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防静电包装手册

1  范围
1．1  专题内容
    本指导性技术文件要求了对静电放电敏感(ESDS)军用电子产品包装要求，其内容包含
相关静电放电(ESD)基础知识、防护包装方面术语、ESDS产品包装要求、包装程序、包装材料和防护方法等。
1．2  适用范围
    本指导性技术文件(以下简称手册)适适用于ESDS军用电子产品防静电包装，为从事国
防科研、生产和使用ESDS产品人员提供相关ESD控制和预防方法方面指导。
2  引用文件   
    GBl2626．2—90
    GJBl649—93
    GJB 2605—96
    GJB2747—96
    GJB2835—97
    SJ／F10147—9l
    SJ／F10533—94
    SJ／'F10630—95
    QJ1693—89
    QJ2245—92
硬质纤维板  技术要求
电子产品防静电放电控制纲领
可热封柔韧性防静电阻隔材料规范
防静电缓冲包装材料通用规范
微电路包装规范    ．
集成电路防静电包装管
电子设备制造防静电技术要求
电子元器件制造防静电技术要求
电子元器件防静电技术要求
电子仪器和设备防静电技术要求

3 定义
3．1静电放电(ESD)  electrostatic discharge(ESD)
    两个含有不一样静电电位物体，因为直接接触或静电场感应引发两物体间静电电荷转移。
3．2  静电放电敏感(ESOS)产品  electrostatic discharge sensitive(ESDS)items    ．
    对ESD损害敏感零部件或组件。

国防科学技术工业委员会1997—05—23公布                           1997-12-01实施
3．3   ESD防护材料  ESD protective material
    经过安全地耗散静电电荷或屏蔽住零部件使其免受外界静电电荷影响等路径，能限制静
电电荷聚集材料。
3．4  ESD防护包装  ESD protective packaging
    用ESD防护材料使F_SDS产品受ESD损害可能减至最小包装。
3．5  静电安全区 static　safe area
    能控制人体、导体和非导体材料上静电电荷区域。
3．6  工作区；ESD防护工作IX  worksite；ESD　protected area(EPA)
    由防静电器材建造和装备起来，供经过培训人员操作ESDS产品能防ESD损害并作出显著标识区域。
3．7  工作台  workstation
    在工作区中包含操作ESDS产品桌椅和器材区域。
3．8  静电耗散材料  static　dissipative　material
    能快速耗散其表面或体内静电电荷材料，它含有介于导体和绝缘体之间电阻率。
3．9导电材料conductive material
    表面或体内导电材料。这些材料能够是金属或掺有金属粉末、炭粉或其它导电成份
材料，也能够是上述材料经过涂覆、电镀、金属化或印制工艺处理材料。
3．10摩擦起电效应tirboelectric　effect 
    由摩擦两个物体产生静电电荷效应。
3．11  敷形涂覆conformal coatings
    在制造过程最终，将液态材料直接施加在印制电路板和电子元器件上，一经固化后，该层涂覆能提供物理、电气和环境保护。
3．12静电屏蔽staic shielding
    能提供对静电电荷和静电场防护容器或包装。
3。13  防静电周转容器  antistatic tote tray 
