QJ 1875A-1998 静电测试方法.pdf

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1、中国黠天工业总公司航天工业行业棕准静电测试方法1 范围1. 1 主题内容QJ 1875A-98 代替QJ1875-90 本标准规定了静电放电敏感电子器件的静电放电敏感度的分类割试方法、防静电操作中静电摄电位及国捧琴口液体静电荷、静电场的测试方法。1. 2 适用范围本标准适用于易产生静电蓓的生产有使用场所以及静电故电敏感器件的生产和使用。2 引用文件GJB 548A-96 微电子器件试验方法和程序3 定义3.1 接触式测试法翻试仪表与静电费直接梧连进行栩试的方法。3.2 非接触式酒试法剧试仪表不直接与静电源连接进行棚试的方法。3.3表现踊童E两个物体间接她的面。这个面的大小靠阕试可克的接触范围的

2、几何尺寸计算出来。3.4 藕余静电一个专门容器里或表E上所有正负电荷的代数和。3.5实际踊主E经过视械作弱和反作用转换的两个物体间的接触点.由于实际物掉不可能很光滑，表面上看来是平坦的材料，其实际接触面总比表现接触面小。4 一般要求4.1 睡试王精条件a.温度:25土3C;b.相对温度:40%75%;中国酷天工且总公司1998-02-06批准1998-09-01实施QJ 1875A-98 C.大气压力:试捡场所当地大气压力o4.2 测试技表使愿要求4.2.1 赔试时仪表应避免放置在与测试无关的强电场或强磋场前近。探头应远离其它带电体。4.2.2 接触式栩量法时，使后仅表前，应将仪表可靠硬接地，

3、并避免将静电摄电荷放掉。4.2.3 非接触式阕量法时，严禁用手触摸议表的感应屏，不能接触任何苦电体，以免损坏内部电路和鼓掉静电电荷。垂.3JlJ试报告报告主要包括下列内容。4.3.1 试件的规格(大小和或分的鉴别。4.3.2 试件准备过程所表嚼的语节时间和应用的任荷清洁过程(如己知的.还包岳武件的电阻率。4.3.3 试验方法和使用仪器的说明，包捂那试时的几何位置、在校准和四试之间的校准过程和经历的时坷。4.3.垂参数莲圈:a.现自试时的周围环境以及变化范围。例如:温度25土lOC，相对温度为50土2%;b.接触面陀的压力、接触时间、分离速度、摩擦大小(辈擦表面的长度当管的长度、液体或粉末的流速

4、等)。4.3.5带有标准偏差的5个或5个以上相同试件上胡平均电荷密度或者静电场的数值和极性，或者试件带电击围的绝对值，或者随平均电荷密度的百分率变化。4.4 商量不确定度拥量不确定度包括测量仪表的不确定度、校准不确定度和其它不确定度。4.4.1 贯IJ试仪器的不确定度一般不大于5%，通常自仪器的生产厂家给出。4.4.2 校准不确定度自下列因素构成:授王电ffmi的稳定性、有关电压的偏移、测量仪器的电容量、间院和相关的割试方案的几何国彭。合或不确定度为主2%。4.4.3 其它不确定度自下罚因素构成:a.几何尺寸;b.试捡方法和试验技巧pC.有关的变化。4.4.4在进行静电摄测试时，由于静电源电荷

5、分布不均匀和测试仪表不同，接她式测量法如非接触式割量法瓣试结果是会稍有差别的。5 详主E要求2 器件静电放电敏感度分类栩试方法克GJB548A方法3015;静电摄电位的接触式t_rotl试方法见方法201;静电摄电位前非接触式黯试方法旦方法202;QJ 1875A-98 固体和接体状态静电荷以及梧关的静电场的测试方法见方法30103 QJ 1875A-98 方法201静电源电佳的接触式测试方法1 班。试吕的及适南范E黯试静电故电敏感无器件防静电操作中静电嚣的电位值。本测试方法适用于不确定度要求较高的湖试。2 班。试票理用连接线担待割静电源电荷直接引到接她式静电捕试仅樱试摄摄上进行溅试，如围1所

