原创 ESD问题（4）

61、问：我们有一10000级的洁净帐篷，在其内部，我们打算建造一个探究太空的装置。这个装置是依据光学原理设计的，对粒子和除气作用十分敏感。帐篷内还有大量的电子，我想知道清洁室和静电损耗要求下应使用的最好材料是什么？

答：清洁室内使用的最好材料是型号L的地板垫子材料。每卷宽0.60cm，长122m，在清洁室要求下，腕套应用来连接地板垫子，这些材料均可从有关厂商订货。

62、问：我们发现了磁疗的作用。在工作中，我们处于静电放电的环境中，工作服、鞋袜、腕套、椅子、离子发生器、几乎所有的东西都带静电。我们想知道穿这些内有磁性鞋垫的鞋是否将损坏生产的成品。我们在空气室里安装了电子传感器元件，磁疗对如此多的人起作用，因此我们不愿放弃。任意信息将会大大地得到重视。对吗？

答：你所说的具有磁疗作用的鞋垫不会干扰静电放电程序。仅有的一个例外是：如果电极头处的磁场很强，你的脚又十分缓慢地移过一低阻抗导体，那么你就会产生出电流，如果能量不能泄放掉的话，便会引起故障，时间一长的话就会使泄电积累到相当高的水平。

63、问：在通过MIL-883模型后，我们发现了一个不同的情形，当屏蔽元件从屏蔽袋内移走时，它会被静电放电损坏。我也正在查找这方面的书籍，即在静电放电袋里的元件在保护状态下工作时，其引线需剪短。如何解释这一现象？

答：当屏蔽元件从屏蔽袋里移走时，它可能损坏。产生的静电可以对一个物体充电（就象屏蔽袋里的元件一样），可以在移动过程中产生静电放电问题。在订购屏蔽袋时你需要指明抗静电的特征参数。抗静电指的是材料所表现出来的摩擦充电行为。

64、问：我正努力寻找可与MIL-W-80标准相符的公司，这是一个与静电损耗性丙烯酸纤维或丙烯酸涂层相关的1966 MIL标准。请给予详细说明。

答：MIL-W-80指的是片状或带状的固体物质，不能应用到地板涂层上。地板涂层也与几个工业公认标准（ANSI/ESD-S7.1地板涂层表面阻抗的标准，AATCC TM-134-1979是地板涂层产生静电的标准，FTMS 101C，M-4046是地板涂层的电荷衰减标准）相符。

65、问：我的公司生产计算机，其可靠性测试之一是静电放电。测试时所采用的标准是IEC-810-4 L3，空气：8kV，搭接电压：6kV。但我们想卖给美国加州的一个购买单位。请问用来测试时的静电放电电压有多少千伏？

答：在测试静电放电敏感性时，所采用的测试方法有以下三种：
　1、 人体模型（＋4000V和－4000V的电压波形，0和500的负载）
　2、 充电元件模型（可达到2000V的电压波形）
　3、 机械模型（＋400V和－400V的电压波形，0和500的负载）
　　这包括了电压极限在内，注意根据不同的负载阻抗，会有不同的波形需求。在美国万宝路，麻萨诸塞州，在罗马，纽约的静电放电协会，这些标准对静电放电系统是有效的。

66、问：我有一个干粉灭火器，当粉末被一螺旋状的传送装置向上挤时，它会通过一金属探测器注入到一直径15.2cm，长91 cm的不锈钢管中。当消防人员一接触灭火器的盖子时就会发生静电放电现象。我们努力将所有金属部分连接到同一单点接地点，而且在地板上放置一抗静电垫子。消防人员全身着全棉服装，这样就可到处走动且不需带腕套，对此还有什么好的建议吗？

答：当干粉通过不锈钢管并注满灭火器时，干粉和灭火器正在产生摩擦电。操作人员最可能感觉到静电泄电是由于这个过程引起的。你可试着将所有金属部件与单点接地点（CPG）连接，并使用抗静电地板垫子。你已经采取了一些重要的静电放电控制程序，但仍没有解决你的问题。你需要检查以下几点：
　1、 灭火器封盖应导电用与同一单点接地点连接。
　2、 灭火器壳体应是导电的，也要与同一单点接地点连接。
　3、 如果上述两者均不导电，那么就应该考虑使用电离。
　4、 抗静电地板垫子可以是导电的也可以是损耗性的，并且应连接到同一单点接地点。
　5、 所有操作人员都应穿一双2M的防静电鞋，且与导电接地垫子相连，这样他们就不会在灭火器的封盖处成为静电放电事件的激励源。
　　只要按上述步骤来正确执行，你的问题就应得到控制。

