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技術(shù)文章

ESD防護用品、裝備及其使用知識
為了防止靜電危害，人們研制出多種類ESD防護用品、裝備，也有稱防靜電用品、裝備，用于電子生產(chǎn)環(huán)境中。由于ESD防護用品種類繁多、性能不一。為了取得較好的使用效果，現(xiàn)將其性能詳細介紹如下：

　　1、人體ESD防護用品

　　人體用ESD防護用品大致有6種。

　　(1)ESD防護工作服（又叫防靜電工作服）

　　ESD防護服采用導(dǎo)電纖維制成，當與其它物體摩擦?xí)r，產(chǎn)生的靜電通過導(dǎo)電纖維與人體的接觸泄漏或通過導(dǎo)電纖維間的電暈放電、擴散。從而防靜電積累。

　　ESD防護服所使用的材質(zhì)和導(dǎo)電纖維有三類：

　　A、金屬纖維服：直徑8～50微米物不銹鋼絲和棉等混紡制作的服裝。

　　B、滲碳（或金屬）服：在合成纖維表面噴涂、電鍍導(dǎo)電性材料（導(dǎo)電碳黑、金屬粉）。

　　C、導(dǎo)電合成纖維服：在合成纖維中混入導(dǎo)電性材料。

　　對于ESD防護服的設(shè)計和使用方面有如下要求：

　　一般不使用非防靜電織物作襯里。必須使用時，所用襯里不得超過總襯里面積的20%。

　　整件服裝不得使用任何金屬附件。必須使用時應(yīng)不直接露到服裝表面，一面金屬放電。

　　ESD防護服每件的檢測帶電量應(yīng)低于國家GB12014-89《防靜電工作》規(guī)定的0.6微庫侖/件,對Ⅰ級ESD防護區(qū)域,所用ESD防護服按GB12014-89規(guī)定的方法檢測,帶電量不超過0.01微庫侖/件，Ⅱ級區(qū)域應(yīng)不超過0.1微庫侖/件，Ⅲ級區(qū)域為0.4微庫侖/件以下。

　　穿用ESD防護服時，必須與ESD防護鞋（防靜電鞋）配套使用。

　　每隔一年按國家標準傳用的ESD防護服進行復(fù)檢，當帶電量超過上述規(guī)定值時，則不得繼續(xù)使用。

　　純棉制服裝在相對濕度低于40%的環(huán)境中，不能防止靜電在其上積累，所以不適于作ESD防護服。

　?。?）ESD防護鞋（防靜電鞋）

　　該鞋鞋底用加入導(dǎo)電碳黑的合成橡膠制成，用以將ESDS器件操作人員所帶靜電荷泄漏大地，防止人體靜電積累。

　　國家標準GB4386-84《防靜電膠底鞋、導(dǎo)電膠底鞋可靠技術(shù)條件》規(guī)定的防靜電鞋底電阻值為5×104～108歐，導(dǎo)電鞋電阻不大于1.5×105歐。防靜電鞋和導(dǎo)電鞋在使用方面區(qū)別是，防靜電鞋可以用于有電氣設(shè)備的環(huán)境中，能預(yù)防250伏電壓對人體的電擊。而導(dǎo)電鞋則不能用于有觸電危險的環(huán)境中。

　　為了確保消除人體靜電,穿上上述鞋時所處地面與大地之間的電阻值應(yīng)分別不大于108歐和0.5×105歐。在傳用過程中，鞋底部不得沾有任何絕緣物并禁止傳用絕緣性襪子。

　?。?）防靜電手腕帶和腳帶

　　操作ESDS器件的人都應(yīng)使用防靜電腕帶和腳帶，腕帶和腳帶的作用是迅速將人體靜電荷泄漏到大地。

　　一般的防靜電腕帶由帶扣、帶子和接地連接線組成。帶子、帶扣和接地連接線具有良好的電氣接觸。為了保證操作人員可靠，通常在腕帶的接地連接線上串有一只1兆歐電阻，以限制人體觸電時流過的電流不大于5毫安。

　　腕帶有兩種：一種用于一般ESDS器件操作環(huán)境中，其對接地串接的電阻為1兆歐。另一種用于特殊環(huán)境ESDS器件操作，其對地串接的電阻為50千歐左右（見ETS）。

　　使用腕帶時，要保證腕帶和人手腕、接地連接線和地線良好的接觸。

　?。?）ESD防護指套

　　操作ESDS的器件的人使用的指套，是用加入抗靜電劑的乳膠制成，用以預(yù)防ESDS器件不等電位造成損壞。指套的表面電阻應(yīng)低于108歐。

　?。?）防靜電襪子

　　防靜電襪子是在襪底材料中植入導(dǎo)入導(dǎo)電電絲制備而成，用來實現(xiàn)人體和導(dǎo)電鞋的電氣接觸。襪底電阻不應(yīng)大于108歐。

　　電子工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的ESD防護裝備：

　?。?）ESD防護工作臺

　　采用ESD防護材料制備并接地的工作臺叫ESD防護工作臺。其臺面是用導(dǎo)靜電或靜電耗散材料制成（也有用ESD防護材料制成的桌墊）。臺面與地線良好接觸。ESD防護工作臺臺面與地線的連接采用軟接地（串有1兆歐電阻）。一般的ESD防護工作臺臺面的系統(tǒng)電阻應(yīng)在105～109歐范圍內(nèi)，對Ⅰ級ESD防護區(qū)域工作臺臺面的系統(tǒng)阻值不應(yīng)高于108歐。

