防靜電檢測方法分析

1、防靜電檢測方法1 術語和定義表面電阻（surface resistance）：兩個特定的放置于材料同一面的電極之間的電壓與它們通過電流的比值。體電阻（volume resistance）：單位厚度上的直流電壓，與通過材料的單位面積電流的比值，測試電極放置于材料相對面的對應位置。接地電阻（Earth Resistance）：被接地體與地下零電位面之間的接地引線電阻、接地器電阻、接地器與土壤之間的過渡電阻和土壤的溢流電阻之和。摩擦起電（Triboelectrification）：用摩擦的方法使兩物體分別帶有等值異號電荷的過程。衰減時間（decay time）：靜電電壓從峰值電壓降低到給定比例的時間

2、。例如：在15%相對濕度的情況下，靜電電壓從2000V降低到100V的衰減時間小于等于1秒。屏蔽泄漏電壓：因屏蔽體外部的高電場而使屏蔽體內部獲得的感應電場電壓或外部高電場穿透屏蔽體衰減的殘留電場電壓，又稱屏蔽殘余電壓。靜電中和（Electrostatic Neutralization）：帶電體上的電荷與其內部和外部相反符號的電荷（電子或離子）的復合而使所帶靜電部分或全部消失的現象。2 防靜電參數測試方法 防靜電主要參數及測試儀器測試項目測試儀器表面電阻表面電阻測試儀兆歐表體電阻、系統電阻兆歐表萬用表接地電阻接地電阻測試儀萬用表兆歐表靜電電壓、摩擦電壓、衰減時間靜電場測試儀/靜電電壓測試儀秒表離

3、子風機離子平衡度靜電場測試儀、CHARGE PLATE MONITOR屏蔽殘余電壓屏蔽殘余電壓測試儀 檢驗所使用的儀器必須經計量檢定合格（有準用標簽），并在有效期內。 2.1 防靜電測試儀器介紹專用防靜電測試儀器主要有：簡易表面電阻測試儀、兆歐表、靜電場測試儀、離子風機離子平衡度測試儀、屏蔽殘余電壓測試儀、腕帶測試儀、人體綜合電阻測試儀、腕帶測試儀和人體綜合電阻測試儀的校準儀。 手持式簡易表面電阻測試儀簡易表面電阻測試儀，測試量程為1031012 ，適用于測試平面材料，通過測試結果可以分辨被測材料為導體類、靜電耗散類和絕緣類。由于靜電耗散材料的表面電阻為1×104 Rs1×

4、1011，因此測試儀面板指示的1011 檔（面板的黑色圓圈處）修正為絕緣材料，不是靜電耗散材料。簡易表面電阻測試儀配有一根專用接地線，把接地線的香蕉插頭插入儀器表面的接地孔，另一度端的鱷魚夾夾在接地母線上，把表面電阻測試儀平壓在防靜電臺墊上，可以測試臺墊的接地電阻。圖1 簡易表面電阻測試儀 兆歐表公司表面電阻測試儀，配有兩根連線和2Kg重的測試電極兩個，適用于測試平面材料，通過測試結果可以分辨被測材料為導體類、靜電耗散類和絕緣類，可以測試材料表面電阻和體積電阻（或系統電阻），把兩根連線把測試儀和兩個測試電極連接起來，兩個電極放置在材料的同一表面即可測試表面電阻，兩個電極放置在材料的兩個表面的相

5、對位置可以測試體積電阻。 型號為BM80/2的測試儀可直接使用兆歐表和兩根連線來測試接地電阻和低阻。 圖2 表面電阻測試儀 靜電場測試儀靜電場測試儀有兩種型號，普通型ESD42721，高精度型MODEL 520，都采用非接觸型的電場感應測試方式。兩個儀器都配有一根接地線，靜電電壓測試時接地線接地可以提高測量的準確性。ESD42721的測試量程20KV，精確度為10V，適于測試較大的平面分布電場。MODEL 520的的測試量程2KV，精確度為1V，適于平面和某點電場精確測試。 圖3 靜電場測試儀MODEL 520 圖4 靜電場測試儀 ESD427212.1.3 離子風機離子平衡度測試儀離子風機離

