被忽視的細(xì)節(jié)——淺談防靜電工作臺的接地系統(tǒng)

防靜電工作臺是一種常見的防靜電裝備，市場需求量很大。如今市場上的防靜電工作臺生產(chǎn)商眾多，在網(wǎng)上隨便搜索一下就有幾十家之多，即有國外知名廠商，也有國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，還有眾多的辦公家具甚至于物流設(shè)備生產(chǎn)商。而工作臺的式樣型號繁多，材質(zhì)各異，特別近年來，又出現(xiàn)了所謂的垂直導(dǎo)通的工作臺、無機(jī)基材的工作臺等等，令人眼花繚亂。

一直以來，很多用戶在選擇防靜電工作臺時(shí)，首先注重的是式樣。最早進(jìn)入中國市場的芬蘭GWS公司的樣式似乎已經(jīng)成為了國內(nèi)防靜電工作臺的標(biāo)準(zhǔn)樣式（參見圖1）。于是就演化成一個誤區(qū)：只要是這種樣式的工作臺就能防靜電。

防靜電工作臺作為一個操作平臺，符合用戶的操作習(xí)慣，提供舒適的操作環(huán)境是必然的。但是不同用戶的需求和習(xí)慣不同，防靜電工作臺的外觀、式樣不同也就可以理解了。這也是大量的辦公家具及物流設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)入這一特殊細(xì)分市場的動因，或許他們設(shè)計(jì)的工作臺能更好的滿足用戶使用習(xí)慣需求。當(dāng)然能夠有通用的、規(guī)范的模塊設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工作臺，那當(dāng)然是最好的。GWS公司的樣式就是標(biāo)準(zhǔn)化的、模塊化的，能滿足絕大部分用戶的使用要求，所以其式樣成為市場的主導(dǎo)。但GWS公司申請了外觀專利，國內(nèi)幾家專業(yè)防靜電工作臺生產(chǎn)商均面臨著侵權(quán)訴訟麻煩，去年就有國內(nèi)公司去德國參加防靜電展因涉嫌工作臺外觀侵權(quán)而被驅(qū)逐。

其實(shí)式樣并不重要，關(guān)鍵在于防靜電技術(shù)。只是非常的可惜，我們國內(nèi)的企業(yè)僅僅只是抄襲了外觀式樣，并沒有引進(jìn)最為關(guān)鍵的防靜電技術(shù)。防靜電工作臺的技術(shù)重點(diǎn)究竟是什么？如何才是一款符合要求的防靜電工作臺呢？

查閱了一些標(biāo)準(zhǔn)和資料，國內(nèi)沒有專門的關(guān)于防靜電工作臺的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只是在不少標(biāo)準(zhǔn)中簡單的提及，衡量的指標(biāo)也就是簡單的表面電極間電阻和對地電阻。國外也沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)，最接近的是美軍標(biāo)《MIL-PRF-87893B-1998 ESD工作站執(zhí)行規(guī)范》。在此標(biāo)準(zhǔn)中對于工作臺/站本身沒有規(guī)定，只是對于防靜電臺墊、手腕帶和接地系統(tǒng)作出了明確的技術(shù)要求和規(guī)范。在這個標(biāo)準(zhǔn)里，防靜電臺墊可以理解為防靜電工作臺面，于是我們可以得出這樣的結(jié)論：在防靜電工作臺中，最重要的就是防靜電工作臺面和接地系統(tǒng)。

防靜電臺面是指能限制靜電電位適合從事靜電防護(hù)操作的，具有一定強(qiáng)度和平整度的平面。由于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)涉及防靜電工作臺的靜電技術(shù)指標(biāo)的表面電極間電阻是由其決定的，所以已經(jīng)引起重視，關(guān)于防靜電臺面的各類問題已經(jīng)另文闡述過，本文不再重復(fù)。本文主要討論的是最被忽視但又是非常關(guān)鍵的接地系統(tǒng)。

接地是靜電防護(hù)的一項(xiàng)重要技術(shù)，也是最基本、最有效的技術(shù)措施之一。良好的靜電接地系統(tǒng)可以確保靜電電荷的迅速泄放，從而避免靜電危害的發(fā)生。靜電接地是一切靜電敏感器件及其組裝產(chǎn)品，在生產(chǎn)、加工、倉儲、運(yùn)輸和使用維護(hù)過程中必不可少的技術(shù)措施。

眾所周知，所謂接地就是電氣連接到能夠供給、接受大量電荷的物體，如大地、艦船或運(yùn)載工具外殼等。靜電接地的主要作用有三，第一是將靜電泄露至大地，防止 積蓄靜電電荷；第二是抵制帶電物體靜電電位上升，從而限制由此產(chǎn)生的靜電放電；第三是屏蔽帶電體，防止靜電感應(yīng)的危害。

防靜電器材和防靜電工作臺、防靜電工作區(qū)域都必須接地。由于防靜電工作臺是進(jìn)行各類靜電防護(hù)操作的平臺，直接接觸產(chǎn)品，所以接地系統(tǒng)尤顯重要。然而長期以來由于對于接地概念的混淆，絕大多數(shù)的防靜電工作臺的接地系統(tǒng)都存在問題，歸納起來主要存在以下問題：

