國內外電子工業防靜電標準綜述與發展思考（2-1）
一、關於電子產品靜電防護
由於物體間的接觸分離（如摩擦、剝離、撕裂和搬運中的碰撞等）或電場感應，都會因物體之間或物體內部帶電粒子的擴散、轉移或遷移而形成物體表麵電荷的積聚，即呈現帶電現象。這種現象的存在，有可能導致物體表麵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、結構腐蝕或破壞。當外界條件適宜時，這種積聚電荷還會產生靜電放電，使元器件局部破損或擊穿，嚴重時，還會引起火災、爆炸等。曾報道某廠在修理程控交換機上的半導體集成電路時因靜電引起爆炸事故的文章。應當指出，靜電引起電子元器件局部結構破損和性能降低，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。因為它難於檢查，故造成事故的隨機性更大，並且易於與其他失效原因混淆而被掩蓋。
當前，電子產品技術的發展一方麵隨著高分子材料的廣泛使用，致使產品靜電現象的產生變得日益嚴重；另一方麵，電子元器件日趨微小型化，使得靜電的危險性越來越大。現國外微電路的製造已普通采用了0.8～1.0μm技術，國內也已達到2～3μm水平，這種微細加工技術和產品細微結構，使其對靜電的敏感性越來越高，並且已達到不可忽視的程度。
電子產品的靜電防護工作，具有下述明顯特點：
1．超細、超薄的加工工藝和產品細微結構，使其對於靜電放電的敏感性明顯高於其他行業和產品，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．對靜電敏感的產品，如半導體分立器件、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，它們可謂是電子設備的“心髒”。有鑒於此，對靜電危害的防護問題，幾乎涉及電子產品的各個技術領域，特別是那些要求體積小、工作頻率高、安裝密度大的電子設備更是如此。
3．靜電防護工作是一項係統工程，它涉及敏感電子產品的製造、裝配、處理、檢查、試驗、維修、包裝、運輸、貯存、使用等各個環節，而且是一種串聯模式，任一環節上的失誤，都將導致整個防護工作的失敗；同時，它又與敏感產品所處的環境(接觸的物品、空氣氣氛、濕度、地麵、工作台、椅、加工設備、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）有直接關係，任一方麵的疏漏或失誤，都將導致靜電防護工作的失敗。
針對上述電子產品靜電防護工作的特點，能製定出與之相適應的一係列標準。比較好的選擇是采用綜合標準化方法，從靜電防護的係統要求著眼考慮相關標準的製訂與協調工作，隻有這樣，才能把各環節的方方麵麵的防靜電工作，全盤納入標準的規範之下成為一種有序狀態。
美國對軍（用電子產品的生產，自七十年代起就開始實施靜電防護控製，大致經過10年後，才正式頒發相應的標準。國際電工委員會（IEC）自八十年代初以來，陸續頒發防靜電標準。相比之下，國內防靜電標準的製訂與發布還僅僅是開始，雖具備了一定的工作基礎和條件，但與相關標準的齊套和實施尚有不小的差距。
二、IEC關於防靜電標準製訂簡況
在IEC組織中，至少有五個技術委員會（或分技術委員會）是與防靜電技術工作有關的並製訂了部分防靜電標準或標準草案。現將這五個技術委員會標準製訂簡況介紹如下：
1.IEC／TC65工業過程測量和控製技術委員會。
該技術委員會（TC）於1984年製訂發布了IEC801—2《工業過程測量和控製裝置的電磁兼容性部分：靜電放電要求》（已同名等效轉化為我國標準GB／T13926.2—92），1991年4月該標準進行了修訂，現行有效版本為弟2版。該標準規定了工業過程測量和控製裝置對因操作者觸摸這類裝置而產生靜電放電或與裝置附近的物體間產生的靜電放電的敏感性試驗的嚴酷等級和試驗方法，以此評價工業過程和測量裝置對靜電放電的敏感性。該標準弟l版中將試驗嚴酷等級劃分為1、2、3、4共四個等級，對應的試驗電壓分別為2、4、8、15kV；而弟2版則修改為五個嚴酷度等級，並按放電方式分別給出二個係列試驗電壓值，其中接觸放電的電壓相應為2、4、6、8、XkV。空間放電的電壓係列為2、4、8、15和XkV。這裏的X為一開放等級，由供需雙方協商確定後寫入產品規範。IEC801—2標準還對試驗所用的靜電放電發生器（包括構成及特性）、試驗裝置配置、試驗程序和判據等做了規定（有若幹部分作了修改）。此標準有較強的可實施性。中電總公司於1992年11月發布了行業軍標SJ—20154—92《信息技術設備靜電放電敏感度試驗》，係參照IEC801—2（1991年修訂版的草案）和歐洲計算機製造商協會標準ECMATR—40《信息技術設備靜電敏感度試驗》製訂的，標準中除嚴酷度等級和對水平擂台板間接放電次數不同外，其他技術內容與IEC801—2（弟2版）大體一致，但不等效。