67、问：最近，我用两块带有不同电荷的金属板（一块较小，一块较大且规则），即电荷板分析仪检验离子束，在同一区域及离子束间距两种方式下进行读数取样，发现较小的一块大约6V左右，而较大的一块示值为－8V。当尽力使离子束间距一样时，我该取哪一个值？当检测金属板时的读数显示为＋/－X伏时，这是代表总体电压的X%或是与正在检测的电荷有关呢？（例如，1500V的1%或 8V的1%？）

答：首先，对电荷板分析仪的两个分块分别进行检查，从而将其校准以确保它的准确性。其次，检验测量精度的产品说明书。第三，电荷板面积可以不同。离子束沿其轴向长度有几个发射源，确信你在同一距离且覆盖同一区域。如果发射源是直流的，且每隔一英寸其极性改变一次，你所进行的测量会由于电荷板的位置不同而受到影响。精确度应与电荷板测量出来的电压读数有关。检查产品数据图以确认它可应用到你的单元电路中。

68、问：工厂生产车间的地板多数都铺有一层静电损耗性瓷砖，但也有一些角落未铺。地板是混凝土结构的，我想知道这种办法是否具有足够的损耗性？在地板上涂上一层诸如导电蜡之类的导电涂层会起作用吗？

答：单独的混凝土不会形成完整的静电放电地板。即使在地板上，地下水可以通过渗出口渗出，从而使混凝土导电，但总有一些干湿不一致的地方。很显然，导电蜡是有用的，我们最好将导电蜡视为地板的涂层，因为涂层里没有蜡，蜡是绝缘的。在地板上涂蜡前，你应将混凝土地板掩盖严实以避免水引起的粘接不良问题，同时这也能增加地板涂层的覆盖度（通过减少地板的孔隙度）。其他的解决方案有：给混凝土地板涂上一层导电漆；用导电瓷砖或地板垫子；铺导电地毯或划分出一块区域作为非静电放电安全区。

69、问：我对防静电鞋很感兴趣，但不清楚静电放电地板必须具备的东西或者是说明书。如果要试地板的静电放电可塑性，必须采取什么措施，请给出一些建议，另外，地板满足要求的具体实施方案是怎样的呢？

答：根据标准EIA-625，静电放电地板的电阻应大于105且小于109。静电放电协会有一个试行标准ESD DSTM54.1-1997，在测量电阻时，它将地板材料及鞋类物品归并在一起。这实际是一种测量方法，没有规定或建议工作在阻性区间。事实上，为了测试地板，标准ANSI/ESD-S7.1-1994有明确的测试方法，即用两个五磅的探针驱动10V或100V的电压。使用的仪器是41273型号的，专门在做这种测量时使用。

70、问：CMOS集成芯片在经受严重静电放电的泄电冲击后，其可靠性会降级吗？

答：如果泄电的路径包括CMOS器件输入（针可焊点）端之一时，那么剧烈的静电放电将会使CMOS单元电路产生不稳定现象。这会使相关元件的寿命缩短且会产生间歇的故障。你可以切开有故障的元件封装，并将其放在高倍显微镜或扫描电子显微镜下，你就可看到已损坏的区域。

71、问：无线静电放电保护指的是什么？

答：唯一适用的迫使空气电晕放电进而离子化的措施可广泛用作“空气离子发生器”。静电放电系统有好几个模型供选择，唯一取消的是放电时间，它取决于电荷泄放速率，空气流通速度和接近度最多接近于2秒，在产品生产期间急需保护的措施，但是在使用接地的腕套和静电放电地板垫子，第二种保护措施也是可行的。

72、问：如何判断抗静电屏蔽袋的失效，例如，袋上有折痕或者是小的孔洞。

答：在MIL-B-81705C标准文件中可以找到你的所有答案，特别地，如果一个抗静电屏蔽袋（型号III）满足以下任意一个条件，则可以将其视为无效：
　* 静电袋发生标准MIL-B-81705C中4.8.4.1节中详细说明的分层现象。
　* 静电泄电衰减率大于2秒。
　* 衰减电磁干扰不到10dB。
　* 小孔的直径大于2mm。
　* 不能屏蔽30kV以下的静电放电事件。
　* 里外每平方面积上的表面电阻大于1012，内部每平方面电阻小于105。
　　总之，由于法拉第效应，如果屏蔽袋上有折痕或小孔，那么它仍有屏蔽作用。不过将这些静电袋扔掉是更安全的，这可能会花费更多的测试费，证明合格后只需将其替换掉。

