防静电检测方法.docx

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防静电检测方法

防静电检测方法

版本号

修编人

日期

审核

批准

备注

A0

延平

2005-1

前言

本规由公司ESD项目组提出。

本规主要起草和解释部门：

公司ESD项目组

本规主要起草人：

延平

本规主要审核人：

林建平，迎曦

本规批准人：

林建平，鞠英年，迎曦

1围

本规制定了UT公司防静电材料、用品、工具、防静电接地等防静电技术指标的检测方法和采用的仪器。

目的在于规防静电技术指标的检测工作，指导现场操作。

本规适用于UT公司防静电系统各要素（包括地面、接地系统、工作台、工作椅、工位器具、物流传递工具、包装材料、人员、腕带、服装、离子风机、防静电工具等）的防静电性能指标检测。

防静电专用检测仪器的检测按照仪器仪表的检测标准进行，本规不涉及。

2规性引用文件

下列文件中的条款通过本规的引用而成为本规的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的容）或修订版均不适用于本规，然而，鼓励根据本规达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规。

序号

编号

名称

1

SJ/T10694-1996

电子产品制造防静电系统测试方法

2

IEC61340-5-1TR2:

1998

Electrostatics—Part5-1:

Protectionofelectronicdevicesfromelectrostaticphenomena—Generalrequirements.

3术语和定义

表面电阻（surfaceresistance）：

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（volumeresistance）：

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（EarthResistance）：

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（Triboelectrification）：

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（decaytime）：

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（ElectrostaticNeutralization）：

带电体上的电荷与其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。

4防静电参数测试方法

4.1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、CHARGEPLATEMONITOR

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。

4.2防静电测试仪器介绍

UT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、CHARGEPLATEMONITOR156A、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。

4.2.1手持式简易表面电阻测试仪

简易表面电阻测试仪型号为WRSTG330，测试量程为103~1012Ω，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。

由于静电耗散材料的表面电阻为1×104Ω≤Rs＜1×1011Ω，因此WRSTG330测试仪面板指示的1011Ω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。

WRSTG330的外形和测试方法参见图1。

图1简易表面电阻测试仪

4.2.2兆欧表

UT公司兆欧表的型号有BM80/2、41270两种。

参见图2。

型号为BM80/2的兆欧表，配有两根连线和2Kg重的测试电极两个，具有Ω、KΩ、MΩ三个档位，Ω档测试量程为＜100Ω，KΩ的测试量程为＜100KΩ，MΩ测试量程为105~1010Ω，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，并可使用Ω档测试接地电阻，使用KΩ档测试低阻材料。

型号为41270的兆欧表，配有两根连线和两个测试电极，在10V档时，测试量程为105~1011Ω，在100V档时，测试量程为105~1012Ω，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。

两种兆欧表都可以测试材料表面电阻和体积电阻（或系统电阻），两根连线把兆欧表和两个测试电极连接起来，两个电极放置在材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的兆欧表可直接使用兆欧表和两根连线来测试接地电阻和低阻。

图2兆欧表

4.2.3静电场测试仪

UT公司静电场测试仪有两种型号，普通型ESD42721，高精度型MODEL520，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＜20KV，精确度为10V，适于测试较大的平面分布电场。

MODEL520的的测试量程＜2KV，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MODEL520图4静电场测试仪ESD42721

4.2.4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

4.2.5CHARGEPLATEMONITOR

CHARGEPLATEMONITOR型号为MODE156A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6CHARGEPLATEMONITOR156A

4.2.6屏蔽残余电压测试仪

屏蔽残余电压测试仪型号为Charleswater19380，由静电电压发生器、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10V～300V。

参加图7。

图7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的介绍和使用参见《DKBA3151.5-2002.03人体接地技术和测试方法》。

各种测试仪器的详细使用方法参照仪器使用说明书。

4.3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≥1×1012Ω。

4.3.1采用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（2~4千克力）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1011Ω档修正为绝缘材料类别，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4~6千克力的压力，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

4.3.2采用兆欧表BM80/2或41270测试表面电阻

兆欧表测试材料表面电阻选择100VDC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、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性能指标才为合格，否则为不合格。

4.4体电阻和系统电阻测试

体积电阻和系统电阻测试使用兆欧表，低阻值的系统电阻测试还可以采用万用表直接测量。

测试体电阻和系统电阻需要辅助的金属平板（导电性能良好，表面无氧化涂覆）。

系统电阻是由多种材质构造的物体的系统阻抗，系统电阻与体电阻的测试原理相同。

体电阻和系统电阻测试方法参见图10。

图10体电阻和系统电阻测试

测试时要保持被测试表面、测试电极与被测体的接触面清洁，保证测试电极和被测表面接触良好。

每个样本在、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性能指标才为合格，否则为不合格。

采用万用表测试系统电阻参见图11。

图11万用表测试系统电阻

4.5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，公司有两种非接触静电场测试仪。

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ESDSYSTEMS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英寸左右或按照仪器说明书。

