防静电检测方法

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1、防静电检测方法1 术语和定义表面电阻(surface resistance)：两个特定的放置于材料同一面的电极之间 的电压与它们通过电流的比值。体电阻(volume resis tance)：单位厚度上的直流电压，与通过材料的单位面 积电流的比值，测试电极放置于材料相对面的对应位置。接地电阻(Earth Resistance)：被接地体与地下零电位面之间的接地引线电 阻、接地器电阻、接地器与土壤之间的过渡电阻和土壤的溢流电阻之和。摩擦起电( Tr iboe l e c t r i f i ca t i on ) ：用摩擦的方法使两物体分别带有等值异 号电荷的过程。衰减时间(decay time

2、)：静电电压从峰值电压降低到给定比例的时间。例如: 在15%相对湿度的情况下，静电电压从2000V降低到100V的衰减时间小于等于1秒。屏蔽泄漏电压：因屏蔽体外部的高电场而使屏蔽体内部获得的感应电场电压或 外部高电场穿透屏蔽体衰减的残留电场电压，又称屏蔽残余电压。静电中和(Electrostatic Neutralization)：带电体上的电荷与其内部和外 部相反符号的电荷(电子或离子)的复合而使所带静电部分或全部消失的现象。2 防静电参数测试方法 防静电主要参数及测试仪器测试项目测试仪器表面电阻表面电阻测试仪兆欧表体电阻、系统电阻兆欧表万用表接地电阻接地电阻测试仪万用表兆欧表静电电压、摩擦

3、电压、衰减时间静电场测试仪/静电电压测试仪 秒表离子风机离子平衡度静电场测试仪、CHARGE PLATEMONITOR屏蔽残余电压屏蔽残余电压测试仪检验所使用的仪器必须经计量检定合格（有准用标签），并在有效期内。2.1 防静电测试仪器介绍专用防静电测试仪器主要有：简易表面电阻测试仪、兆欧表、静电场测试仪、 离子风机离子平衡度测试仪、屏蔽残余电压测试仪、腕带测试仪、人体综合电阻测 试仪、腕带测试仪和人体综合电阻测试仪的校准仪。2.1.1 手持式简易表面电阻测试仪简易表面电阻测试仪，测试量程为1031012 Q,适用于测试平面材料，通过测试 结果可以分辨被测材料为导体类、静电耗散类和绝缘类。由于静

4、电耗散材料的表面电阻为1X104Q WRSV1X1011Q，因此测试仪面板指 示的1011 Q档（面板的黑色圆圈处）修正为绝缘材料，不是静电耗散材料。简易表面电阻测试仪配有一根专用接地线，把接地线的香蕉插头插入仪器表面 的接地孔，另一度端的鳄鱼夹夹在接地母线上，把表面电阻测试仪平压在防静电台 垫上，可以测试台垫的接地电阻。图1 简易表面电阻测试仪兆欧表公司表面电阻测试仪，配有两根连线和2Kg重的测试电极两个，适用于测试平面 材料，通过测试结果可以分辨被测材料为导体类、静电耗散类和绝缘类，可以测试 材料表面电阻和体积电阻（或系统电阻），把两根连线把测试仪和两个测试电极连 接起来，两个电极放置在材

5、料的同一表面即可测试表面电阻，两个电极放置在材料 的两个表面的相对位置可以测试体积电阻。型号为BM80/2的测试仪可直接使用兆欧 表和两根连线来测试接地电阻和低阻。图2 表面电阻测试仪2.1.2 静电场测试仪静电场测试仪有两种型号，普通型ESD42721，高精度型MODEL 520,都采用非接 触型的电场感应测试方式。两个仪器都配有一根接地线，静电电压测试时接地线接 地可以提高测量的准确性。ESD42721的测试量程V20KV，精确度为10V,适于测试较大的平面分布电场。MODEL 520的的测试量程V2KV，精确度为1V,适于平面和某点电场精确测试。 图3静电场测试仪MODEL 520图4

