(高清版)GB∕T 37977.23-2019 靜電學(xué) 第2-3部分：防靜電固體平面材料電阻和電阻率的測(cè)試方法

ICS17.220.99GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000靜電學(xué)第2-3部分：防靜電固體平面材料電阻和電阻率的測(cè)試方法Electrostatics—Part2-3:Methodsoftestfordeterminingtheresistanceand(IEC61340-2-3:2000,IDT)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000 Ⅲ 1 13術(shù)語和定義 1 25測(cè)量方法的選擇 26固體導(dǎo)靜電材料的電阻測(cè)量 27固體絕緣材料的電阻測(cè)量 28靜電耗散性材料的電阻測(cè)量(用于避免靜電電荷積聚) 3 38.2電極組件 38.3樣品的準(zhǔn)備和處理 48.4表面電阻測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)裝置 48.5體積電阻測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn) 48.6測(cè)量程序 5 69.1表面電阻率 69.2體積電阻率 610重復(fù)性和再現(xiàn)性 6 7 圖1用于表面電阻和體積電阻測(cè)量的電極組件 7圖2測(cè)量表面電阻的電極連接方式 8圖3測(cè)量體積電阻的電極連接方式 8圖4用于對(duì)地/接地點(diǎn)電阻以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻測(cè)量的電極組件 8圖5較低表面電阻范圍測(cè)量的校驗(yàn)裝置 9圖6較高表面電阻范圍測(cè)量的校驗(yàn)裝置 圖7對(duì)接地點(diǎn)電阻的測(cè)量原理 圖8點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻測(cè)量原理 圖9表面或體積電阻率轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) IⅢGB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000——第3-1部分：靜電效應(yīng)的模擬方法人體模型(HBM)的靜電放電試驗(yàn)波形；——第3-2部分：靜電效應(yīng)的模擬方法機(jī)器模型(MM)的靜電放電試驗(yàn)波形；——第5-1部分：電子器件的靜電防護(hù)通用要求。本部分為GB/T37977的第2-3部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分使用翻譯法等同采用IEC61340-2-3:2000《靜電學(xué)第2-3部分：防靜電固體平面材料電阻請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本部分由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部(電子)提出并歸口。GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000電阻測(cè)試和電阻率的相關(guān)計(jì)算屬于電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)部分里用電壓法和電流法測(cè)量的內(nèi)容。常采用直流電流來進(jìn)行固體材料的電阻計(jì)算。1GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000靜電學(xué)第2-3部分：防靜電固體平面材料電阻和電阻率的測(cè)試方法GB/T37977的本部分規(guī)定了用于避免靜電電荷累積的固體平面材料的電阻和電阻率的測(cè)試方GB/T1410—2006固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法(IEC600GB/T2439—2001硫化橡膠或熱型橡膠導(dǎo)靜電性能和耗散性能電阻率的測(cè)定(ISO1853:ISO2951:1974硫化橡膠絕緣電阻率的測(cè)量(Vulcanizedrubber-Determinationofinsulationresistance)ISO3915:1981塑料導(dǎo)電塑料電阻率的測(cè)量(Plastics—Measurementofresistivityofconductiveplastics)IEC60260:1968恒定相對(duì)濕度的非注入類型的測(cè)試場(chǎng)地(Testenclosuresofnon-injectiontypeforconstantrelativehumidity)材料中直流電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m)和穩(wěn)態(tài)電流密度(A/m2)的比率。