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ESDSYSTEMS公司42721型只能测试较大面积的静电。

1）摩擦电压测试方法：

手持干燥和干净的棉布以每分钟120次的速度，施加适当的压力（2～4千克力），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、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。

4.6屏蔽残余电压测试

屏蔽袋的屏蔽残余电压采用屏蔽残余电压测试仪（Charleswater19380）测试，参见图14。

图14屏蔽残余电压测试

测试方法：

1）检查静电发生器背部面板，确保电压选择选钮指向“240”位置；

2）开启静电探测器电源开关，然后将其置于待检屏蔽袋；

3）将圆柱状测试电极压于屏蔽袋外侧，确保底面与静电探测器的探测电极正对；

4）开启静电发生器开关，然后按其前部面板上的放电按钮，产生1000V静电；

5）观察静电探测器上的电压指示灯，读取对应的电压值，有10V、20V、30V、40V、50V、100V、200V、300V等八个区段。

•若没有指示灯亮，表明探测到的袋静电压低于10V；

•100V灯亮表示静电压为100~200V，因此50V及以下灯亮证明合格，其余超标。

注意：

1）每次测试前需按下静电发生器复位开关使之复位（电压指示灯熄灭），重开电源自然复位。

2）测试过程中，请勿触及屏蔽袋、辅助金属板或柱状测试电极。

3）若静电探测器有多个电压指示灯亮，须重新复位。

4.7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①和③，检验离子风机的消电时间（从1KV下降至100V）；

b.移至有效围（长度：

距离离子风机1~4feet；宽度：

距离中心线±6英寸）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。

4.8离子风机离子平衡度及衰减时间测试

离子风机的离子平衡度及衰减时间测试采用CHARGEPLATEMONITOR156A，参见图16。

测试方法：

1）检查仪器电压，确保其符合要求，如果不足，应及时充电；

-4002）将金属测试板连线插头分别插入仪器主体部分背面的GROUND孔和IONCOLLECTINGPLATE中；

3）打开电源开关，将静电发生模型设置正电压或负电压；

4）启动TEST/RETEST，使测试仪器产生1KV的正电压或负电压；

5）将金属测试板移至测试点，记录离子风机的消电时间（从1KV下降至100V）和离子平衡度。

图16离子风机平衡度测试示意图

4.9接地电阻测试

4.9.1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、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3~5次，取平均值。

图17防静电地极接地电阻测试

4.9.2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）按GB2828—87中4.8规定的抽样程序，将待测地面全部网格看做样本大小（批量围），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）以合格质量水平（AQL）为6.5，决定抽样样本大小字码，查表得出Ac、Re。

按图18的e所示，测试地面表面电阻。

5）以合格质量水平（AQL）为10，决定抽样样本大小字码，查表得出Ac、Re。

按图18的f所示，测试地面对地极母线电阻。

图18地面表面电阻和地面接地电阻测试

4.9.3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MΩ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。