6、示。3 型。试t文表要求| 图1接触式仪表法测试原理3.1 使用Q-V系列接触式静电电压表。3.2 仪表班试不确定度位于2%。3.3 仪表现f试范噩不小于2OkVo4 型。过步罪4.1 按议表使用说明书对仅表词零和技准。4.2 将议表量程开关拨至最高档，用连接导线担待测静电摇直接接到仪表割试摄提上。提据表头上初显的静电电位值，选择合适的量程档，使樱试时表头指针在有效范围内锦转最大。4.3 读出静电电位值。4 QJ 1875A-98 方法202静电漂电佳的非接触式测试方法l 测试吕韵及适屠范E:自1试静电故电敏感元器件防静电操作中静电攘的电位量。本剧试方法适用于割量不确定度要求一般的湖试。2 测

7、试票理置非接触式静电翻试仅于待测静电摞的规定距离赴进仔测试，如图1所示。静电感应屏门门川川非接触式静电离试仪国2非接触式议表法黯或原理3 嚣。试故表要求3.1 使用QF型数字式静电电压表、M型转子伏特计、JD型静电伏特计、DWJ型静电电位计和BYJ型静电电压表等非接触式仅衰。3.2 仪表现1量不确定度优于15%。3.3 仪表翻试范堕不小于20kV。4 嚣。试步罪4.1 接仪表使用说明书检商并投准。4.2 将筑表量程开关拨至最高档，并按仅表使用说明书调至待m状态。按仅表使用说明书提定，正重仪表使其前沿对准待割静电i罩，移至规定距离并保持不动。根据仅表初显的静电电位值，选择合适的量程档并按埋定割试

8、。4.3 i卖出静电电位值。QJ 1875A一-98方法301E体和液体静电荷以及相关静电场的测试方法1 刮过目前及适m范围:黯试静电荷及其相关静电场。本测试方法适用于蜀体如搜体静电测试，不适用于气体静电阕试。2 静电荷产生拉理2.1 静电荷产生杭理有两大要素:a.材料间在章擦状态或非摩擦状态下接触然后分离乡b.接触后分离的物体均为绝缘体或部分绝缘掉，或其中之一为绝缘体或部分绝缘体。2.2 静电荷产生方式很多，几个实例如下:a.粉末或被体的传递z褂沫和液体与管壁间接触，将使一方或双方都带电，当粉沫或被体与管子分离时，将产生静电荷Fb.带材传送z滚筒表面和带材之间的接触使一方或双方带电，经减弱或

9、部分对消后的电荷在一段时间后转移至带材上;c.摄材传送:使用下滑槽3真空压援和压轮传送板材时，将在压轮和下滑槽上产生大量的静电。接触越多(较大实际接触mD产生的静电就越大。压轮通常是高压状态，使小表现接触E导致在被材和压轮之间梧对大的实际接触E。滑动也无滑动增加了实际接触面。3 剖试设备3.1 静电荷翻试设备测试装置方在图如图1所示，其原理如图2所示。内部电极围1静电荷黯试装置方框图图2静电荷割试原理图6 QJ 1875A-98 3. 1. 1 法拉第篱法拉第筒由两个导电商组成，即内筒和外筒，内需经高阻绝缘体故置于町性外商上，绝缘体应具有高就湿性(如聚囚氟乙:输)。内筒通过旁路电容器如静电计相

10、连，应能完全包封被tn式样;外需应可靠接地，以保证，屏蔽。3. 1. 2 旁路电窑器为扩展静电计割试电压的量程，配有旁路电容器。旁路电容器应具有很抵泄漏，它相对地不受相对温度的影响。旁路电容不用时应断开。3. 1. 3 静电计用静电计电压表攒试法拉第筒租旁路电容产生前电&0静电计必须具有高盟抗(如100TQ或更0高)、与现自试时间相适应的假漂移。静电计装有选择旁路电容的量程开关，以及有能使输入电容量影响最小的负反馈电路，这样把输入电压捧蜂至几乎为零，使对地电;世漏极小，使绝缘体的极化影响降到最小。3. 1. 4 呈示装置显示装置指示静电计上产生的电压，如果输入电容已知并且不变，或f吏m负反馈，