    为静电敏感组件或产品提供静电安全贮存和制造工序中搬运防静电容器。
3．14  防静电快速包装容器  antistatic fast pack
    带防静电衬垫且两端印有“防静电”字样可反复使用容器。
4  通常要求
4．1  静电电荷产生    。
    静电电荷产生是由分离两种材料(最少有一个不导电)表面引发。相互接触材料
摩擦会使聚集静电电荷数量增加。比较熟悉静电放电例子是火花放电，比如，人走过地
毯，然后接触金属门把手时，就可能产生火花放电。那是因为人体表面有汗渍，能充足导电，而当鞋和地毯分离时，就会在人体上感应静电电荷，门把手则是金属良导体，当人体感应静电电荷足够多时，手和门把手靠近时，就会出现火花。
4．1．1  干性和湿性材料
    因为湿气(水分)能充足导电有利于耗散静电电荷，所以分离干性材料要比分离湿性材料
产生更多静电电荷，冬天取暖系统会降低家俱或其它物体表面湿度，ESD会更显著，静电电荷在相对湿度低环境中会更易积累。
4．1．2  静电电荷
    静电电荷是某一表面多出或缺乏电子。电子过剩产生一个带负电表面。而电子缺乏
产生一个带正电表面。表1列出了相互分离时带正电或负电常见材料。带正电荷材料
失去表面结合较松电子，带负电荷材料吸收并保持那些电子。表2列出了日常存在典
型静电电压。表3列出了经典静电电荷源。
4．2  ESD损害
    如表2所表示，在地毯上行走，在工作台上工作，操作一般材料等活动中全部会产生上千伏静电。假如静电电压聚集产生火花放电，电子元件、印制板组装件和其它电子组件会受到破坏或损害。对于人体，若静电电压小于临界值，就感觉不到火花放电，通常这个临界值在2500—4000V范围内。
4．3  集成电路说明 
    自集成电路问世以来，电子元器件更趋向于小型化，而存贮功效却越来越强。比如微处理器是微机关键部件，其体积不到2em3。因为集成电路中功效元器件超小型化，电路密集，它们要比早期尺寸较大而功效类似元器件更易受到ESD损害；印制电路板和元器件有时需要使用高绝缘树脂和清漆进行敷形涂覆来提供物理、电气和环境保护，也更轻易产生静电。表4列出了一些ESDS产品敏感电压范围。   
4．3．1  火花放电引发损害
    考虑到大部分人能在临界静电电压值时感受到火花放电，也就不难了解电子零件在搬运
过程因为摩擦、振动或冲击会不知不觉地受到损害。即使受损元器件没有立即失效，也可能在抵达用户后才引发功效系统失效。   
4．3．2  显微视图 
    图1是一个受ESD损害高性能运算放大器微型芯片上电容器在电子扫描显微镜下
看到情形，示出了以两个不一样放大倍数损害区(箭头所指为损害区)o这种ESD损害造成
电容器和地有一个400Ω通路，造成放大器失效。
4．4  识别
    标明为ESDS产品，从采购开始到最终处理全部应受到保护。和产品设计、试验·、检验、制造和维护相关专门控制程序依据GJBl649。
4．4．1  尤其防护方法
    采购ESDS产品应预先提出包装前使用尤其防护方法要求，比如用并联条、夹具或无腐蚀性导电泡沫材料来保护ESDS产品端子。图2示出了多个尤其防护方法实例。
4．4．2  通用方法
全部ESDS产品除应按GJBl649要求用防ESD材料进行包装、运输和贮存外，各类产品还可依据本产品特点分别符合SJ／T10533、SJ／T10630、QJ1693、QJ2245、GJB2835等标准要求。
5  具体要求
5．1  ESDS产品区分
ESDS产品按其静电敏感电压范围分类，可分为三级，参见GJBl649。
1级：易遭0～1999V　ESD电压危害产品，经典l级静电敏感器件见表5。
2级：易遭～3999V　ESD电压危害产品，经典2级静电敏感器件见表6。
3级：易遭4000—15999V　ESD电压危害产品，经典3级静电敏感器件见表7。