6、静电场测试仪ESD427212.1.3 离子风机离子平衡度测试仪离子风机离子平衡度测试仪由静电电压发生器、静电场测试仪ESD42721、金属 隔离测试板组成，静电电压发生器产生1000V静电电压。参见图5。图5 离子风机离子平衡度测试仪2.1.4 CHARGE PLATE MONITORCHARGE PLATE MONITOR型号为MODE 156A 可用于测试离子风机的离子平衡度和 衰减时间，静电电压发生器产生1000V静电电压。参见图6。图6 CHARGE PLATE MONITOR 156A2.1.5 屏蔽残余电压测试仪屏蔽残余电压测试仪型号为Charleswater 19380，由静电

7、电压发生器、测试 电极、辅助金属板、静电探测器组成，静电发生器产生1000V的静电电压，静电探测 器的测试量程为10V300V。参加图7。图7 屏蔽残余电压测试仪表面电阻测试测试表面电阻需要把被测材料放置在绝缘平面上进行，绝缘平面表面电阻要求上1 X 1012 Q。2.1.6简易表面电阻测试仪WRSTG330测试表面电阻简易表面电阻测试仪的两测试极间距依据标准固定不变，测试时把被测材料放 置在绝缘的平面上，表面电阻测试仪平置在材料表面，手指施加适当压力（24千克 力）压触测试按钮，使测试电极和材料表面接触良好，指示灯发亮档即为测试读数 参见图8。简易表面电阻测试仪的1011Q档修正为绝缘材料类

8、别，不是静电耗散材料。 使用简易表面电阻测试仪测试表面粗糙不平的软性材料时，如泡沫板、气珠袋等， 需要加大测试压力，可以施加到46千克力的压力，以保证测试电极和材料表面接触 良好，测试准确。图8 表面电阻测试2.1.7 采用表面电阻测试仪测试表面电阻测试材料表面电阻选择100V DC档，把被测材料放置在绝缘平面上，测试电极平 稳地放在材料表面，拨动测试按钮可以直接读取数值。测试电极的距离一般可以选 择1m左右，根据测试对象的不同测试电极的间距可以适度调整。图9 表面电阻测试 测试时要保持被测试表面和探头与被测体的接触面清洁、测试电极和被测表面 接触良好。每个样本在内、外表面随机选择三个测试点，

9、每个测试点测试五次取平均值。 只有每个测试点都符合防静电性能指标才为合格，否则为不合格。2.2 静电电压、摩擦电压及其衰减时间测试测试静电电压采用非接触静电场测试仪，主要两种，一种是能精确到1伏TREK公 司520型，如图12 ；另一种是只能精确到10伏ESD SYSTEMS公司42721型，如图13。测试静电电压时测试探头与被测件的距离保持在1英寸左右图12 静电场测试仪图13 静电场测试仪测试时静电场测试仪的接地端要接地，保证测试读数准确。TRCK公司520型可 以测试小面积的和一点的静电，而ESD SYSTEMS公司42721型只能测试较大面积的静电。1）摩擦电压测试方法：手持干燥和干净

10、的棉布以每分钟120次的速度，施加适当的压力（24千克力）， 单向摩擦待测物品表面，摩擦次数为20次。再用测试仪测其静电压。2）静电衰减时间测试方法： 被测物体充电或摩擦后具有较高的静电电场强度，采用静电场测试仪立即测试其 静电电压并记录开始时间，保持测试状态不变，观察静电电压逐步降低到要求数值 时的时间段即为静电衰减时间。每个样本内、外表面随机选择三个测试点，每个测试点测试五次取平均值。只 有每个测试点都符合防静电指标才为合格，否则为不合格。2.3 离子风机离子平衡度测试 离子风机的离子平衡度测试采用简易离子风机离子平衡度测试仪，参见图15。首先用静电发生器产生1KV静电并传导到静电探测仪的

