ESD防护用品、装备及其使用知识

        为了防止静电危害，人们研制出多种类ESD防护用品、装备，也有称防静电用品、装备，用于电子生产环境中。由于ESD防护用品种类繁多、性能不一。为了取得较好的使用效果，现将其性能详细介绍如下：

　　1、人体ESD防护用品

　　人体用ESD防护用品大致有6种。

　　（1）ESD防护工作服（又叫防静电工作服）

　　ESD防护服采用导电纤维制成，当与其它物体摩擦时，产生的静电通过导电纤维与人体的接触泄漏或通过导电纤维间的电晕放电、扩散。从而防静电积累。

　　ESD防护服所使用的材质和导电纤维有三类：

　　A、金属纤维服：直径8～50微米物不锈钢丝和棉等混纺制作的服装。

　　B、渗碳（或金属）服：在合成纤维表面喷涂、电镀导电性材料（导电碳黑、金属粉）。

　　C、导电合成纤维服：在合成纤维中混入导电性材料。

　　对于ESD防护服的设计和使用方面有如下要求：

　　一般不使用非防静电织物作衬里。必须使用时，所用衬里不得超过总衬里面积的20%。

　　整件服装不得使用任何金属附件。必须使用时应不直接露到服装表面，一面金属放电。

　　ESD防护服每件的检测带电量应低于国家GB12014-89《防静电工作》规定的0.6微库仑/件,对Ⅰ级ESD防护区域,所用ESD防护服按GB12014-89规定的方法检测,带电量不超过0.01微库仑/件，Ⅱ级区域应不超过0.1微库仑/件，Ⅲ级区域为0.4微库仑/件以下。

　　穿用ESD防护服时，必须与ESD防护鞋（防静电鞋）配套使用。

　　每隔一年按国家标准传用的ESD防护服进行复检，当带电量超过上述规定值时，则不得继续使用。

　　纯棉制服装在相对湿度低于40%的环境中，不能防止静电在其上积累，所以不适于作ESD防护服。

　　（2）ESD防护鞋（防静电鞋）

　　该鞋鞋底用加入导电碳黑的合成橡胶制成，用以将ESDS器件操作人员所带静电荷泄漏大地，防止人体静电积累。

　　国家标准GB4386-84《防静电胶底鞋、导电胶底鞋安全技术条件》规定的防静电鞋底电阻值为5×104～108欧，导电鞋电阻不大于1.5×105欧。防静电鞋和导电鞋在使用方面区别是，防静电鞋可以用于有电气设备的环境中，能预防250伏电压对人体的电击。而导电鞋则不能用于有触电危险的环境中。

　　为了确保消除人体静电,穿上上述鞋时所处地面与大地之间的电阻值应分别不大于108欧和0.5×105欧。在传用过程中，鞋底部不得沾有任何绝缘物并禁止传用绝缘性袜子。

　　（3）防静电手腕带和脚带

　　操作ESDS器件的人都应使用防静电腕带和脚带，腕带和脚带的作用是迅速将人体静电荷泄漏到大地。

　　一般的防静电腕带由带扣、带子和接地连接线组成。带子、带扣和接地连接线具有良好的电气接触。为了保证操作人员安全，通常在腕带的接地连接线上串有一只1兆欧电阻，以限制人体触电时流过的电流不大于5毫安。

　　腕带有两种：一种用于一般ESDS器件操作环境中，其对接地串接的电阻为1兆欧。另一种用于特殊环境ESDS器件操作，其对地串接的电阻为50千欧左右（见ETS）。

　　使用腕带时，要保证腕带和人手腕、接地连接线和地线良好的接触。

　　（4）ESD防护指套

　　操作ESDS的器件的人使用的指套，是用加入抗静电剂的乳胶制成，用以预防ESDS器件不等电位造成损坏。指套的表面电阻应低于108欧。

　　（5）防静电袜子

　　防静电袜子是在袜底材料中植入导入导电电丝制备而成，用来实现人体和导电鞋的电气接触。袜底电阻不应大于108欧。

　　电子工业生产环境中的ESD防护装备：

　　（1）ESD防护工作台

　　采用ESD防护材料制备并接地的工作台叫ESD防护工作台。其台面是用导静电或静电耗散材料制成（也有用ESD防护材料制成的桌垫）。台面与地线良好接触。ESD防护工作台台面与地线的连接采用软接地（串有1兆欧电阻）。一般的ESD防护工作台台面的系统电阻应在105～109欧范围内，对Ⅰ级ESD防护区域工作台台面的系统阻值不应高于108欧。

