vòng tay mà chưa có áo, áo là bước rẻ để nâng cấp.
Thảm cao su ESD đặt lên sàn thường có được không? Được — thảm nối đất bằng dây riêng, không cần sàn ESD dưới; nhưng người phải ngồi cố định và đeo vòng tay. Người đi lại thì cần sàn ESD.
Bao lâu đo lại? Vòng tay/giày: mỗi ca. Bàn, thảm: 6 tháng. Sàn: 12 tháng và sau mỗi lần đánh sàn. Quạt ion: 6 tháng hiệu chuẩn cân bằng.
Cần lập khu EPA cho chuyền mới hoặc sửa khu đang không đạt audit? Gửi mặt bằng và yêu cầu của khách hàng bạn qua form liên hệ — PRIMEAG khảo sát và lên danh mục vật tư kèm sơ đồ nối đất trong 2 ngày.