11、显示装置经校验后，可直接割试法拉第筒上的电荷。装置可以是一种显示瞬时草的表头，或是更复杂的仪器。如显示读数为时间函数的条形围表记录仅，显示装置和静电计可以组合为同一台仪器。3. 1. 5 电气连接3. 1. 5.1 法拉第菌的连接法拉第菌的内筒到旁路电容和静电计的所有连接必须高度绝缘，并与外部电场雳蔽最好，在不司班试环境和长时间测试时保持稳定。尽管采用低噪声屏蔽电菇，弯折时在屏蔽层和绝缘层之间不会产生静电.但最好应是班桂连接。当使用电缆或其它副牲连接时，除费用带负反馈的静电计外，计算或栩试输入系统的电容量时，必须计入连接电缆的电容量。3. 1. 5. 2 呈示装置的连接在静电计输出和呈示装置之

12、间通常不需要专用连接线、当把外部显示装置连接到静电计输出时，应遵眼生产厂家的使用说明书。3.2 静电场演i试设备生产用捷转叶片电场侠如图3所示，振动传感器电场仅如图圣所示。校准电场，仪的装置如匿5所示。放大器11 信号传感器头传感器1 11 驱动003 旋转叶片电场仅7 QJ 1875A一-98传感器头驱动放大器信号1!1 4 振击传感器电场立医5校准装置3.2.1 荒转叶片电场缺如医3所示，把一个带静电体置于离传惑器己知距离内，将会在传感器头、旋转叶片以及固定的传感器，提表菌感应静电。当旋转叶片遮住传感器板时，传感器内感应的静电较小;当旋转叶片上开口对着传惑器时，传感器内感应的静电最大。所以

13、旋转叶片使传感器挡极上产生一个周黯变化的电信号，信号经故大、处璋宁在显示装置上读出。这些电场仅靠感应已知极性的静电于传感器上，用内摞或用相位检割电路系统判躬极性。必须使传感器、相关电路与电动拉驱动叶片所产生的噪声充分屏蔽。3.2.2 摄动传惑器电场位如医4庚示，一个振毒传感器极提封入一个传感器头内，若在传感器前面摆放一个带电体，就在哥对的极板及传感器上感应出静电，当传感器远离带电体时，传:惑器感应的静电较小;当它移向带电体，传感器上就惑应出较多的静电。E吁以在传感器摄板上产生周期变化的电信号，信号经放大、处理后.在相应显示装置上渎出。电极性出梧位检割电路系统割定。而且，传感器和相关电路与驱吉拉

14、构产生的噪声音必.l充分屏蔽。3.2.3 显示装置显示装置包捂电渥开关、信号处理电路(放大器、检波器、梧位检测器等显示电场瞬时值议表，以及呈示读数为时间函数的条形图表记录仪。4 刮过条件4.1 影躏因素8 QJ 1875A-98 静电起电与许多因素有关，为了保证捕试结果再现.仪器应能控制所有能栩试的参数，并将研有无法割试的参数保持固定不变。己知参数如下。1.1 材料表面的清洁度被测材料表面应保持表面洁净。4. 1. 2 实际接触噩a.电荷，干又在实际接触的这些点上传导，对影响表面之司实际接触的任何试验参数，如压力必须加以控制;b.在接触和不接触期间表面间的滑毒应最小，并能重复加以测试pC.表面

15、粗糙度会改变实际接触面的亩耕，造成静电转移。为此，必须仔细测试程糙度近似相同的表面，或在表哥租糙度很少受到影响的条件下测试。4. 1. 3 接触时间静电在全部实际接触点上几乎是瞬时转移，随着时目的延续.静电可以从接触E转移:fIJ非接触噩上，然后流入到试样的本，体中。某些材料在压力下会塑性变形，塑性变形一般取决于温度和所吸收的水分。垂.1.4分离的速度随着两个接触物体分离，转移的静电会返回到原位，这个过程迅速出现，直至两点之间达到某个分离距离为止。这个分离距离无法割试，随分离的速度变化不大。如表00和体积是部分绝缘体，静电可能从一个不接触点流入一个接触点，再后运团到原位。如某些在滚需上传送的苦