　　（2）分路棒、线夹、导电泡沫材料

　　为了保证ESD器件不失效，在防止ESD器件时应注意使用金属分路棒、金属线或无腐蚀的导电泡沫材料把ESDS器件或其组件的引线短接在一起。为了起到分流作用，上述材料的电阻至少应比ESDS器件的任两管脚间*小电阻低一数量级。

　　（3）ESD防护地板

　　防护地板是用导静电或静电耗散材料制备而成，其有地毯、乙聚烯地板、水磨石、橡胶、PVC、活动地板。为了安全和良好的静电泄漏，ESD防护地板都应采取接地措施。其系统电阻应在105～1010欧分为内。

　　（4）ESD防护电烙铁、吸锡器

　　ESD器件操作去所用的电烙铁和吸锡器都应采取将烙铁头和壳体与地线连接，以防电烙铁和壳体感应带电。

　　（5）ESD夹具、维修包、存放架在ESD防护区内使用的维修工具和ESD防护夹具等都应有静电耗散材料制造或采取静电泄漏措施。

　　（6）各类ESD防护包装和容器ESD防护包装种类繁多，据初步统计有二十种。可将其归纳为两大类：一是抗静电硬质塑料制品，主要由合成树脂塑料和具有导电性的材料构成。像合成塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、ABS、聚碳酸脂（PC）等热塑性塑料。热固性树脂有聚酯、酚醛等种类。作为抗静电填料有碳黑、金属纤维、抗静电剂等。

　　上述材料具有较好的机械强度，多用来制作元件盒、周转箱、托盘工装架、托斗集成电路包装管等。为了达到保护ESDS器件目的，这些材料制成品的体积电阻不应大于108欧或者材料表面电阻率不大于109欧。另一种就是软质ESD防护包装材料。这些材料也是用上述材料改性制成的。软质ESD防护包装材料，在导体性方面有所不同，所以使用范围也不同。软质包装有导静电、静电耗散、屏蔽耗散复合类三类。

　　各类ESD防护包装所提供的保护是：对各种ESDS器件的管脚提供等电位和起分流作用；将ESDS器件绝缘表面的摩擦产生的静电荷及时泄漏和扩散；屏蔽材料对静电感应提供屏蔽以保护ESDS器件。

　　（7）ESD防护转运车、坐椅

　　在ESD防护区内，操作人员运送ESDS器件时所使用的运转婚车坐椅都应采取防静电措施。运转达车结构为金属架，其上为静电耗散材料制备的箱体。箱体和金属架具有良好电气接触。金属架和导电橡胶车轮形成电气联结。一般情况下，要求运转车金属架对防护区域的导静电地面的系统电阻不大于108欧。

　　ESD防护区域使用的坐椅静电泄漏原理和运转车一样。所用坐垫应采用防静电织物和其它静电耗散材料并和金属体保持良好接触。

　　（8）电离静电消除器（电离器）在不能警醒有效接地的地方，可以使用电离空气来泄放静电荷，或耗散不能有效接地的绝缘物体上的静电荷。电离器对在警醒过像喷沙和喷漆之类的喷涂工艺之处的电荷耗散也是有用的。是空气电离通常使用的三种方法是放射性、点和静电梳子。放射性材料提供使空气电离的A粒子。电方法利用高压方波信号是空气电离。静电梳子同避雷针的原理相似，利用针尖上集中的点和，是空气电离。

　　这种方法是根据来自地球面体的点和自行排斥，使电荷集会在具有*小曲率半径的表面上的原理。来自电离器的空气应该包含约相等数量的正离子和负离子。正离子和负离子不平衡可以导致在电离面积上的残余电压。电离器的放置应按照制造厂建议或通过经验来确定。制造厂的规范通常提供关于衰减时间与电离器同带电面积的距离和角度之关系的治资料。电离器耗散电荷可能需要用几秒时间，甚至几分时间，这取决于电荷数量和电荷距离源的距离。为使带电面积上的电荷被中和掉，电离器应该至少工作2～3分钟。某些电离器会遗留很高的残余电压，足能损坏一些ESDS产品。为适应的控制ESD，选择和放置电离器时，则需测量被保护面积上的残余电压，并与被操作ESDS产品的电压敏感电平相比较。

原创作者：深圳市海威达航科技有限公司