6、子平衡度測試儀由靜電電壓發(fā)生器、靜電場測試儀ESD42721、金屬隔離測試板組成，靜電電壓發(fā)生器產生1000V靜電電壓。參見圖5。圖5 離子風機離子平衡度測試儀2.1.4 CHARGE PLATE MONITORCHARGE PLATE MONITOR型號為MODE 156A 可用于測試離子風機的離子平衡度和衰減時間，靜電電壓發(fā)生器產生1000V靜電電壓。參見圖6。 圖6 CHARGE PLATE MONITOR 156A2.1.5 屏蔽殘余電壓測試儀屏蔽殘余電壓測試儀型號為Charleswater 19380，由靜電電壓發(fā)生器、測試電極、輔助金屬板、靜電探測器組成，靜電發(fā)生器產生1000V的

7、靜電電壓，靜電探測器的測試量程為10V300V。參加圖7。圖7 屏蔽殘余電壓測試儀 表面電阻測試 測試表面電阻需要把被測材料放置在絕緣平面上進行，絕緣平面表面電阻要求1×1012 。2.1.6 簡易表面電阻測試儀WRSTG330測試表面電阻簡易表面電阻測試儀的兩測試極間距依據標準固定不變，測試時把被測材料放置在絕緣的平面上，表面電阻測試儀平置在材料表面，手指施加適當壓力（24千克力）壓觸測試按鈕，使測試電極和材料表面接觸良好，指示燈發(fā)亮檔即為測試讀數。參見圖8。 簡易表面電阻測試儀的1011檔修正為絕緣材料類別，不是靜電耗散材料。 使用簡易表面電阻測試儀測試表面粗糙不平的軟性材料時，

8、如泡沫板、氣珠袋等，需要加大測試壓力，可以施加到46千克力的壓力，以保證測試電極和材料表面接觸良好，測試準確。 圖8 表面電阻測試2.1.7 采用表面電阻測試儀測試表面電阻測試材料表面電阻選擇100V DC檔，把被測材料放置在絕緣平面上，測試電極平穩(wěn)地放在材料表面，撥動測試按鈕可以直接讀取數值。測試電極的距離一般可以選擇1m左右，根據測試對象的不同測試電極的間距可以適度調整。圖9 表面電阻測試 測試時要保持被測試表面和探頭與被測體的接觸面清潔、測試電極和被測表面接觸良好。每個樣本在內、外表面隨機選擇三個測試點，每個測試點測試五次取平均值。只有每個測試點都符合防靜電性能指標才為合格，否則為不合格

9、。 2.2 靜電電壓、摩擦電壓及其衰減時間測試測試靜電電壓采用非接觸靜電場測試儀，主要兩種，一種是能精確到1伏TREK公司520型，如圖12；另一種是只能精確到10伏ESD SYSTEMS公司 42721型，如圖13。測試靜電電壓時測試探頭與被測件的距離保持在1英寸左右 圖12 靜電場測試儀 圖13 靜電場測試儀測試時靜電場測試儀的接地端要接地，保證測試讀數準確。 TRCK公司520型可以測試小面積的和一點的靜電，而ESD SYSTEMS公司 42721型只能測試較大面積的靜電。 1)摩擦電壓測試方法： 手持干燥和干凈的棉布以每分鐘120次的速度，施加適當的壓力（24千克力），單向摩擦待測物品