73、问：
　　1、用于生产硬盘的等级100的清洁室，其标称湿度水平是多少？
　　2、Pomalux是我知道的在静电放电安全性方面最好的唯一一种塑料物质，但却相当昂贵，还有其他类似的材料吗？
　　3、有没有通用的离子发生器？如果有，什么厂商生产呢？怎样才能检验它的结果是否正确？
　　4、 静电传感器的读数为什么会大幅度地变化？（也就是说没有重复性或大范围跃变。）

答：
　　1：良好的标称湿度在40%——55%之间。你需最大限度地减小腐蚀，同时又要尽可能地加强静电放电保护。有可以测试湿度的纸张可供你方便之用。
　　2：静电安全性良好的材料还有乙烯树脂、橡胶、硬纸板和聚乙烯等，这取决于你所应用的场合。静电放电安全也意指抗静电特性、损耗特性及屏蔽特性，这也同样取决于你所应用的场合。
　　3与4：电荷板会析仪是监视电晕放电型的空气载流子离子发生器的首选仪器。而且，静电传感器每次测量一个小的区域，静电荷在导电或绝缘表面不必均衡。如果某一物质遭受到电场或摩擦电激励，自由电子就会发生不平衡现象。平衡不总是一致的，静电计传感器与所测表面的距离也会进一步使这种平衡发生变化。所测表面的几何结构也可以导致场强的变化，例如，曲面（柱状金字塔形）比较平的表面具有更强的场，因为电荷总是积聚在物体尖端处。

74、问：
　　1、导电指套可减少负荷吗？损耗性手套上使用导电指套有何好处？
　　2、我们有许多3M 961离子发生器，这些对零级站够好吗？
答：
　　1：导电指套的好处取决于下述几个问题：导电指套的规格是什么？你要处理什么问题？操作人员觉得最舒适的是什么？你要在清洁室里工作还是不在里面工作？总之，损耗性手套也会减小导电指套（＜104＝可能发生的静电放电的机会，但当使用一损耗性手套时则没有差异。手套比指套遮住手的面积更大，如果你在12种以上的场合中需戴手套的话，那么戴手套将是更有效的。
　　2：对于零级站，无论如何，任意粒子的容差都不能超过2.5微米。唯一的办法是获得一采用离子发生器的零级清洁室，以保证清洁室内唯一的部件是电晕放电发射源。你也许知道一些具有电晕放电发射源的系统，我不熟悉961设备。如果它是架空或其他“鼓风机”类型的设备，那么，它不会满足你的标准。对于100级，我们的架空线路是良好的，一旦开始准备好，。。。。

75、问：假定我们公司的静电放电措施做得很好，只是下面一件事未使人满意：我们公司的职员喜欢将粉红色的抗静电泡沫塑料放在电脑主板下，他们觉得这样做可阻止主板在静电放电工作站产生滑动。因为他们相信，这会延长工作站表面的寿命。然而，我认为，这不大可能，因为泡沫是绝缘的。另一方面，因为测量，我带上一只静电计，放在这块泡沫上的东西（置于工作表面）将会消耗电荷。那么，这种情况可接受吗？

答：如果粉红色泡沫不损耗性的且电气连接到地，那么你就准备好了（一般可以使用）。事实上这取决于你努力保护的产品的静电放电敏感性。为了测量至泡沫地的表面阻抗，你需用一只兆欧计。在10V和100V两个电压处进行测量，表面电阻应在105——109之间，这才是安全的。
　　你说你使用静电场力计进行测量，这是好的，但这不会完全保证泡沫是安全的。你检验这只静电仪的一个特性是放电时间。最重要的是工作表面上的电荷应在不到100ms时间内消除干净。如果花几秒钟时间清除掉所有电荷，这将延长电荷泄放时间，可能使静电放电敏感元件遭受到静电放电的攻击。
　　还有其他的材料可供选择，可以将你的工作放在静电放电保护工作站上，且没有滑动特性。型号T2的地板垫子材料是这种情况下的最佳选择。
下面提出一些问题：
　a、 我将要保护的元件的敏感度有多大？
　b、 泡沫在安全损耗水平时可导电吗？
　c、 泡沫内的电荷可在大约100ms内泄放掉吗？
　d、 泡沫需接地吗（如果导电的话）？
　e、 操作人员需戴静电放电腕套吗？
　　如果你均同意上述问题，那么你已经正在使用一些安全的静电放电防预措施。

