国家标准 GB/T33555一2017 洁净室及相关受控环境静电控制技术指南 Cleanroomandasso0eiatedcontrolledenvironments technicalguidelinesofelectrostaticdischargecontrol 2017-05-12发布 2017-09-01实施中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/33555一2017 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国洁净室及相关受控环境标准化技术委员会(SAC/Tc319)提出并归口本标准起草单位;中电投工程研究检测评定中心、苏州天华超净科技股份有限公司、中天道成(苏州)洁净技术有限公司、电子学会洁净技术分会、标准化协会、电子仪器行业协会防静电装备分会、信息产业防静电产品质量监督检验中心、北京世源希达工程技术公司、北京希达建设监理有限责任公司、深圳市亿天净化技术有限公司、浙江三威防静电装备有限公司、上海阳森精细化工有限公司、深圳市亨达洋静电技术有限公司本标准主要起草人王尧、王大千,姜伟康、崔传明、装振华、杨子强股晓冬、孙延林、赵长明宋竞男、刘清松、陈霖新、张利群、苏钢民、刘明、王鸿明、王样、孙玉荣、夏群艳、庄晓荣、马敏生
GB/T33555一2017 引言洁净室及相关受控环境的污染包括悬浮粒子污染(控制洁净度、生物污染(控制菌落数CFU),空气分子污染(控制环境中10亿级至万亿级微量气相酸性,碱性、有机及掺杂物质、静电污染静电带电和静电放电)等静电污染是不可忽视的危害,静电荷产生“力学效应”能吸附尘埃粒子,而“放电效应”和“感应效应” 严重时对电子元器件产品(微电子线路、分立半导体器件、厚膜和薄膜电阻、混合器件、印刷线路板及晶体管等)造成损坏;对洁净室设施造成破坏(如电气、管道接地系统失灵) 信息产业如微电子、光电子 ),航天航空业如大飞机,航天器)的静电污染控制技术受到高度重视和广泛应用 IN
GB/33555一2017 洁净室及相关受控环境静电控制技术指南范围本标准给出了洁净室及相关受控环境控制静电的术语和定义、静电控制、培训与规范等要求本标准适用于洁净室及相关受控环境的静电控制规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB4824一2013工业、科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法 GB/T18202室内空气中臭氧卫生标准 GB500732013洁净厂房设计规范 IEC61340-5-l 电子设备的静电防护通用要求Proteetionofeleetroniedevicesfrom Generalrequirements) electrostaticphenomena Ec/TR61340-5-2电子设备的静电防护用户指南(Protectionofelectronicdevicesfromelec trostaticphenomenaUserguide 1Ec61340-5-3电子设备的静电防护静电敏感设备包装特性和要求分级(Protectionofelec troniedevieesfromeleetrostaticphenomena一Propertiesandrequirementsclassifieationforpackaging intendedforelectrostatic discharge sensitivedeices 术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 静电耗散材料static-dissipativematerials 表面电阻率在10Q~10”Q之间,或体积电阻率在10'Qcm 1o'Q”cm之间的材料 3.2 静电场eleetrostaticfield 静电荷在其周围所激发的电场基本特征是在压差作用下,对位于该场中的其他电荷施以作用力 8,定义3.3 2008 注改写GB/T15468 静电势eleetrostatiepotential -点与另一个规定参照点之间的电位差 3.4 静电控制eleetrostaticchargecontrol;EsCc 对于定产品或工艺,将静电效应控制在允许限度之下的,由设施、材料、附件、操作规程构成的系统
GB/T33555一2017 3.5 静电放电electrstatiedischarge;ESD 静电势不同的物体,因接近或接触导致静电荷的转移 3.6 eleetrostatic controlESDC' 静电放电控制 disetharge 限制或消除静电荷的传递 3.7 衰减时间deaytime 静电势衰减至初始值的某一规定比值(一般规定为初始值的10%)所消耗的时间静电控制 4.1静电来源,危害及监测 4.1.1来源常见的静电来源有:工艺设备、某些塑料、人的活动绝缘体(通常为合成材料)上的电荷不易转移若不与其他导体接触,绝缘体上的静电电压可能非常高表1列出受控环境中容易出现静电的地方表2列出因人的活动产生的静电电压受控环境中静电的来源表1 物体或工艺材料或活动工作表面打蜡表面、漆面、清漆面、某些塑料地面水泥打蜡的涂表面饰层的木制品; 100%乙烯地砖或地板革服装化纤、天然纤维、混纺;非导电性的鞋椅子和家具有饰层的木制品塑料(如乙烯或乙烯包覆的物品); 玻璃纤维包装和装运材料塑料袋、缠材和包封; 气泡包装材料,泡沫塑料塑料盘、塑料包装箱、玻璃瓶和零件箱; 胶带(封口,加固缠绕装配、清洁、试验和维修区喷雾清洁装置; 塑料焊料析出物; 媒头未接地的媒铁; 刷子(合成硬毛) 利用液体或液体蒸发进行请洁和干燥温度控制腔; 低温喷酒; 加热枪和电热风静电复印机等