对于ESD电压大于16000V　才遭危害产品，则认为是非静电敏感产品。
列为ESDS产品还包含全部安装ESDS元器件印制电路板、高于1GHz频率工作半导体器件及微型计算机控制装置。
5．2  ESD防护包装材料   
作为防ESD包装材料应含有下列关键性能：
a．预防摩擦起电产生；
b．免受静电场影响；   
c．预防和带电人体或和带电物体接触产生直接放电。
要使一个材料同时含有上述全部性能是困难，往往需要用不一样材料组合或复合才能
达成要求目标，凡经过安全地耗散静电电荷或屏蔽零件，能限制静电电荷聚集或能免受外部静电电荷影响材料，均可作为ESD防护包装材料。
5．2．1  ESD防护材料分类
从ESD防护原理及材料导电性(按其电阻率)来区分，防ESD材料能够大致分为下
列多个。应该尤其指出是每种类型材料之间没有显著界限，从一个类型到另一个类型是
相正确，处于电阻率较高端之类型能和另二类型较低端材料相当，另外表面经过处理又能够造成同种材料重新分类。
注：材料表面电阻率在数值上等于表面为正方形材料两对边电极间表面电阻，并和该正方形尺寸无关。表面电阻率不仅适适用于表面导电材料，也适适用于体积导电材料，以Ω来表示。材料体积电阻率在数值上等于该材料1cm3相对两面之间体积电阻，以Ω·On来表面。
5．2．1．1  静电耗散材料
表面电阻率等于或大于105C2旧但小于1012fi／口，体积电阻率等于或大于104t2·cm但小于101’n·CITI材料。这种材料静电荷在其表面移动速率虽大大低于静电导体，但当其受到摩擦时，表面产生电荷能够较快地扩散和泄漏。因其电阻率较高，不会造成材料放电，能够用作ESD防护包装和通常ESDS产品生产装配环境传输中。使用时通常也要采取接地方法。这类材料多是高分子材料掺人导电材料混合而成。另外，GJB2605中Ⅱ类材料，改性三聚氰胺类层压板、纸质层压板、棉布层压板＼高电阻体导电塑料、木制品、纸制品及部分厚度很小导电材料属这类材料。
5，2．1．2　导静电材料   
表面电阻率小于105Ω／□，体积电阻率小于104Ω.cm材料。这种材料经过接地将表面积聚静电电荷泄漏达成防ESE)目标，但电阻率很小导静电材料也不适适用于作防ESD包
装，因为这种包装置于静电场中，表面积聚电荷会向被包装ESDS产品放电，造成产品失效。能满足这类电阻率材料有一些金属、导电塑料、金属丝(线)浸渍材料、导电层压板。导静电材料还能够包含和静电耗散材料相同材料，依据下列关系式：
                           ρS=ρv/t 或ρv=ρS.t
式中：    ρS—表面电阻率，Ω／□
ρv--体积电阻率，Ω.CM
t---厚度，cm
    最小厚度为0。lcm，体积电阻率恰小于104Ω·cm导电材料，当厚度小于0．1cm时，可将其划分到静电耗散类材料中。
5．2．1．3  静电屏蔽和(或)电磁屏蔽材料
屏蔽材料是电阻率很低导电体，含有表面电阻率等于或小于104Ω/□，表面受到摩擦通常不起静电，能用于屏蔽射频和低频电磁场，但因其电阻太小，易在静电场中产生静电感应和静电放电而损坏产品，故通常在屏蔽材料(比如：金属箔)内层复合一层静电耗散材料。这种含有屏蔽效果静电耗散复合材料不仅可作ESD防护包装，还可用于火工品包装。GJB2605中I类材料是最经典静电和电磁屏蔽类材料，GJB2605中Ⅲ类材料是透明静电屏蔽类材料，也含有一定电磁屏蔽作用。
5．2．1．4  其它不易产生静电电荷材料 
这种材料不按电阻率分类，当相对摩擦或从相同或其它类似材料分离时，只产生少许静电电荷。使材料降低静电产生关键特征之一是光滑，表面光滑摩擦力小，产生电荷也少。表面有吸水性，表面水份所提供导电通路能中和相反电荷，也使静电产生降低。经表面改性吸湿性防静电聚乙烯薄膜等属于这类材料。
5．2．2包装材料选择  