實(shí)際上，它等于單位立方注1:體積電阻率不適用于電性能不同的非均質(zhì)材料。2GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20003.4表面電阻率surfaceresistivity3.54條件和測(cè)量環(huán)境使用中可能存在的最極端的條件(如極低濕度),適用于測(cè)量的環(huán)境條件的選擇應(yīng)通過材料的類型(產(chǎn)品為消除一些塑膠材料鑄模工序或者干燥后出現(xiàn)的壓電效應(yīng)，測(cè)量前有必要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)配有干燥器的溫室箱，或者具有完備強(qiáng)制對(duì)流和空氣交換的氣候試驗(yàn)箱都是合適的裝置。附加指南見GB/T10580—2003和IEC60260:1968。5測(cè)量方法的選擇應(yīng)按照如下步驟選擇測(cè)量方法：a)如果被測(cè)材料的電阻范圍是已知的，那么按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中列出的方法或有關(guān)條款進(jìn)行測(cè)量；b)如果被測(cè)材料的電阻范圍是未知的，依據(jù)第6章的導(dǎo)靜電材料測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。不應(yīng)被采納。應(yīng)依據(jù)第8章靜電耗散性材料的方法重新測(cè)量。如果上述情況再次發(fā)生，應(yīng)依據(jù)第7章6固體導(dǎo)靜電材料的電阻測(cè)量非金屬固體導(dǎo)靜電材料的電阻應(yīng)依據(jù)ISO3915:1981塑料類或者GB/T2439—2001橡膠類進(jìn)行接觸電阻對(duì)結(jié)果的影響。為防止被測(cè)材料由于電流過大而引起明顯升溫，宜嚴(yán)格控制施加于樣品的電流或耗散功率。7固體絕緣材料的電阻測(cè)量固體絕緣材料的電阻應(yīng)依據(jù)適用于塑料類的GB/T1410—2006、GB/T10064—2006和適用于橡膠類的ISO2951:1974進(jìn)行測(cè)量。3GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20008靜電耗散性材料的電阻測(cè)量(用于避免靜電電荷積聚)靜電耗散性材料的電阻應(yīng)按照下面的條款進(jìn)行測(cè)量。度為±5%的獨(dú)立電流表。對(duì)于1×10?Ω或更高的電阻的測(cè)量，開路電壓應(yīng)為(100±5)V,對(duì)低于1×10?Ω電阻的測(cè)量，開路電阻表的量程范圍應(yīng)至少在1×103Ω~1×1013Ω之間。電極組件應(yīng)由可與被測(cè)樣品表面緊密接觸的材料構(gòu)成，并且不會(huì)因?yàn)殡姌O電阻或者樣品的污染引推薦采用下面條款中給出的組件，但也可以采用與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致的其他適用配置。尤電極(防護(hù))之間的間隙尺寸足夠時(shí)，就可以減少雜散電流導(dǎo)致的讀數(shù)誤差。中心柱電極和同心環(huán)電極電極組件(電極1)包括中心柱電極和同心環(huán)電極，由能夠接觸被測(cè)材料的導(dǎo)電性材料制成(見圖1)。的體積電阻應(yīng)小于103Ω。測(cè)量表面電阻的電極連接方式見圖2,被測(cè)材料宜放置在8.2.4描述的絕緣板上。由放置在被測(cè)材料的兩個(gè)面上的電極組成(連接方式見圖3),頂部的電極組件(電極1)應(yīng)滿足8.2.1底部電極(電極2)應(yīng)為一個(gè)無銹、無腐蝕的(非鋁)金屬盤，并且足夠大以支撐被測(cè)樣品。電極2應(yīng)該電極組件由一個(gè)(對(duì)地或?qū)拥攸c(diǎn)的電阻)或兩個(gè)(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻)電極(電極3)組成，電極與樣品接觸的表面附有一個(gè)導(dǎo)電材料制成的圓盤(見圖4)。當(dāng)兩個(gè)電極置于金屬表面上時(shí)，在兩電極間施加4GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000被測(cè)材料應(yīng)放置在一個(gè)8.2.4描述的絕緣支撐板上。材料應(yīng)放置在平整的絕緣支撐板上進(jìn)行測(cè)量，依據(jù)GB/T1410—2006和GB/T10064—2006,當(dāng)施加500V電壓時(shí)，該絕緣支撐板的表面電阻應(yīng)大于1×1013Ω。絕緣支撐板的大小應(yīng)分別比被測(cè)樣品的長(zhǎng)度和寬度至少大10mm,最小厚度應(yīng)為1mm。根據(jù)材料的規(guī)范要求進(jìn)行試樣采集。