1、往往是用手腕帶的接地線當(dāng)作整個工作臺的接地系統(tǒng)，這種現(xiàn)象最普遍。由于手腕帶接地插座盒表面都經(jīng)過氧化絕緣處理，其僅是在香蕉插頭處實(shí)現(xiàn)電路連通的，其余的部分均是絕緣的。所以簡單的用螺絲固定在臺面下，那怕臺面是垂直導(dǎo)通的，也是不可能實(shí)現(xiàn)電路連通的，所以這樣的接地系統(tǒng)對于工作臺臺面的靜電電荷的泄放是沒有任何作用的。

2、以防靜電工作臺面能垂直導(dǎo)通為由，不設(shè)立接地系統(tǒng)。近幾年，市場上出現(xiàn)了以垂直導(dǎo)通為主要賣點(diǎn)的防靜電工作臺，其特點(diǎn)是工作臺面的基材本身能垂直導(dǎo)通，很多廠家宣稱不需要額外的接地，僅憑工作臺的鋼制支架就可以實(shí)現(xiàn)靜電電荷的泄放到地面。且不論臺面能否真的實(shí)現(xiàn)了垂直導(dǎo)通，其設(shè)計(jì)的靜電電荷的泄放路徑就是有問題的。首先是環(huán)節(jié)多，路徑長，對于靜電電荷快速泄放是不利的，偶爾一點(diǎn)的接觸不良就會造成接地的失效。其次防靜電地面的本身是靜電耗散型材料，靜電電荷的傳導(dǎo)是十分緩慢的，作為泄放途徑是不可靠的。

3、工作臺的上隔板、抽屜和移動柜等附件根本沒有接地。一般認(rèn)為這些附件不會直接放置產(chǎn)品所以并不需要接地，但也有一些客戶會使用這些區(qū)域放置產(chǎn)品，所以這些地方也必須考慮接地。

4、多臺防靜電工作臺的接地線串接或不是軟接地。

這些看似的小缺陷會造成防靜電工作臺失去防靜電效能，從而使靜電敏感器件及其組裝產(chǎn)品有可能受靜電放電和噪聲的損壞存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

基于以上存在的問題，該如何有效、快捷、可靠的接地呢？

其實(shí)各類不同的標(biāo)準(zhǔn)中都有表述，歸納起來有以下三點(diǎn)原則：第一必須是軟接地。所謂軟接地是通過一足以限制流過人體電流達(dá)到安全值（<5mA）的電阻連接到大地電極。第二多臺防靜電工作臺的接地線不得串接，應(yīng)分別接至接地銅排干線上。第三接地電纜應(yīng)該是中間無接頭，且具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

《MIL-PRF-87893B-1998 ESD工作站執(zhí)行規(guī)范》中規(guī)定了一種公共接地系統(tǒng)，是防靜電工作站/臺必須配置的。具體結(jié)構(gòu)參見圖3。

該公共接地系統(tǒng)提供了兩個接地插口，分別用于手腕帶和防靜電臺墊接地。該接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對比較的復(fù)雜，在國內(nèi)市場非常少見。該接地系統(tǒng)只是考慮了防靜電臺墊的接地，但現(xiàn)在市場上的防靜電工作臺的臺面大都采用的是防靜電的三聚氰胺防火板，這類工作臺又該如何接地呢？

歐洲的一款接地裝置很好的解決了這一問題。這款稱為“防靜電工作臺專用接地裝置”是由世界著名的防靜電工作臺生產(chǎn)商芬蘭的全適通公司引進(jìn)中國的，具體的結(jié)構(gòu)見圖4。

該接地系統(tǒng)由1-1.5米帶電阻的接地線、2-非氧化金屬插座、3-非氧化金屬導(dǎo)電釘、4-固定螺帽、5-導(dǎo)電護(hù)帽等5部分組成。該接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，不影響工作臺表面外觀，并具有工作站/臺靜電接地集成作用，最多能提供7個接地插口，使防靜電工作臺的接地便捷化和標(biāo)準(zhǔn)化。該接地系統(tǒng)能夠適用于任何材質(zhì)的防靜電工作臺面，對于垂直導(dǎo)通的臺面則不需要打通孔，只需要將非氧化金屬插座直接固定在臺面下即可。同時(shí)也可適用于工作臺的上隔板、抽屜和移動柜等附件甚至于鋼架的接地，這些附件的接地匯總到主接地插座上，簡便就能實(shí)現(xiàn)工作臺的接地。

圖4 防靜電工作臺專用接地系統(tǒng)示意圖

一款合格的防靜電工作臺除了式樣美觀外，還要具備良好的防靜電性能。可惜的是，現(xiàn)在市場的很多防靜電工作臺徒有其表，而無防靜電的實(shí)效，關(guān)鍵就在于我們忽略了一個小細(xì)節(jié)——接地系統(tǒng)。防靜電技術(shù)有時(shí)看起來很簡單，門檻很低，但事實(shí)上靜電科學(xué)是一門多學(xué)科的邊緣學(xué)科，涉及的內(nèi)容廣泛，是一個系統(tǒng)工程的集成，缺失任何一個看似微小的環(huán)節(jié)就會功虧一簣，所以建議用戶還是選擇專業(yè)的防靜電產(chǎn)品生產(chǎn)商提供的產(chǎn)品，這樣的產(chǎn)品質(zhì)量才能有保證。

總之，防靜電工作臺必須實(shí)現(xiàn)接地，接地對于防靜電工作臺/站是很重要的，接地系統(tǒng)不僅是提供人體和工作臺面、料架等靜電釋放、泄漏的通路，防止產(chǎn)品帶靜電；而且能保護(hù)人生和設(shè)備安全，減少噪聲，防止干擾，確保產(chǎn)品不受靜電放電和噪聲的損害。

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