用以包装ESOS产品以供运输或贮存任何材料，包含内包装(和ESDS产品直接接触材料)，间接包装(不和ESDS产品直接接触，但它包装着一个或多个产品)，全部应采取防ESD材料，这些材料能够是袋、盒、箱、包装膜、软硬衬垫、泡沫材料、填充料等。
5．2．2．1  器材制作
从产品传输角度考虑，防ESD材料能够制成多种形状。金属类能浇铸、冲压成型；导电、静电耗散类塑料，比如：聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS等热塑性塑料和聚氨酯、酚醛和环氧等热固性树脂，加入炭黑、金属纤维或抗静电剂等填料制成合成塑料，能模压成型制成多种形状包装器具；多种纤维类板材及浸渍树脂类层压板能制成盒、箱及其它包装容器；开孔、闭孔类泡沫材料及橡胶类能够制成多种衬垫及填充料；多种导电塑料薄膜更能直接包裹各类产品和制成包装袋及复合材料。而且当用上述材料制成不一样规格和形状包装制品时，不仅能满足防静电要求，还可同时含有诸如防震、定位、防尘等功效。图3示出了经典包装器材。
5．2．2，2  选择标准 
为确保静电防护得以维持，包装材料选择要依据产品静电防护原理、产品特点和使
用方法不一样而有所侧重。
    a．电荷耗散和摩擦起电预防   
    和ESDS产品接触包装材料包含填充料，应是静电耗散类，或是不易产生静电材
料。
    b．静电屏蔽方法
    当在ESD防护工作区外搬运和贮存产品时，ESDS产品应封装在导静电和静电屏蔽
包装容器内。外包装箱通常应是屏蔽良好和表面导电金属箱，壳体能够是实芯型或非实芯
型(如金属网)。
  c．使包装件接地
  包裹或封装ESDS产品全部间接包装材料应能在ESD防护工作区内耗散静电电荷(有
接地方法)。
  d．保持材料防静电性能
    ESDS产品在传输、包装、贮存和运输阶段，使用或反复利用包装材料应常常检验静电耗散性、屏蔽性能和摩擦起电性等防静电性能，使其保持基础不变。
5．3  ESD防护包装标志 
5．3．1  ESD防护包装应有静电敏感符号和专门警告文字进行标志和说明。符号标志应符合GJBl649附录C(补充件)静电敏感符号颜色和百分比尺寸要求，见图4；警告文字最少应有图5基础说明，见图5a单元包装用静电敏感符号和警告标签和图5b中间包装及外包装件用静电敏感符号和警告标签。
5．3．2  防ESD包装材料应标识出其基础功效，比如用文字或符号来表示静电屏蔽、导静电或耗散静电。
5．3．3  全部装有ESDS产品包装件、贮存容器、周转容器全部应加有ESD防护包装标志并应清楚可辨。标志和说明能够被做成纸条、胶带或印刷和印记形式。自粘性标志使用会产生静电，仅适适用于间接或屏蔽包装容器。
5．4  ES[1S产品包装程序
5．4．1  包装关键点   
5．4．1．1  使用方法
    任何ESDS产品选择防护包装材料，和裸露产品首先接触那一层应为静电耗散类
非导电材料，这一层能够是单一薄膜或有缓冲厚度衬垫，也能够是多层复合结构被作成平面膜式或缓冲垫式，还能够是袋式结构。另外ESDS产品还应有静电屏蔽方法。以防在搬运和贮存时引发静电放电效应。这种保护通常能够经过材料导电层来实现，比如GJB2605中工类阻隔材料，当这种材料用于屏蔽防护时，不管是复合结构材料、包装袋或是层压材料，其内表面不许可接触裸露ESDS产品或作为单元包装外层。有ESD防护包装标志包装件应在拆去包装材料之前被拿进，ESD防护工作区。未经防护ESDS产品只能由经过培训能有效地使用被提供防护器材和设备人员在ESD防护工作区操作。作为单元包装必需使用新ESD防护材料。当启封使用胶粘带密封包装时，胶粘带不准撕离，只准采取切割方法打开。
5．4．1．2  使用限制 
    全部静电电荷发生源，比如未经处理塑料薄膜、泡沫塑料、合成纤维、胶粘带全部应严禁作为直接或间接包装材料使用，不准带人ESD防护工作区。