10、表面，摩擦次數為20次。再用測試儀測其靜電壓。 2)靜電衰減時間測試方法：被測物體充電或摩擦后具有較高的靜電電場強度，采用靜電場測試儀立即測試其靜電電壓并記錄開始時間，保持測試狀態(tài)不變，觀察靜電電壓逐步降低到要求數值時的時間段即為靜電衰減時間。每個樣本內、外表面隨機選擇三個測試點，每個測試點測試五次取平均值。只有每個測試點都符合防靜電指標才為合格，否則為不合格。2.3 離子風機離子平衡度測試離子風機的離子平衡度測試采用簡易離子風機離子平衡度測試儀，參見圖15。首先用靜電發(fā)生器產生1KV靜電并傳導到靜電探測儀的隔離金屬測試板上，如圖15所示，然后將帶隔離測試板的靜電探測儀 a.移至如圖10所示的

11、測試點和，檢驗離子風機的消電時間（從1KV下降至100V）； b.移至有效范圍（長度：距離離子風機14feet；寬度：距離中心線±6英寸）內的任意測試點，檢驗離子平衡度（即消電所能達到的最低值）。圖15 離子風機離子平衡度測試注意：測試過程中隔離金屬板不能碰觸任何物體。2.4 接地電阻測試2.4.1 防靜電地極的接地電阻測試測試儀器：接地電阻測量儀測試方法，參見圖17。 1)將被測試地極用導線接于儀器端子E； 2)在相同直線方向20m、40m潮濕土地處，分別插入電位探測針及電流探測針，各接于儀器端子P、C； 3)設置“倍率盤”倍數； 4)自緩至快搖動儀器手柄，達到約120r/min，

12、調整“測量標度盤”，指針指于零位時，讀數乘以倍率標度，即為接地電阻值； 5)按測試步驟c、d反復測試35次，取平均值。圖17 防靜電地極接地電阻測試2.4.2 防靜電地面接地電阻測試測試儀器：兆歐表和探頭測試方法，參見圖18。 1)按圖18的a、b所示，劃分測試網格； 2)按圖18的c、d所示，隨機選定測試點； 3)將待測地面全部網格看做樣本大小（批量范圍），以一般檢查水平II，確定樣本大小字碼；再用“正常檢查一次抽樣方案”。 4)按圖18的e 所示，測試地面表面電阻。 5)按圖18的f 所示，測試地面對地極母線電阻。圖18 地面表面電阻和地面接地電阻測試2.4.3 設備、儀器、工具的接地電阻

13、測試測試儀器：兆歐表和萬用表測試方法：分硬接地測試和軟接地測試硬接地測試：用兆歐表或萬用表的歐姆檔測試儀器、設備、工具上的金屬接地點到接地母線之間的電阻。軟接地測試：用兆歐表的M檔、測試極一端連接測試點，另一端連接接地母線，采用系統電阻測試方法進行測試。2.5 防靜電臺墊、地墊的防靜電性能測試防靜電臺墊和地墊的測試方法相同，主要測試表面電阻和接地系統電阻。隨機選定測試點，每個工作臺墊/地墊的每個測試項目不得少于3個測試點，取平均值。測試方法：按照表面電阻測試方法測試臺墊、地墊表面電阻；按圖19-a所示，用兆歐表測試工作臺面對腕帶插孔電阻；按圖19-b所示，用兆歐表測試工作臺面對地系統電阻/接地

14、電阻。圖19 工作臺面防靜電測試2.6 人員防靜電裝備的防靜電性能測試2.6.1 工衣、工帽、手套的測試方法工衣、工帽、手套主要測試表面電阻和摩擦電壓。隨機選定測試點，每個樣品每個測試項目不得少于5點，取平均值。工衣、工帽、手套的表面電阻測試方法相同，在絕緣平面上進行測試。工衣需要測試袖對袖、片對片、同一片上兩點之間的表面電阻。工衣表面電阻測試參見圖20。圖20 工衣表面電阻測試2.6.2 工鞋、鞋跟的測試方法工鞋主要測試體積電阻和人體穿著時的系統電阻。按圖21所示，用兆歐表測試鞋底體積電阻（內電極由總重量為4KG，直徑為5MM 的鋼球組成）。由于工鞋底面過笮或不平，電極重量有限，壓力不足，電