2．IEC／TC77／SCB電氣設備（包括網絡）之間的電磁兼容性技術委員會／工業和其他非公用係統及其設備分技術委員會。
按照IEC導則107《起草電磁兼容性標準出版物的指南》規定，TC77的主要任務是製訂關於發射、抗擾度及試驗方法等有廣泛使用意義的通用性基礎文件。為了提高效率，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製訂的文件均以適當的方式匯入TC77的工作領域中來。
鑒於此，由TC65製訂的IEC801—2標準將由TC77的B分技術委員會，即SC77B統一接管、組織修訂並將其轉換為新的標準IEC—2000—4—2《電磁兼容性弟4部分：試驗和測量程序弟2節：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國際無線電幹擾特別委員會／信息技術設備幹擾特性分技術委員會。
該SC於1992年12月以CISPR／G(C．O)20號文件形式提出標準草案IEC24—2《信息技術設備(ITE)抗擾度弟2部分：靜電放電要求》，送各國家委員會征求意見。該標準適用於信息技術設備，包括模擬傳輸、終端設備和數字設備，旨在為評估信息設技術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備或因靜電場感應引起與鄰近物體（或設備）之間的靜電放電。標準規定，一台受試設備至少設6個試驗點，這意味著要經受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，其餘3個點各經受50次（合計150次）直接接觸放電。當然，不管是前者還是後者都屬於接觸放電。對有些不可能進行接觸放電的設備。應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，但在具體要求方麵存在許多細節性差異（這點很重要）。在該標準的前言中說，它是在基礎標準IEC1000—4—2（目前是IEC801—2）的基礎上起草的，考慮了二者的差別，標準中給出的極限值試驗電壓是經過仔細斟酌後選出來的，並且與IEC801—2的X級相符。應當說，該標準是針對信息技術設備製訂的，對這些設備中的不同類別，規定了不同的試驗細節，所以其可實施性很強，一旦表決通過，將正式發布，並引導各國會執行。通常，國際標準的出台周期都很長，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，例如對於地麵設備進行非直接接觸放電試驗時垂直擂台板的使用尚在考慮之中，另外，本標準需引用的IEc1000—4—2也尚未出台，故預計本標準的發布尚需時日。
4．IEC／TCl5／SC15D絕緣材料技術委員會／靜電學分技術委員會。
顧名思義，該分技術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“工業靜電學問題研究工作組”的基礎上，於1990年成立的，主席為Dr．K．Davis（英國人），秘書處設在法國，秘書由Mr．c．Mengug擔任。該SC的任務是：
(1)鑒別並說明靜電現象在電氣工業和非電氣工業中的利與弊，提供有關的術語，分類、方法和手段的指南，以增加工業效益相減少危害；
(2)規定試驗方法和相關要求，用以評定材料表麵靜電荷的產生、存留和耗散，並與ISE／ISO中有關的技術委員會密切協作，提供關於產品的指南；
(3)根據與IEC／TC31爆炸性環境用電氣設備技術委員會協議的課題，確定在危害環境下靜電放電的後果；
(4)提供模擬靜電現象和靜電放電方法的指南，不包括對靜電放電的電氣設備的功能抗擾度的試驗方法。