GB/33555一2017 表2由生产人员产生的常见电压静电电压静电产生的途径湿度湿度 10%20% 65%90% 地毯上行走 35000 1500 乙烯材料地面上行走 12000 250 在工作台工作的工人 6000 100 翻阅带乙烯封套的工作文件 7000 600 从工作台上拿起普通塑料袋 20000 200 18000 1500 使用带泡沫聚氨酯坐垫的椅子塑料薄膜放卷(例如在包装区的操作) 40000 2800 4.1.2危害 4.1.2.1带静电物体和人员对污染物的吸引,以及随后的污染物向关键表面的转移 4.1.2.2静电电流虽然很小,但电位高达几千伏,甚至上万伏静电荷可以产生“力学效应”“放电效应”“感应效应”对洁净室受控环境和电子产品、设备、设施产生危害: 静电放电(ESD)对产品造成的损坏 aa b 静电放电造成的生产设备故障 4.1.3静电监测洁净室及其他受控环境中,通常采用静电电压计或静电场强计对静电进行定位和定量测量利用这些仪器,可以观测到静电的位置和极性及其变化,测定静电问题的严重程度,并测定静电控制方法的效果应按照仪器制造商的建议将仪器正确接地并使用使用时应保持仪表在规定的标定距离,有些仪器无法在离子化环境中使用 4.2控制 4.2.1静电控制分类 4.2.1.1静电带电控制(EscC 避免因静电荷聚集而造成的问题 4.2.1.2静电放电控制(ESDC) 避免因带静电物体与敏感元件之间电荷的传输而造成的问题 4.2.2控制方法 4.2.2.1等电位系统,系统中所有的物体(包括人员)都处在同一电位上对于表面电阻率小于10Q、 Qcm 或体积电阻率小于10" ,或两者均符合的设施元件(墙,地面、工作台等、材料、设备,进行接地处理 4.2.2.2空气电离装置;空气离子化对环境必要的非导体(如电路板材料、器件封装)实施电荷中和可采用局部或全室空气离子化中和手段 4.2.2.3静电防护材料;在静电保护区内,采用低带电和静电耗散材料;静电保护区外,推荐使用低带电和静电放电屏蔽材料合理地使用导电材料和静电耗散材料包括工作服的选择).
GB/T33555一2017 4.2.3控制区域 4.2.3.1 地面 4.2.3.2工作台表面和工作表面 4.2.3.3控制区域宜有明显的可视标识 4.2.4控制注意点防静电技术本身应尽可能不产生污染实施防静电稍缩时,应考虑;环境的空气悬浮粒子请次 4.2.4.1 度、产品和工艺的敏感性,对人的潜在影响、设施运行的安全性 4.2.4.2考虑产品和工艺对静电影响的敏感性,建立有效的防静电系统系统中要确定最大允许的静电电压或电场,并规定允许的衰变时间 4.2.4.3培训员工提高其防范意识,使其了解静电,在处理静电敏感产品时使用正确的方法和正确的材料 4.2.4.4不宜使用放静电液等化学方式,以免造成分子级化学污染 4.3控制措施 4.3.1概述与洁净室相关的有效静电控制是一套综合系统首先了解对静电的特殊要求,例如安全要求和产品灵敏度要求选择用于防静电系统的材料、产品和服装时,应考虑到所选材料的潜在颗粒物污染、释气、化学残留物等问题,针对每项具体产品和工艺的独特要求来确定使用的具体防静电措施采用静电耗散型服装,配合其他防静电技术,可以达到对静电的控制有效控制静电的核心是系统接地,配合以防止和控制静电的静电中和措施,就可以达到良好的静电防护 4.3.2环境相对湿度和温度大多数洁净室控制在23C士1C,50%士5% 静电的影响随相对湿度的降低而增加;静电的产生与相对湿度的大小呈反比(湿度影响着静电的产生,但如果静电已经存在,很难用改变湿度的方法来中和静电. 4.3.3接地 4.3.3.1原理导静电或静电耗散材料,通过接地可以泄漏静电荷,实现等电位静电电势(电压)是相对大地而言若一个导电物体(通常定义为电阻率小于10"n的物体)与大地接通(通过电阻率相对低的通道), 该导体上不会留有静电,也不会产生静电或出现静电放电因此,将物体保持在一个相同电势的区域可以提供最好的静电放电(ESD)防护相关技术要求,详见IEC61340-5-1和IEC/TR61340-5-2. 4.3.3.2人员相关用品 4.3.3.2.1腕带腕带包括接地带、导线和接点(搭扣) 腕带的作用是将人体静电迅速、安全地耗散接地,并保持人与工作表面相同的静电电位应定期对腕带进行检测;在工作台开始工作前,应对腕带进行检测 4.3.3.2.2足带(脚跟带足带是将人体静电通过地面泄漏的一种接地装置两只脚都应配带足带,进人控制区时要对足带
GB/33555一2017 进行检测 4.3.3.2.3鞋带(后脚跟或脚趾与穿戴者接通的部分是插人鞋具的一条带子或其他物品,接地点与足带类似穿戴者的两只脚都要佩戴鞋带,并在进人控制区时对鞋带进行检测 4.3.3.2.4防静电鞋具在静电控制区,所有人员从脚到鞋具的底部表面应有一条低电阻通路通过采用静电耗散型鞋具、静电耗散型鞋带、腿及靴的接地组件,可以实现低电阻通路 4.3.3.2.5静电耗散型手部护具 -防静电手套和指套应对防静电手套的残留静电和接地时的衰减时间进行评估(佩戴手套或指套的人可能偶尔不接地，接地通路可能会通过EsD敏感器件). 应评估防静电手套的“电场叠加”,即手套内表面与手以及手套外表面与工作环境不断接触可能产生的局部电荷应评估添加剂添加剂不应成为新的污染源,诸如颗粒物例如,碳黑脱落),可析出物例如,因带水操作或接触湿物而析出氨盐》. 4.3.3.2.6静电耗散型工作服静电耗散型服装防静电特性的全面测定中包括下述参数摩擦感应产生的电压或电荷(摩擦电压或电荷): a b 电压或电荷衰减到规定值或公称零的时间; 服装接地后的残留电压或电荷; c d 洁净工作服性能可参见附录A 4.3.3.3设备静电控制EscC的接地一般与设施的接地系统相通考虑ESCC接地系统时,应符合电气和建筑国家规范的相关要求 GB500732013的9.5规定了静电防护及接地的相关技术要求 4.3.4离子化 4.3.4.1常用除静电的电离器常用除静电的电离器有以下4种放射性电离器; a b) 交流高压电离器; 直流高压电离器; c d X射线电离器 4.3.4.2离子化静电消除器的应用形式离子化静电消除器的应用形式主要有以下几种全室离子化是大面积静电中和系统在靠近天花板的位置,通过电晕放电产生正负两种离子 a 通过电场的作用,离子扩散至洁净室的气流在确保静电消除效果的前提下,不破坏洁净室的气流组织单向流工作台离子化系统是靠气流提供局部区域的离子化 b 台面离子化系统用于控制工作台的静电放电,包括工作台上部的离子风机和离子发生器(洁净 c