11、隔离金属测试板上，如图 15所示，然后将带隔离测试板的静电探测仪a. 移至如图10所示的测试点和，检验离子风机的消电时间（从1KV下降至 100V）；b. 移至有效范围（长度：距离离子风机14fee t；宽度：距离中心线6英寸） 内的任意测试点，检验离子平衡度（即消电所能达到的最低值）。图15 离子风机离子平衡度测试 注意：测试过程中隔离金属板不能碰触任何物体。2.4 接地电阻测试2.4.1 防静电地极的接地电阻测试测试仪器：接地电阻测量仪测试方法，参见图17。1）将被测试地极用导线接于仪器端子E；2）在相同直线方向20m、40m潮湿土地处，分别插入电位探测针及电流探测 针，各接于仪器端子P、

12、C;3）设置“倍率盘”倍数；4）自缓至快摇动仪器手柄，达到约120r/min，调整“测量标度盘”，指针指于零位时，读数乘以倍率标度，即为接地电阻值；5）按测试步骤c、d反复测试35次，取平均值。图17 防静电地极接地电阻测试2.4.2 防静电地面接地电阻测试测试仪器：兆欧表和探头测试方法，参见图18。1）按图18的a、b所示，划分测试网格；2）按图18的c、d所示，随机选定测试点；3）将待测地面全部网格看做样本大小（批量范围），以一般检查水平II，确定 样本大小字码；再用“正常检查一次抽样方案”。4）按图18的e所示，测试地面表面电阻。5）按图18的f所示，测试地面对地极母线电阻。图18 地面

13、表面电阻和地面接地电阻测试2.4.3 设备、仪器、工具的接地电阻测试测试仪器：兆欧表和万用表 测试方法：分硬接地测试和软接地测试 硬接地测试：用兆欧表或万用表的欧姆档测试仪器、设备、工具上的金属接地 点到接地母线之间的电阻。软接地测试：用兆欧表的MQ档、测试极一端连接测试点，另一端连接接地母线, 采用系统电阻测试方法进行测试。2.5 防静电台垫、地垫的防静电性能测试防静电台垫和地垫的测试方法相同，主要测试表面电阻和接地系统电阻。 随机选定测试点，每个工作台垫/地垫的每个测试项目不得少于3个测试点，取 平均值。按照表面电阻测试方法测试台垫、地垫表面电阻；按图19-a所示，用兆欧表测试工作台面对腕

14、带插孔电阻；按图19-b所示，用兆欧表测试工作台面对地系统电阻/接地电阻。图19 工作台面防静电测试2.6 人员防静电装备的防静电性能测试2.6.1 工衣、工帽、手套的测试方法 工衣、工帽、手套主要测试表面电阻和摩擦电压。 随机选定测试点，每个样品每个测试项目不得少于5点，取平均值。 工衣、工帽、手套的表面电阻测试方法相同，在绝缘平面上进行测试。 工衣需要测试袖对袖、片对片、同一片上两点之间的表面电阻。工衣表面电阻测试参见图20。图20 工衣表面电阻测试2.6.2 工鞋、鞋跟的测试方法 工鞋主要测试体积电阻和人体穿着时的系统电阻。按图21所示，用兆欧表测试鞋底体积电阻（内电极由总重量为4KG,

15、直径为5MM的 钢球组成）。由于工鞋底面过笮或不平，电极重量有限，压力不足，电极和工鞋底 面不能良好接触导致测试误差较大。因此工鞋的测试可以按照人体穿着工鞋的实际 情况测试人体和工鞋的系统电阻。图21 工鞋体积电阻测试防静电鞋跟需要测试鞋跟的体积电阻和鞋跟带到鞋跟底部的系统电阻。 鞋跟的系统电阻可以按照人体穿着鞋跟的实际情况进行测试（人体和鞋跟的系 统电阻）。2.6.3 腕带的测试方法腕带的内表面表面电阻、腕带的外表面表面电阻、腕带的电缆连接系统电阻、 人体佩带腕带的系统接地电阻需要进行分别测试。按图22-a所示，用万用表测试腕带内表面对电缆扣的表面电阻。按图22-b所示，用万用表测试腕带连接