    注：和湿度相关材料使用要依据搬运或贮存可能改变情况，经过试验证实能符合要求时，方可使用。
5．4．1．3其它预防方法
    任何不是防静电包装材料、设备或工具，包含非静电敏感器件，在进人ESD防护工作区之前，应以不易产生静电或静电耗散材料包装起来。
5．4．2包装程序经典示例   
5．4．2．1  用符合GJB2605中Ⅱ类阻隔材料包裹产品或放人符合GJB2747中：f类材料制成拉锁式成型袋，Ⅱ类材料制成热封袋中；也能够用其它能防ESD柔性聚乙烯气泡薄膜缓冲包装材料、泡沫缓冲衬垫材料或防ESD柔性可热封开孔缓冲材料包裹或放人由这些材料制作拉锁式成型袋中。要注意是这些材料一定要有防戳穿性，以防破裂。
5．4．2．2  将包裹好或经缓冲处理产品放人用符合CJB2605中工类阻隔材料制作袋中，此袋是将一块材料对折，然后三边热封组成一个单元包装(袋式)，经上述处理单元包装，就能够像处理任何非ESDS产品那样地操作。 
5．4．2．3  在单元包装上贴ESD防护包装标志(见5．3条)，除了静电敏感符号外，应加有“只在静电安全区操作”警告文字，还可加有“ESD防护工作区外不得打开”等说明。
5．4．2．4  电路板、电阻器或半导体器件之类ESDS产品可装入可反复使用防静电快速包装容器中，例图6经典容器或符合SI／"I'10147防静电包装容器中，不然应使用符合各类产品规范中要求包装。也能够装入带有防静电缓冲垫纤维板容器中，该纤维板材质应符合GBl2626.2要求。封装后贴上ESD防护包装标志。
5．4．2．5  外包装箱ESD防护包装标志还应有“注意：ESDS产品，贮运中切勿靠近强静电、强电磁、磁场或放射场”警告文字。  
5．5单元包装前搬运  
    ESDS产品单元包装，不管出于什么目标需要打开时，必需在ESD受控防护工作区才得以许可。所以假如ESDS产品在单元包装前需搬运到多处，比如从接收检验到修理、测试、成品检验直至最终单元包装，应采取下列程序。
5．5．1  如同5．4．2。1程序将产品包裹缓冲或装入这类材料制作拉锁式成型袋中。
5．5．2  将按5.5．1条处理好产品放人用CJB2605中工类阻隔材料制作一个边开口成型袋中。
5．5．3　将开口边折过来，并使折边朝下，再用橡皮圈套住。注意不要使用胶粘带，未经处理胶粘带是静电电荷发生源，在从卷或袋上拆下时会产生静电电荷。
5．5．4  用有益防静电容器或将产品放人指定防静电快速包装容器中搬运，以确保产品从一开始就在防ESD环境中传输。
5．6  维修产品处理  
应将全部可修复ESDS产品包装到能预防其深入损害程度。退回或维修ESDS产品要修复、重新处理或根本检验,方便充足地反复利用。除另有要求外,退回或维修产品
一样应符合5．4条要求进行包装。
5．7  ESD防护工作区(包含工作台)
    ESD防护工作区是由多种防ESD设施、器材及有明确区域界限形成工作场地。在该场地经培训工作人员能够在含有最小静电放电或静电场损害危险情况下操作ESDS产品。在该场地操作人员也不会受到附加危险。 
    工作区面积最少应为10m2，工作台推荐在工作区中间，面积大约为4m2。外围应醒目地作出ESD防护标志。图7所表示，空间许可还可附加“非相关人员不得人内”等警告文字。推荐该标识尺寸大于300mmX500mm，以引发大家足够重视。图8是一个经典ESD防护包装工作台示例，包含了操作ESDS产品必需器材，如：带保护电阻手腕带(长约lm)、足根接地带(鞋束)、防静电工作台面(最少1，2mXl．8m)、电离器(附监示器)、接地线(约5m)、有盖防静电周转容器、器材抽屉(含标签、袋、包及其它附件)、成卷．ESD防护材料等。    ，
    另外，未在图中示出还有专门工作椅、工具和服装等物品。
