國內(nèi)外電子工業(yè)防靜電標準綜述與發(fā)展思考（2-1）
一、關(guān)于電子產(chǎn)品靜電防護
由于物體間的接觸分離（如摩擦、剝離、撕裂和搬運中的碰撞等）或電場感應(yīng)，都會因物體之間或物體內(nèi)部帶電粒子的擴散、轉(zhuǎn)移或遷移而形成物體表面電荷的積聚，即呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的存在，有可能導(dǎo)致物體表面電荷對空氣中帶異性電荷的微粒子塵埃的吸引，造成電子敏感元器件絕緣性能的降低、結(jié)構(gòu)腐蝕或破壞。當外界條件適宜時，這種積聚電荷還會產(chǎn)生靜電放電，使元器件局部破損或擊穿，嚴重時，還會引起火災(zāi)、爆炸等。曾報道某廠在修理程控交換機上的半導(dǎo)體集成電路時因靜電引起爆炸事故的文章。應(yīng)當指出，靜電引起電子元器件局部結(jié)構(gòu)破損和性能降低，是對元器件使用壽命的一種潛在威脅，它可能比爆炸和燃燒造成的危害更有過之。因為它難于檢查，故造成事故的隨機性更大，并且易于與其他失效原因混淆而被掩蓋。
當前，電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展一方面隨著高分子材料的廣泛使用，致使產(chǎn)品靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生變得日益嚴重；另一方面，電子元器件日趨微小型化，使得靜電的危險性越來越大?，F(xiàn)國外微電路的制造已普通采用了0.8～1.0μm技術(shù)，國內(nèi)也已達到2～3μm水平，這種微細加工技術(shù)和產(chǎn)品細微結(jié)構(gòu)，使其對靜電的敏感性越來越高，并且已達到不可忽視的程度。
電子產(chǎn)品的靜電防護工作，具有下述明顯特點：
1．超細、超薄的加工工藝和產(chǎn)品細微結(jié)構(gòu)，使其對于靜電放電的敏感性明顯高于其他行業(yè)和產(chǎn)品，即便20V以下的靜電放電電壓也可能造成電子元器件的損害或破壞。
2．對靜電敏感的產(chǎn)品，如半導(dǎo)體分立器件、集成電路、厚薄膜電路及電阻器、電容器、壓電晶體等，尤其是前三種電子敏感器件，它們可謂是電子設(shè)備的“心臟”。有鑒于此，對靜電危害的防護問題，幾乎涉及電子產(chǎn)品的各個技術(shù)領(lǐng)域，特別是那些要求體積小、工作頻率高、安裝密度大的電子設(shè)備更是如此。
3．靜電防護工作是一項系統(tǒng)工程，它涉及敏感電子產(chǎn)品的制造、裝配、處理、檢查、試驗、維修、包裝、運輸、貯存、使用等各個環(huán)節(jié)，而且是一種串聯(lián)模式，任一環(huán)節(jié)上的失誤，都將導(dǎo)致整個防護工作的失?。煌瑫r，它又與敏感產(chǎn)品所處的環(huán)境（接觸的物品、空氣氣氛、濕度、地面、工作臺、椅、加工設(shè)備、工具等）和操作人員著裝（包括穿戴的服裝、帽子、鞋抹、手套、腕帶等）有直接關(guān)系，任一方面的疏漏或失誤，都將導(dǎo)致靜電防護工作的失敗。
針對上述電子產(chǎn)品靜電防護工作的特點，能制定出與之相適應(yīng)的一系列標準。比較好的選擇是采用綜合標準化方法，從靜電防護的系統(tǒng)要求著眼，全面地考慮相關(guān)標準的制訂與協(xié)調(diào)工作，只有這樣，才能把各環(huán)節(jié)的方方面面的防靜電工作，全盤納入標準的規(guī)范之下成為一種有序狀態(tài)。