GB/T33555一2017 室环境中的层流状态和风速是关键参数) 为了控制气流和离子扩散,应仔细布置离子风机所用风机应符合洁净区的污染控制要求离子枪,在中和表面静电的同时利用高压气体清除表面颗粒物,离子枪还可用于处理生产设备 d 的内部 4.3.4.3离子消除器的性能不同类型的离子化静电消除器性能见表3 表3离子化静电消除器性能表残余电压绝对值" 静电消散时间" 臭氧浓度电磁骚扰噪声控制类型分级 EM1 dB(A nmg/m 5 离子风机 B 10 不同频段限值 50 <65 符合符合 10 20 0.3 离子风枪 GB4824一2013 GB50073一2013 或风嘴 <50 中2组B类设备 A <20 离子棒 <50 注:离子化静电消除器ionizingelectrostatieeliminator 利用电极放电,使空气电离产生正负离子,并使带电体表面静电荷被中和的静电消除器按结构和外表分类为离子风机io ;离子风轮i iomizinxairblwen" oniaingrgm,离子风嘴imnianwirmozl离子棒其工作原理是用气流将带电离子输送到带电体表面中和静电荷残余电压ofsetvoltage 离子化静电消除器正常工作情况下,充电板监测仪测量的某一位置的电压值静电消散时间staticdecaytime 使带电体上静电电位减少到起始值的设定百分数(通常10%)所需的时间实际应用中是指充电板监测仪测得的静电压从土1000V降到士100V的时间间隔,反映静电消除器消除静电的速度 4.3.4.4监测应用效果 4.3.4.4.1测量衰减时间用充电板监测仪测量带电的绝缘导电板上的电压衰减时间,来评估控制静电效果 4.3.4.4.2测量残余电压先将绝缘的导电板接地,使其不存在任何残余电荷然后切断接地,让该板在离子源的影响下达到一种电荷不平衡状态将这种不平衡的最大值和极性记为残余电压(若观察到该残余电压有所波动,应同时记录电压的最大值、最小值极性 4.3.4.5安全 4.3.4.5.1电气高压电离器中各电晕点或暴露部件的短路电流,常用限值为25A200A,同时从人身安全和工艺安全的角度对可能触及的发射器或发射器部件的电流进行评估
GB/33555一2017 4.3.4.5.2臭氧符合GB/T18202的有关要求 4.3.4.5.3放射性放射性离子发生器安装就位后的辐射水平应符合国家相关的规定和标准 4.3.4.5.4电磁骚扰(EM 离子发生器产生的电磁骚扰(EMI)不应超出关键环境中其他设备的允许水平使用辐射计和频谱分析仪进行测量 4.3.5控制区 4.3.5.1 地面工作区的一个常见静电源是人的行走和轮的滚动(摩擦带电) 正确地选择和处理地面材料,可以减少并控制行走和浪动而产生的静电,所选地而材料和地面处理方达应在最终用户规定的静电耗收范围之内微电子工业中的静电场应控制在低水平,建议试验电压为10V100V 可用的地面材料和地面处理方法包括隔栅地面;主要用于单向流请净室的高架地板,常用材料为铸错.表面喷涂或复合其他材料 a 地面覆盖物主要用于非单向流洁净室,与地面粘接,接缝用密封胶填封; b 地面油漆,涂料,面漆;主要用于环境控制区和静电控制区; 地垫;主要用于静电放电EsDC控制点安装完工后应对地面进行检测,而后每半年检测一次,以查验已磨损的地面是否仍然符合技术要求测试标准依据IEC61340-4-1 4.3.5.2工作台和工作表面工作台和工作表面往往是最接近敏感产品和敏感工艺的表面,应仔细规定工作台和工作表面的技术要求并仔细对其进行评估需要考虑的部分特性包括;电导率,电阻率、脱尘和磨损特性、与其他元件之间的相互联系等 4.3.6包装材料对用于洁净室产品防护、操作,储存、运输的柔性和硬质塑料包装材料进行综合性能评估,包括强度、隔离特性、EsD防护、污染控制等应根据产品的敏感水平来选择包装材料,见IEC61340-5-3要求 5 培训与规范 5.1根据受控环境内人员作业性质的区别,进行针对性的培训 5.2对相关技术,管理人员进行系列培训,要求其掌握静电产生原理、相关标准、控制技术和措施 5.3对普通作业人员进行一般性培训,使其了解静电的危害和操作规章的重要性 5.4制定相关作业规章,要求控制区内人员严格遵守
GB/T33555一2017 附录 A 资料性附录防静电洁净工作服主要性能经无尘清洗的防静电洁净工作服(Gantistaticandclesnroomgarmen),具有防静电与洁净性能,其防静电性能参见表A.1,发尘限值参见表A.2 表A.1 防静电洁净工作服的防静电性能表防静电织物及工作服摩擦电位电荷面密度带电电荷量分级防静电织物) 防静电工作服 C/m" AC/件衰减电位V 峰值电位V -级 1.0 s0.l <1.0 2.0 二级 <0.3 <4.0 2.5 <3,0 三级 7.0 <0.6 <8.0 <10.0 表A.l中,电荷面密度(dleetriecharge surfacedensity)是单位面积织物表面所带的电荷量 V衰减电位(attenuatingvoltage)是被测织物经摩擦、剥离后衰减2.0s时表面电位的瞬时值 V，峰值电位 peakvotage)是被测织物经摩擦、剥离后表面电位的最大值表A.2防静电洁净工作服发尘限值表发尘性P/e 离子含量不挥发性防静电性能颗/nmin 分级 ng/em 残留物点对点电阻 NVR >0.34m >0.5m Ce SO: Na" Ca” -级 2000 <1200 34g/em'<10ol<10o<10o<200 二级 2000