    电离器是经过电离空气产生正离子和负离子来预防和中和ESDS产品和其它物体上静电电荷积聚，在其有效控制范围内能除去非导电表面上静电电荷，所以电离器也是工作台上起监示作用防护装置，比如它能够除去一个无意放着聚苯乙烯杯子表面静电电荷。不含有防静电性能必备工具应置于工作台并在电离器有效控制范围内，以消除其表面静电电荷。
    热封设备应靠近工作台，方便热封包装袋时，和工作台上手腕带相通。
    台面和地板接地线应分别直接接地，为避免人体可能受高压源电击，工作台上使用手腕带应有一个保护电阻(通常为1Mfl)，图9是经典手腕带和足根带。
    防静电工作台面、地板和座椅电阻特征是能预防火花放电和大电流经过可能。但仍
能使静电电荷经过这些表面安全有效地耗散到大地。
5．8  预防方法
5．8．1  遵守ESD防护基础标准
    a．全部ESDS产品应在静电安全区操作；
    b．全部ESDS产品要用、ESD防护材料进行包装；
    c．全部ESDS产品应在ESD防护包装或容器中搬运和贮存。
5，8．2  遵守ESl)防护工作区安全操作规程
    a．必需穿防静电工作服并应常常(尤其是洗后)用静电测试仪检测人体，以监视有害
ESD电压；
    b．操作ESDS产品前，应确保戴上手腕带(强制)和足根接地带(使用话；)
    c．工作区内或周围避免存放非防静电和绝缘器材，比如聚苯乙烯杯，一般塑料，绝缘胶带，一般捆包物或阻隔材料(泡沫垫、一般聚乙烯类缓冲材料)，烟盒和聚合材料(合成纤维、聚丙烯腈短纤维及各类塑料)；，
    d．工作区周围不得贮存和使用磁性材料；
e．不在工作区内进行拉伸或收缩包装工艺操作；
f．若同一工作区有不只一个工作台，工作台面或地板不能串联接地，而应分别接地；
g。在地板或台面不得使用蜡、抛光剂或类似材料，以免形成一个降低或消除地板或台面防ESD效果绝缘层，一样在包装材料局部也不应使用喷雾防静电剂；
h．常常清除工作台面和地板上灰尘和脏物，以防在其表面聚集造成绝缘引发失效；
i．坚持每七天检验接地导线，以确保接地有效；   
j．每七天检验手腕带，确保电路中保护电阻符合要求(通常为1Mfl)，若手腕带电阻已小于250kfl或表明已开路，不应继续使用；
k．技术资料、图纸、操作规程等若要装袋，应装人防ESE)包装袋，不得使用一般塑料袋。
5．9  ESD现场防护工具包
在不宜设置专门ESD防护工作区和工作台地方，比如野外、帐蓬、运货车等偏僻地域需要进行防ESD操作时，ESD现场防护工具包提供了有效保护手段。它是由一个柔性ESED防护材料折叠制作活动工具包，打开以后组成一个静电耗散工作垫，可成为一个临时局部防ESD工作区即静电安全区，其内配置了手腕带等多种防静电器材，它关键是帮助工作人员可对未加要求包装ESDS产品进行现场操作，或为从现场提取ESDS产品进行维修、保养、装配、检验或交付等操作和和此相关包装和启开包装活动提供ESE)防护。需要强调是这些带有配置件静电耗散垫并不能完全替换一个完整ESD防护工作区或工作台，它们只能达成控制ESD最低防护要求，目标仅是为了方便现场使用和作为维修ESDS产品临时补充方法，这种过渡性技术处理应是促进ESD防护材料充足使用有效手段，反复利用ESE)防护材料更应大力提倡。图10是经典现场防护工具包示例；附录A(参考件)列出了ESD现场防护工具包使用说明。
5．10  ESD防护包装人员培训
防ESD包装是全方面控制和降低ESE)造成危害一个关键组成部分。从事ESD产品包装和拆除包装、搬运和贮存工作人员全部应进行相关防ESD培训，培训基础内容：
a，防静电基础知识；
b．ESD防护材料选择；
c．ESDS产品标志使用；
d．ESl)防护工作区管理规程；
e．ESD防护包装程序；
f．ESD操作预防方法。