15、極和工鞋底面不能良好接觸導致測試誤差較大。因此工鞋的測試可以按照人體穿著工鞋的實際情況測試人體和工鞋的系統電阻。圖21 工鞋體積電阻測試防靜電鞋跟需要測試鞋跟的體積電阻和鞋跟帶到鞋跟底部的系統電阻。鞋跟的系統電阻可以按照人體穿著鞋跟的實際情況進行測試（人體和鞋跟的系統電阻）。2.6.3 腕帶的測試方法腕帶的內表面表面電阻、腕帶的外表面表面電阻、腕帶的電纜連接系統電阻、人體佩帶腕帶的系統接地電阻需要進行分別測試。測試方法：按圖22-a所示，用萬用表測試腕帶內表面對電纜扣的表面電阻。按圖22-b所示，用萬用表測試腕帶連接電纜系統電阻。腕帶的外表面表面電阻就是用兆歐表測試腕帶外表面對電纜扣的表面電阻

16、。圖22 腕帶系統電阻測試2.7 周轉工具的防靜電性能測試2.7.1 周轉箱、托盤、器件盒的測試周轉箱、托盤、器件盒主要測試表面電阻、體積電阻和摩擦電壓。隨機選定測試點，每個樣品每個測試項目不得少于3點，取平均值。按照圖23，用兆歐表測試器具的表面電阻和體積電阻。圖23 器具防靜電性能測試2.7.2 周轉車的測試周轉車主要測試其對地系統電阻。 隨機選定測試點，不得少于5點，取平均值。 按照圖24，用兆歐表測試物流車臺面對地的系統電阻。圖24 周轉車的系統電阻測試周轉用的成形泡沫工具、包裝材料的測試方法參照防靜電包裝材料技術規(guī)范。2.8 防靜電小工具的防靜電性能測試防靜電小工具主要有毛刷、鑷子、

17、吸筆、吸錫器、IC起拔器、防靜電粘膠紙等，它們的測試項目主要有表面電阻和摩擦電壓。3 附錄： 附錄A ：各類防靜電參數指標要求（表）測試項目接地電阻（）表面電阻（）體電阻（）系統電阻（）摩擦電壓（V）檢測周期（至少）防靜電地極接地母線與大地之間：4每半年儀器設備、裝備、工具與接地母線之間：硬接地1；軟接地1×106Rg1×109每月防靜電地板與接地母線之間：0.1×106Rg1×1090.1×106Rs1×109100每月防靜電烙鐵頭與接地母線之間：要求5可接受20每天腕帶人體腕帶接地電阻： 0.75×106Rg10

18、5;106腕帶內表面對電纜扣電阻： 20K；腕帶外表面對電纜扣電阻： >1×107 ；腕帶連接電纜電阻：>0.8 ×106 <1.2 ×106每天（只檢測腕帶系統電阻是否通過）工鞋、鞋跟0.75×106R100×1060.5×106Rv50×1060.75×106R100×106100每天（只檢測工鞋、鞋跟系統電阻是否通過）臺墊、地墊0.75×106Rv1×1091×106Rs1×109(正面)1×103Rs1×105(反面)1

19、×106Rv1×109100每季度工衣、工帽、手套0.1×106Rs1×1010(點與點、袖對袖、片與片)100每季度工作椅1×1091×1091×109（椅面對腳輪、椅面對靠背）100每季度防靜電周轉箱、托盤、器件盒1×103Rs1×1091×103Rv1×109100每季度防靜電周轉車1×103Rs1×109（導軌槽）1×106Rs1×109100每季度防靜電傳送帶0.75×106Rg1×1091×106Rs1×1091×106Rv1×109100每季度屏蔽袋1×10111×1011100（屏蔽殘余電壓100V）每季度導電材料1×1041×104100每季度耗散材料1×1