10 >2000 A级洗涤100次防静电沾净工作服 4 >1000 B级洗涤50次表A.3中,透湿量moisturepermeability)是指每天单位面积(m')织物透过的含湿量克数,单位为 g/(mD),透湿量测定参见GB/T12704.1一2009 透气率(airpermeability)是指单位时间内,每平方毫米织物通过的空气量,单位为立方毫米每秒(mm'/s),透气率测定参见GB/T5453
GB/33555一2017 参考文献 [1]GB4706.45一2008家用和类似用途电器的安全空气净化器的特殊要求 [[2]GB4793.9-2013测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第9部分:实验室用分析和其他目的自动和半自动设备的特殊要求 [3]GB/T5453纺织品织物透气性的测定 [4]G;B/T6882一2016声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级消声室和半消声室精密法 [5]GB/T12704.1一2009纺织品织物透湿性试验方法第1部分:吸湿法 [6]GB/T15463一2008静电安全术语 [7]GB/T25915.1一2010洁净室及相关受控环境第1部分空气洁净度等级 [8]sI/T11412一2010防静电洁净工作服及织物通用规范 [9]sI/T11446一2013离子化静电消除器通用规范 [10]sJ/T1l480一2014防静电无尘擦拭布通用规范 IEc61340-2-1测量方法材料和产品的静电耗散能力(MeasurementmethodsAbility Gfmaterialsandproduetstodissipatestaticeleetriccharge) 12 1Ec/TR61340-2-2测量方法荷电率测量(MeasurementmethodsMeasurement of chargeability IEC61340-2-3防静电积累用固体平面材料电阻和电阻率的测试方法(Methodsoftestfor 13 determiningtheresistanceandresistivityofsolidplanarmaterialsusedtoavoidelectrostaticcharge accumulation [14]IEc61340-4-1专用标准测试方法地坪涂层与已装地坪的电阻(Standardtestmethods forspecificapplications一Electriealresistanceoffloorcoveringsandinstalledfloors) Ec61340-43 专用标准测试方法鞋类(Standardtestmethodsforspecifie [15 applicationsFootwear) [16]IEcC61340-4-5 专用标准测试方法鞋类与地坪加上人的防静电分类方法(Standardtest methodsforspecificapplicationsMethodsforcharacterizingtheelectrostaticprotectionoffootwear andflooringincombinationwithaperson [17 EC61340-4-6 专用标准测试方法腕带Standardtestmethods、forspeeifie wriststraps) applications [18 EC61340-4-？" 专用标准测试方法电离Standardtestmethods、forspeeifie applicationslonization -8 [[19]IEC61340-4 专用标准测试方法屏蔽口袋(Standardtestmethodsforspeeifiecappl )ischargeshielding-Bags) cations IEc61340-4-9 [20" 专用标准测试方法服装Standardtestmethod、for speifie applications一Garments [21]IEST-RPcC022.2洁净室及相关受控环境中的静电(Eleetrostaticchargeincleanroom andothercontrolledenvionments)