美國對軍用電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，自七十年代起就開始實施靜電防護控制，大致經(jīng)過10年后，才正式頒發(fā)相應(yīng)的標準。電工委員會（IEC）自八十年代初以來，陸續(xù)頒發(fā)防靜電標準。相比之下，國內(nèi)防靜電標準的制訂與發(fā)布還僅僅是開始，雖具備了一定的工作基礎(chǔ)和條件，但與相關(guān)標準的齊套和全面實施尚有不小的差距。
二、IEC關(guān)于防靜電標準制訂簡況
在IEC組織中，至少有五個技術(shù)委員會（或分技術(shù)委員會）是與防靜電技術(shù)工作有關(guān)的并制訂了部分防靜電標準或標準草案?，F(xiàn)將這五個技術(shù)委員會標準制訂簡況介紹如下：
1.IEC／TC65工業(yè)過程測量和控制技術(shù)委員會。
該技術(shù)委員會（TC）于1984年制訂發(fā)布了IEC801—2《工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性部分：靜電放電要求》（已同名等效轉(zhuǎn)化為我國標準GB／T13926.2—92），1991年4月該標準進行了全面修訂，現(xiàn)行有效版本為第2版。該標準規(guī)定了工業(yè)過程測量和控制裝置對因操作者觸摸這類裝置而產(chǎn)生靜電放電或與裝置附近的物體間產(chǎn)生的靜電放電的敏感性試驗的嚴酷等級和試驗方法，以此評價工業(yè)過程和測量裝置對靜電放電的敏感性。該標準第l版中將試驗嚴酷等級劃分為1、2、3、4共四個等級，對應(yīng)的試驗電壓分別為2、4、8、15kV；而第2版則修改為五個嚴酷度等級，并按放電方式分別給出二個系列試驗電壓值，其中接觸放電的電壓相應(yīng)為2、4、6、8、XkV?？臻g放電的電壓系列為2、4、8、15和XkV。這里的X為一開放等級，由供需雙方協(xié)商確定后寫入產(chǎn)品規(guī)范。IEC801—2標準還對試驗所用的靜電放電發(fā)生器（包括構(gòu)成及特性）、試驗裝置配置、試驗程序和判據(jù)等做了規(guī)定（第二版較*版有若干部分作了修改）。此標準有較強的可實施性。中電總公司于1992年11月發(fā)布了行業(yè)軍標SJ—20154—92《信息技術(shù)設(shè)備靜電放電敏感度試驗》，系參照IEC801—2（1991年修訂版的草案）和歐洲計算機制造商協(xié)會標準ECMATR—40《信息技術(shù)設(shè)備靜電敏感度試驗》制訂的，標準中除嚴酷度等級和對水平擂臺板間接放電次數(shù)不同外，其他技術(shù)內(nèi)容與IEC801—2（第2版）大體一致，但不等效。
2．IEC／TC77／SCB電氣設(shè)備（包括網(wǎng)絡(luò)）之間的電磁兼容性技術(shù)委員會／工業(yè)和其他非公用系統(tǒng)及其設(shè)備分技術(shù)委員會。
按照IEC導(dǎo)則107《起草電磁兼容性標準出版物的指南》規(guī)定，TC77的主要任務(wù)是制訂關(guān)于發(fā)射、抗擾度及試驗方法等有廣泛使用意義的通用性基礎(chǔ)文件。為了提率，TC77不介入其他TC已成功地開展工作，或由其他TC專門負責的課題，但由這些TC制訂的文件均以適當?shù)姆绞絽R入TC77的工作領(lǐng)域中來。
鑒于此，由TC65制訂的IEC801—2標準將由TC77的B分技術(shù)委員會，即SC77B統(tǒng)一接管、組織修訂并將其轉(zhuǎn)換為新的標準IEC—2000—4—2《電磁兼容性第4部分：試驗和測量程序第2節(jié)：靜電放電和抗抗度試驗》。此標準雖早已給定編號，但目前仍為秘書處文件《77B（sec．）89》，尚在修訂之中。一旦修訂完成，IEC801—2將被廢止，由IEC1000—4—2所替代。