16、电缆系统电阻。 腕带的外表面表面电阻就是用兆欧表测试腕带外表面对电缆扣的表面电阻。图22 腕带系统电阻测试2.7 周转工具的防静电性能测试2.7.1 周转箱、托盘、器件盒的测试 周转箱、托盘、器件盒主要测试表面电阻、体积电阻和摩擦电压。 随机选定测试点，每个样品每个测试项目不得少于3点，取平均值。 按照图23，用兆欧表测试器具的表面电阻和体积电阻。图23 器具防静电性能测试2.7.2 周转车的测试周转车主要测试其对地系统电阻。 随机选定测试点，不得少于5点，取平均值 按照图24，用兆欧表测试物流车台面对地的系统电阻。图24 周转车的系统电阻测试周转用的成形泡沫工具、包装材料的测试方法参照防静电

17、包装材料技术规范2.8 防静电小工具的防静电性能测试防静电小工具主要有毛刷、镊子、吸笔、吸锡器、IC起拔器、防静电粘胶纸等, 它们的测试项目主要有表面电阻和摩擦电压。3 附录：附录A :各类防静电参数指标要求(表)测试项目接地电阻(Q)表面电阻(Q)体电阻(Q)系统电阻(Q)摩擦电压(V)检测周期(至少)防静电地极接地母线与大 地之间：V4每半年仪器设备、 装备、工具与接地母线之 间： 硬接地VI； 软接地 lX106WRgVl每月测试项目接地电阻(Q)表面电阻(Q)体电阻(Q)系统电阻(Q)摩擦电压(V)检测周期 (至少)X109防静电 地板与接地母线之间：O.lXlOeWRg 1X1090

18、.1X106WRs1X109100每月防静电 烙铁头与接地母线之 间：要求5可接受1X107 ；腕带连接电 缆电阻：0.8 X106 1.2 X106每天(只检 测腕带系 统电阻是 否通过)工鞋、鞋跟0.75X 106WRW100X1060.5X106WRvW50X1060.75X 106WRW100X106100每天(只检 测工鞋、鞋 跟系统电 阻是否通 过)台垫、地垫0 . 75X 106WRv1X1091X106WRs 1X 109（正面） 1X103WRs1X105（反面）1X106WRv1X109100每季度工衣、工帽、 手套0.1X106W Rs1X 1010(点与 点、袖对 袖、

19、片与 片)100每季度测试项目接地电阻（Q）表面电阻（Q）体电阻（Q）系统电阻（Q）摩擦电压（V）检测周期 （至少）工作椅1X1091X1091X109（椅面对脚 轮、椅面对 靠背）100每季度防静电周转 箱、托盘、 器件盒1X103WRs1X1091X10sWRv1X109100每季度防静电周转 车1X103WRs 1X109 （导轨槽）1X106WRs1X109100每季度防静电传送 带0 . 75X 106WRg1X1091X106WRs1X1091X106WRv1X109100每季度屏敝袋1X10111X10n100（屏蔽残 余电压100V）每季度导电材料1X1041X104100每季

20、度耗散材料1X104 wRs1X10111X104WRs1X10n100每季度绝缘材料21X101121X1011每季度离子风机消电时间T: 2s （高速）1000100（距离风扇f t处）3s （低速）离子平衡度：W15V或参照仪器说明书每月曰斗味 显示器静电感应电压V100V每月防静电液（抗静电 剂）防静电液均匀涂覆绝缘材料表面后其表面电阻应满足：IX 106QWRs1X109Q。每月其它（防静电毛 刷、镊子、吸笔等）防静电参数指标与耗散材料同每季度4 参考资料制定本规范参考的一些文献，但没有直接引用里面的条文：序号编号或出处名称电子设备制造防静电技术要求通信机房静电防护通则ESD ADV

21、11.2:1995Triboelectric charge accumulationtesting.ANSI ESD S11.11:1993Surface resistance measurement ofstatic dissipative planar materials.ESD STM11.12:2000Volume resistance measurement of staticdissipative planar materials.ANSI ESD S11.31:1994Evaluating the performance ofelectrostatic discharge shieldingbags.