洁净室及相关受控环境静电控制技术指南GB/T33555-2017

洁净室是一种具有特殊环境要求的房间，能够控制房间内的空气质量、温度、湿度、洁净度等参数。在一些需要高度净化的行业中，如半导体生产、生物医药、食品加工等，洁净室的应用非常广泛。

为了确保洁净室中的生产过程和产品的质量，静电控制技术成为了必不可少的一部分。静电是一种常见的现象，但它对于微小颗粒的吸附、电子元器件的损坏、火灾爆炸等都会带来极大的影响，因此需要采取相应的措施进行控制。

GB/T33555-2017《洁净室及相关受控环境静电控制技术指南》对于如何控制静电以及如何评估静电风险进行了详细的规定。其中，重要的内容包括：

1. 静电产生的机理

静电产生的原因有很多，包括摩擦、分离、接触等。在洁净室中，静电主要是由于材料的摩擦或者接触而产生的。

2. 静电危害

静电会对空气净化和粒子控制造成影响，同时也会对电子元器件、电路板等产生危害。因此，在洁净室中需要采取措施来控制静电的危害。

3. 静电控制方法

静电控制方法包括三种：静电消除、静电屏蔽和静电防护。具体的控制方法需要根据实际情况进行选择。

4. 静电监测和评估

静电监测可以帮助我们了解静电的生成和分布情况，评估静电风险可以帮助我们制定相应的控制措施。

总之，GB/T33555-2017《洁净室及相关受控环境静电控制技术指南》对于洁净室中静电控制有着明确的规定和要求，对于保障洁净室生产过程和产品质量具有重要的意义。