3．CISPR／SCG無線電干擾特別委員會／信息技術(shù)設(shè)備干擾特性分技術(shù)委員會。
該SC于1992年12月以CISPR／G（C．O）20號文件形式提出標準草案IEC24—2《信息技術(shù)設(shè)備（ITE）抗擾度第2部分：靜電放電要求》，送各國家委員會征求意見。該標準適用于信息技術(shù)設(shè)備，包括模擬傳輸、終端設(shè)備和數(shù)字設(shè)備，旨在為評估信息設(shè)技術(shù)備在受到靜電放電影響時的工作能力。建立此標準是為模擬因操作人員直接接觸設(shè)備或因靜電場感應(yīng)引起與鄰近物體（或設(shè)備）之間的靜電放電。標準規(guī)定，一臺受試設(shè)備至少設(shè)6個試驗點，這意味著要經(jīng)受200次放電（正負極各100次）。其中1個點要受到50次非直接接觸放電，其余3個點各經(jīng)受50次（合計150次）直接接觸放電。當然，不管是前者還是后者都屬于接觸放電。對有些不可能進行接觸放電的設(shè)備。應(yīng)對用戶使用時可能觸到的部位選用空間放電。該標準給出的試驗電平為：接觸放電3kV，空間放電8kV。
此標準草案與IEC801—2基本思路相同，但在具體要求方面存在許多細節(jié)性差異（這點很重要）。在該標準的前言中說，它是在基礎(chǔ)標準IEC1000—4—2（目前是IEC801—2）的基礎(chǔ)上起草的，考慮了二者的差別，標準中給出的極限值試驗電壓是經(jīng)過仔細斟酌后選出來的，并且與IEC801—2的X級相符。應(yīng)當說，該標準是針對信息技術(shù)設(shè)備制訂的，對這些設(shè)備中的不同類別，規(guī)定了不同的試驗細節(jié)，所以其可實施性很強，一旦表決通過，將正式發(fā)布，并引導(dǎo)各國會執(zhí)行。通常，標準的出臺周期都很長，平均90個月左右，加上本標準草案中還有某些問題尚待解決，例如對于地面設(shè)備進行非直接接觸放電試驗時垂直擂臺板的使用尚在考慮之中，另外，本標準需引用的IEc1000—4—2也尚未出臺，故預(yù)計本標準的發(fā)布尚需時日。
4．IEC／TCl5／SC15D絕緣材料技術(shù)委員會／靜電學分技術(shù)委員會。
顧名思義，該分技術(shù)委員會是專門從事絕緣材料靜電學研究的委員會。它是在1986年成立的TCl5／WG2“工業(yè)靜電學問題研究工作組”的基礎(chǔ)上，于1990年成立的，主席為Dr．K．Davis（英國人），秘書處設(shè)在法國，秘書由Mr．c．Mengug擔任。該SC的任務(wù)是：
（1）鑒別并說明靜電現(xiàn)象在電氣工業(yè)和非電氣工業(yè)中的利與弊，提供有關(guān)的術(shù)語，分類、方法和手段的指南，以增加工業(yè)效益相減少危害；
（2）規(guī)定試驗方法和相關(guān)要求，用以評定材料表面靜電荷的產(chǎn)生、存留和耗散，并與ISE／ISO中有關(guān)的技術(shù)委員會密切協(xié)作，提供關(guān)于產(chǎn)品的指南；
（3）根據(jù)與IEC／TC31爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備技術(shù)委員會協(xié)議的課題，確定在危害環(huán)境下靜電放電的后果；
（4）提供模擬靜電現(xiàn)象和靜電放電方法的指南，不包括對靜電放電的電氣設(shè)備的功能抗擾度的試驗方法。
