防静电检测方法

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 resistance）：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（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（decay time）：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

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。

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＜20KV，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＜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MODEL 520 图4 静电场测试仪 ESD42721

2.1.3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 MONITOR

CHARGE 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 156A

2.1.5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

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。

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（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1011

Ω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

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。

测试电极

φ50 2kg

R

100V DC 兆欧表

1m

被测对象

绝缘平面

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，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. 移至有效范围（长度：距离离子风机1~4feet ；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）。

静电发生器

静电探测仪

隔离测试板

1.00

中心线

1ft 2ft 3ft 4ft 5ft

6in 6in

1

离子风机测试点

2

3

4

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、

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

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。

间隔尺寸a、水磨石地面

材料尺寸

b、铺设地面

c、平行地线网

d、方格地线网

测试电极

φ

兆欧表

0.9~1.0m

e 地面表面电阻测试

f 地面对地极母线电阻测试

图18 地面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。

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。

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。

腕带插孔

R测试电极

φ

50 2kg

100V DC兆欧表

a 工作台面对腕带插孔电阻

R

测试电极φ50 2kg

100V DC兆欧表

b 工作台面对地系统电阻

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，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。

100V DC兆欧表

R 测试电极

φ50 2kg

辅助电极

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。

测试方法：

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。

万用表

（×10kΩ）

腕带扣

a 腕带内表面表面电阻

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。

测试电极

φ50 2kg a 器具表面电阻测试

兆欧表

50 2kg

b 器具体电阻测试

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。

100V DC

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）

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

1 电子设备制造防静电技术要求

2 通信机房静电防护通则

3 ESD ADV11.2:1995 Triboelectric charge accumulation testing.

4 ANSI ESD S11.11:1993 Surface resistance measurement of static

dissipative planar materials.

5 ESD STM11.12:2000 Volume resistance measurement of static

dissipative planar materials.

6 ANSI ESD S11.31:1994 Evaluating the performance of electrostatic

discharge shielding bags.