　　（2）分路棒、線夾、導(dǎo)電泡沫材料

　　為了保證ESD器件不失效，在防止ESD器件時應(yīng)注意使用金屬分路棒、金屬線或無腐蝕的導(dǎo)電泡沫材料把ESDS器件或其組件的引線短接在一起。為了起到分流作用，上述材料的電阻至少應(yīng)比ESDS器件的任兩管腳間濟小電阻低一數(shù)量級。

　?。?）ESD防護地板

　　防護地板是用導(dǎo)靜電或靜電耗散材料制備而成，其有地毯、乙聚烯地板、水磨石、橡膠、PVC、活動地板。為了可靠和良好的靜電泄漏，ESD防護地板都應(yīng)采取接地措施。其系統(tǒng)電阻應(yīng)在105～1010歐分為內(nèi)。

　　（4）ESD防護電烙鐵、吸錫器

　　ESD器件操作去所用的電烙鐵和吸錫器都應(yīng)采取將烙鐵頭和殼體與地線連接，以防電烙鐵和殼體感應(yīng)帶電。

　　（5）ESD夾具、維修包、存放架在ESD防護區(qū)內(nèi)使用的維修工具和ESD防護夾具等都應(yīng)有靜電耗散材料制造或采取靜電泄漏措施。

　?。?）各類ESD防護包裝和容器ESD防護包裝種類繁多，據(jù)初步統(tǒng)計有二十種。可將其歸納為兩大類：一是抗靜電硬質(zhì)塑料制品，主要由合成樹脂塑料和具有導(dǎo)電性的材料構(gòu)成。像合成塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、ABS、聚碳酸脂（PC）等熱塑性塑料。熱固性樹脂有聚酯、酚醛等種類。作為抗靜電填料有碳黑、金屬纖維、抗靜電劑等。

　　上述材料具有較好的機械強度，多用來制作元件盒、周轉(zhuǎn)箱、托盤工裝架、托斗集成電路包裝管等。為了達到保護ESDS器件目的，這些材料制成品的體積電阻不應(yīng)大于108歐或者材料表面電阻率不大于109歐。另一種就是軟質(zhì)ESD防護包裝材料。這些材料也是用上述材料改性制成的。軟質(zhì)ESD防護包裝材料，在導(dǎo)體性方面有所不同，所以使用范圍也不同。軟質(zhì)包裝有導(dǎo)靜電、靜電耗散、屏蔽耗散復(fù)合類三類。

　　各類ESD防護包裝所提供的保護是：對各種ESDS器件的管腳提供等電位和起分流作用；將ESDS器件絕緣表面的摩擦產(chǎn)生的靜電荷及時泄漏和擴散；屏蔽材料對靜電感應(yīng)提供屏蔽以保護ESDS器件。

　　（7）ESD防護轉(zhuǎn)運車、坐椅

　　在ESD防護區(qū)內(nèi)，操作人員運送ESDS器件時所使用的運轉(zhuǎn)婚車坐椅都應(yīng)采取防靜電措施。運轉(zhuǎn)達車結(jié)構(gòu)為金屬架，其上為靜電耗散材料制備的箱體。箱體和金屬架具有良好電氣接觸。金屬架和導(dǎo)電橡膠車輪形成電氣聯(lián)結(jié)。一般情況下，要求運轉(zhuǎn)車金屬架對防護區(qū)域的導(dǎo)靜電地面的系統(tǒng)電阻不大于108歐。

　　ESD防護區(qū)域使用的坐椅靜電泄漏原理和運轉(zhuǎn)車一樣。所用坐墊應(yīng)采用防靜電織物和其它靜電耗散材料并和金屬體保持良好接觸。

　?。?）電離靜電消除器（電離器）在不能警醒有效接地的地方，可以使用電離空氣來泄放靜電荷，或耗散不能有效接地的絕緣物體上的靜電荷。電離器對在警醒過像噴沙和噴漆之類的噴涂工藝之處的電荷耗散也是有用的。是空氣電離通常使用的三種方法是放射性、點和靜電梳子。放射性材料提供使空氣電離的A粒子。電方法利用高壓方波信號是空氣電離。靜電梳子同避雷針的原理相似，利用針尖上集中的點和，是空氣電離。

　　這種方法是根據(jù)來自地球面體的點和自行排斥，使電荷**在具有濟小曲率半徑的表面上的原理。來自電離器的空氣應(yīng)該包含約相等數(shù)量的正離子和負離子。正離子和負離子不平衡可以導(dǎo)致在電離面積上的殘余電壓。電離器的放置應(yīng)按照制造廠建議或通過經(jīng)驗來確定。制造廠的規(guī)范通常提供關(guān)于衰減時間與電離器同帶電面積的距離和角度之關(guān)系的治資料。電離器耗散電荷可能需要用幾秒時間，甚至幾分時間，這取決于電荷數(shù)量和電荷距離源的距離。為使帶電面積上的電荷被中和掉，電離器應(yīng)該至少工作2～3分鐘。某些電離器會**很高的殘余電壓，足能損壞一些ESDS產(chǎn)品。為適應(yīng)的控制ESD，選擇和放置電離器時，則需測量被保護面積上的殘余電壓，并與**作ESDS產(chǎn)品的電壓敏感電平相比較。
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