16、材，当离开滚筒时，带材上的静电将是带材电腥率和带材离开滚筒表面时速度的函数。4. 1. 5 给部电场因为在试验旺的其它带电物体，会产生电场。在接触试验之前，接触面上任捋藕j余静电荷也会产生静电场，而电荷的转移是一种带电粒子的运动，电场能影响运动。通过把所有的绝缘体从拭捡区移开或使试验区与外部电场屏蔽(注意:每个操作者都可能或为带电者和形成外部电场)，消除外部电场可以实现。而消除剩余静电不太容易，辐射和电晕放电能中和大多数静电.缸徨难全部消除。黑这种放电方法不可能中和平提上剩余静电，相反，会导致极化的电斋。5 试验准备5.1 试样试样的外形和尺寸主要取决于材料的最终用途和其它实际考虑。试样应采用

17、相同尺寸，每一种组或成分应髓备五个试样，且试样必须保持不窍染。如果反复使用时，应考虑影响结果的污染可能性。j反复使用试样进行试验前，应用溶剂清洁。应将试样在清洁后和试验进行之前，进行预处理。5.2 预处理应在本标准一般要求4.1条规定的温度和相对温度下对试样进行预处理。在这样的条件下将武样至少存放24ho9 QJ 1875A-98 6 校准和标定6.1 电苦酒试侠的校准6. 1. 1 采用法拉第筒(此时旁路电容处于新开拭态)来完成引项技准。把精确的电压摞施加于静电仪输入端，静电仪和配套的显示装置校准3ItJ要求精度，尽可能避免这些部件中绝臻体的极住。6. 1. 2 用法拉第筒测试时，总电容量C

18、用式1计算:C=Cc十Cs十Cx十Ce. . (1) 式中:C法拉第筒的总电容量.F;Cc一一法拉第筒的电容量，F;Cs 旁路电容器电容量，F;Cx 连接线的电容量，F;Ce一一静电仅的电容量，F0 用标准的音频电楞，可确定Cc十Cs+Cx.某些静电仅.Ce允许用相似方法r_9!tl试，否则ce必须瑕自说明书手册或专用前方法到试。如j如，需要使用电荷衰减率测试或电荷分配测试，通过实验确定Ceo带有负反馈电路的静电议，使外部的电容影响最小，这样叹需那试静电仪的电容量。在校准后或在仪器接逼使用菌，应检那嚣移率，确保其在生产厂的规商之内。6.2 电场t史的校准电场仅技准是t传感器头置于接边板的孔内，

19、使传感器头的表面与接地握的下表哥齐平，如雷5所示。其上施主日电压剖校准板应置于li!I!接地板一定距离的平行位置，两块平板应大到确保传感器范理内电场的均匀(逼常平板的大小为传感器头的5.-_，10倍)。显示仪上显示菌如于第二块平板不同电位相应的读数，电场强度自平提上的电ffi除以平板!哥臣庚确定。放大器应校准，使显示仅上读到正确的电场强度。7 操作程序7.1 静电电荷的酒i试操作程序应提据物体形状及带电视理确定，操作程序的详细记录应写入试验报告。7. 1. 1 小试样测试小试样静电电荷时，要把过样注入到法拉第内筒，外筒顶部有能关闭的盖。内需应有足够的深度，也就是说内菌的开白与从商底量起的试样高

20、度相比，该深度是是够深的。7. 1. 2 大试样测试大试样的静电电荷时，试样(如长带材不可能完全被法拉第筒包封，百期两个国样材料的同轴筒，笆封被割试样的一部分进行测试。外商应tt内筒高，用它屏蔽内筒外边的试样部分的静电电荷。7. 1. 3 液体攘体可放在类拟于小试样用的法拉第筒的容器内。内筒南口要比液面高出许多字以便充10 分收集带电液体产生的全部电荷。7.2 电场预报QJ 1875A-98 1期试电场是担传感器头置于1黯试的理想位置，微谓传感器头至最高前灵敏度.读出显示装置上电场强度，此值就是传感器头前摄板处的电场强度值，该电场的方向垂直于前摄极平面。附姐说明:本标准由中国航天工业总公司七OA厨提出。本标准由中国航天工业总公司云南舷天工业总公司负责起草。本标准主要起草人:李广戚、王孜琛、郑泉有。本标准主要审查人:李玉兰、栋守霖飞孙11芳。11