5防静电用品的防静电性能测试

5.1防静电用品的防静电性能测试条件和通用要求

1）本规的“防静电用品”不包含防静电检测仪器类。

防静电专用测试仪器类防静电用品依据认证选型标准进行采购，遵照公司仪器仪表检验相关流程执行，本规不作要求。

2）防静电用品的防静电标识、防静电性能为通用必检项目。

防静电标识应符合《防静电标识规》的要求，主要容包括是否有标识、标识的大小、位置等。

3）本规主要规定防静电用品的防静电性能检测方法，防静电用品的防静电性能要求参见“附录：

各类防静电参数指标要求”，或按照该用品的技术说明书、技术文件进行。

4）摩擦电压按照4.5的要求进行，本节不再叙述。

5）防静电用品的防静电性能检测分认证测试、接收测试和稽查测试，按照各用品的防静电性能技术要求项目测试。

6）认证测试适用于新材料、新用品、新供应商的引入认证，供应商提供认证样品的同时要求提供权威检验单位出具的检验合格报告，我司再直接到厂家进行认证或自己认证。

ESD技术认证工作由ESD项目组负责。

认证测试的环境要求：

温度20~30℃，相对湿度15±5%。

7）接收测试适用于防静电用品的来料检验，稽查测试指日常ESD检查、稽查中的测试。

接收测试和稽查测试的环境要求：

在实际现场条件下进行检测，但被检材料在温度20~30℃、相对湿度30%~70%的围的防静电性能应满足技术要求。

8）检验人员应能熟练操作所使用的防静电专用检验仪器。

9）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。

10）检验结果记入表格《防静电用品检验记录》，记录由检验部门保存两年以上。

5.2包装材料的防静电性能测试

包装材料的防静电性能测试按照《防静电包装材料技术规》执行。

5.3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。

测试方法：

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

5.4防静电工作椅的防静电性能测试

工作椅主要测试表面电阻、系统电阻和摩擦电压。

随机选定测试点，每把工作椅每个测试项目不得少于5点，取平均值。

测试方法：

按图20-a所示，用兆欧表测试椅面对脚轮的系统电阻，需要导电性能良好的辅助金属平板；

按图20-b所示，用兆欧表测试椅面与靠背之间电阻。

图20工作椅防静电测试

5.5人员防静电装备的防静电性能测试

5.5.1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21。

图21工衣表面电阻测试

5.5.2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22所示，用兆欧表测试鞋底体积电阻（电极由总重量为4KG，直径为5MM的钢球组成）。

其余参照GB4385-1995进行检验。

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22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）。

人体穿着工鞋的系统电阻（人体综合电阻）测试方法参照《人体防静电接地和测试方法》。

5.5.3腕带的测试方法

腕带的表面表面电阻、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。

测试方法：

按图23-a所示，用万用表测试腕带表面对电缆扣的表面电阻。

按图23-b所示，用万用表测试腕带连接电缆系统电阻。

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。

人体佩带腕带时的系统接地电阻测试参照《人体防静电接地和测试方法》。

图23腕带系统电阻测试

5.6周转工具的防静电性能测试

5.6.1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24，用兆欧表测试器具的表面电阻和体积电阻。

图24器具防静电性能测试

5.6.2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25，用兆欧表测试物流车台面对地的系统电阻。

图25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《防静电包装材料技术规》。

5.7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。

表面电阻一般采用兆欧表测试，摩擦电压按照4.5的要求进行。

6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

（Ω）

表面电阻

（Ω）

体电阻

（Ω）

系统电阻

（Ω）

摩擦电压

（V）

检测周期

（至少）

防静电地极

接地母线与之间：

＜4

每半年

仪器设备、装备、工具

与接地母线之间：

硬接地＜1；

软接地

1×106≤Rg＜1×109

每季度

防静电

地板

与接地母线之间：

0.1×106≤Rg＜1×109

0.1×106≤Rs＜1×109

＜100

每季度

防静电

烙铁头

与接地母线之间：

要求＜1

可接受＜20

每季度

腕带

人体腕带接地电阻：

0.75×106≤Rg≤10×106

腕带表面对电缆扣电阻：

≤20K；

腕带外表面对电缆扣电阻：

>1×107；

腕带连接电缆电阻：

>0.8×106~<1.2×106

每天（只检测腕带系统电阻是否通过）

工鞋、

鞋跟

0.75×106≤R≤100×106

0.5×106≤Rv≤50×106

0.75×106≤R≤100×106

＜100

每天（只检测工鞋、鞋跟系统电阻是否通过）

台垫、

地垫

0.75×106≤Rv＜1×109

1×106≤Rs＜1×109（正面）

1×103≤Rs＜1×105（反面）

1×106≤Rv＜1×109

＜100

每季度

工衣、工帽、手套

0.1×106≤Rs＜1×1010（点与点、袖对袖、片与片）

＜100

每季度

工作椅

＜1×109

＜1×109

＜1×109

（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

1×103≤Rs＜1×109

1×103≤Rv＜1×109

＜100

每季度

防静电周转车

1×103≤Rs＜1×109（导轨槽）

1×106≤Rs＜1×109

＜100

每季度

防静电传送带

0.75×106≤Rg＜1×109

1×106≤Rs＜1×109

1×106≤Rv＜1×109

＜100

每季度

屏蔽袋

＜1×1011

＜1×1011

＜100

（屏蔽残余电压＜100V）

每季度

导电材料

＜1×104

＜1×104

＜100

每季度

耗散材料

1×104≤Rs＜1×1011

1×104≤Rs＜1×1011

＜100

每季度

绝缘材料

≥1×1011

≥1×1011

每季度

离子风机

消电时间T1000→100：

<2s（高速）

（距离风扇1ft处）<3s（低速）

离子平衡度：

≤±15V

或参照仪器说明书

每月