76、问：我公司在工作台上试用静电放电鞋，腕套和地板垫子。如果操作人员正在焊接元件和其他可引起混乱或发热的部件时，有其他的材料可放在地板垫子上，同时又不损害静电放电性能吗？当空间有限时，那么操作人员就不必移动地板垫子吗？
答：对，你最好的选择是玻璃钢焊锡填料（FRP），是一种高耐热锡焊静电放电地板垫子。这可以检查你的标准橡胶或乙烯树脂静电放电工作台地板垫子，要么你可以订购一块更大的玻璃钢焊锡填料，即具有接地绳的工作台地板垫子。橡胶垫子也有良好的耐热特性（尽管不如FRP好）。建议采用型号T2或型号L的工作台地板垫子。

77、问：如果我们正用腕套和地板垫子，还需要穿上脚跟接地器吗？如果使用脚跟接地器，那么还需使用地板涂层吗？
答：如果操作人员来回走动，且靠近敏感性元件，那么必须使用脚跟接地器。它会使你在处理静电放电敏感元件时具有安全性。如果你在工作站间传送静电放电敏感产品或元件时，手推车及人体都应通过脚跟接地器或鞋（人体）、拖线（手推车）接地。并与恰当的接地地板相连。在静电放电敏感区附近采用接地地板垫子或抗静电地板涂层是很不错的想法，因为这些材料有极佳的限制摩擦充电的抗静电特性。如果工作人员必须不断走动，那么为了充分利用安全的静电放电方案，就需要在地板上铺一层抗静电放电的地板涂层，而且与静电放电鞋连在一起。

78、问：我计算机网络方面的工作，我们知道，相互接触的金属在接合面引起氧化，从而使系统产生问题。我们正试着采取最佳方法来排除它，有些技术人员建议用橡皮将接合面擦干净，而另一些技术人员则声称这会引起静电放电事件，请问，这可能吗？
答：是的，橡皮擦能对金属接触面进行摩擦充电，因此有可能产生静电放电现象，尽管这是工作车间里清洗接合面的一种普遍方法。不过在擦洗搭接面时，只要将其接地就可将静电放电的危险降低到最小程度，或者在你裸手操作时，使用一块导电橡胶，并戴上腕套将其接地。
　　首先你要通过板上最敏感的元件对每块电路板进行估测，这样才能决定出它的敏感等级（静电放电敏感性）。这将告诉你电路板是否对静电放电很敏感。如果不敏感，你可能需采取一些简单的防预措施来避开潜在的静电放电危险。
　　测试静电放电敏感性的最好办法是找一块旧电路板，使用橡皮擦清洗焊点，然后用静电计来测量擦洗过程中产生的电场（测电压）。第一步你需将静电计调零，之后取前后两次读数。如果你读到的数值超过50V，那么建议你采用这种办法来清洁搭接面。
　　注意，并非所有的电路板都是如此。有些电路板可能内嵌了一些对静电放电非常敏感（0级）的元件，或者是由不同材料制成（这样各种材料就会有不同的摩擦起电优先级）元件等等。橡皮擦也有不同的摩擦起电顺序/抗静电特性，这样每块电路板就应被视为一个独立的模块来对待。

79、问：我们可以将静电放电的接地端与电源线的接地端连接到一起吗？
答：对，电源的接地端就足够了。电源接地端可以是建筑物的地，电源地，大地，只要电源接地端和工作站的工作地之间的电势相等（即电势差为0V）。这时最佳的地即是大地，但任意一个地都不会受到静电放电的干扰。电源地会传输电磁干扰噪声，这可能会产生一系列问题，主要取决于线路上的负载类型。

80、问：我们生产人员的保护措施包括穿静电放电工作服，如果工作服不在前面系扣的话，对其屏蔽效能的高低，我们一直存在分歧。工作服有没有必要扣住，换句话说，如果工作服不扣上的话，它会有屏蔽功能吗？
答：系上工作服是好的，其好处是保护外部的非导电和非接地衣物。即使工作服不系上，它也仍有一些保护作用，因为工作服袖口、背面及两侧都罩住了平时穿的衣服，只是前面未盖住。而身体的前面部分是多数敏感产品容易靠近/接触的部位。