在進(jìn)行測(cè)量的區(qū)域，不應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行處理和標(biāo)記。如果樣品和電極接觸的區(qū)域被重新處理過，應(yīng)在測(cè)量報(bào)告中加以表述。測(cè)量表面電阻時(shí)，產(chǎn)生不利影響。校驗(yàn)裝置應(yīng)與8.2.1描述的電極尺寸一致，具有20個(gè)獨(dú)立的金屬面或焊盤，以用來與中心柱電極(內(nèi)側(cè)的)表面相接觸，并有20個(gè)獨(dú)立的焊盤與環(huán)電極(外側(cè)的)表面接觸。校驗(yàn)裝置應(yīng)包含20個(gè)(10±0.1)MΩ的電阻，它們分別將一對(duì)內(nèi)側(cè)和外側(cè)的焊盤相連接(見圖5)。當(dāng)焊盤未被電阻連接時(shí)，施加100V電壓，校驗(yàn)裝置的材料在內(nèi)外焊盤之間的體積電阻應(yīng)不小于10?Ω。在8.2.1給出的電極組件按照?qǐng)D2連接到配套設(shè)備上，然后放到校驗(yàn)裝置上。應(yīng)加載10V電壓，15s后記錄讀數(shù)。結(jié)果應(yīng)為5.0×10?×(1±5%)Ω。將電極組件旋轉(zhuǎn)90°再一次進(jìn)行檢查。校驗(yàn)裝置應(yīng)與8.2.1描述的電極尺寸一致，并有和電極表面接觸的金屬面或焊盤。在中心柱電極(內(nèi)側(cè))和環(huán)電極(外側(cè))接觸表面之間連接一個(gè)1.0×102×(1±5%)Ω的電阻(見圖6)。當(dāng)兩排焊盤間沒有電阻相連時(shí)，依據(jù)GB/T1410—2006和在內(nèi)外焊盤之間的體積電阻應(yīng)不小于1014Ω。在8.2.1給出的電極組件按照?qǐng)D2連接到配套設(shè)備上，然后放到校驗(yàn)裝置上。應(yīng)加載100V電壓，當(dāng)顯示數(shù)值穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)。如果電阻的讀數(shù)在誤差范圍內(nèi)，重復(fù)該步驟5次，記錄儀器顯示穩(wěn)定讀數(shù)的時(shí)間。5次記錄的平均值就是充電時(shí)間。當(dāng)樣品電阻高于10?Ω時(shí)，充電時(shí)間要再加5s。按照?qǐng)D3連接電極(電極1和2)到儀器，不要放置樣品。在電壓源輸出和電極2之間插入一個(gè)(500±5)kQ的電阻。應(yīng)加載10V5GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000按圖3連接電極(電極1和電極2)到儀器，不要放置樣品。在電源輸出和電極2之間插入一個(gè)1.0×102×(1±5%)Ω的電阻器。應(yīng)加載100V電壓，當(dāng)顯示數(shù)值穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)。如果讀數(shù)在電阻器的容差范圍內(nèi)，重復(fù)該步驟5次，記錄儀器顯示穩(wěn)定讀數(shù)的時(shí)間。5次記錄的平均值就是充電時(shí)間。當(dāng)測(cè)量樣品高于10?Ω時(shí)，充電時(shí)間要再加5s。將8.2.1給出的電極組件連接到配套儀器上(見圖2)。被測(cè)樣品應(yīng)放到絕緣支撐板上，測(cè)量表面朝除非另有規(guī)定，選擇儀器輸出電壓10V,15s后記錄讀數(shù)。如果指示電阻小于1.0×10?Ω,記錄結(jié)果，并對(duì)下一個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)量。如果指示電阻等于或大于1.0×10?Ω,選擇儀器輸出電壓100V,重新將8.2.1給出的電極組件連接到配套儀器上(見圖3)。先把底部的電極(電極2)放到絕緣支撐板上，然后把樣品放在底部電極上。再把頂部的電極(電極1)放置到樣品的大致中心位置，或緣有10mm的距離。選擇儀器輸出電壓10V,15s后記錄讀數(shù)，除非另有規(guī)定。如果指示電阻小于1.0×10?Ω,記錄結(jié)果，并對(duì)下一個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)量。如果指示電阻等于或大于1.0×10?Ω,選擇儀器輸出電壓100V,并重復(fù)以上步驟。在8.5.2描述的充電時(shí)間后記錄指示電阻值。測(cè)量樣品應(yīng)安裝典型接地端子。把樣品放在絕緣支撐板上，測(cè)量表面朝上。把電極組件(電極3)放到樣品表面上，離樣品邊緣或接地端子至少50mm的距離(見圖7)。儀器的測(cè)量導(dǎo)線分別連接到電極組件和接地點(diǎn)上。選擇儀器輸出電壓10V,如果指示電阻小于1.0×10?Ω,15s后記錄讀數(shù)，然后樣品進(jìn)行測(cè)量。如果指示電阻等于或大于1.0×10?Ω,泄放儀器電壓，然后選擇儀器輸出電壓100V,重復(fù)以上步驟。把電極組件(電極3)放到樣品表面上，離樣品邊緣或接地點(diǎn)至少50mm的距離(見圖7)。儀器的測(cè)量導(dǎo)線分別連接到電極組件和接地點(diǎn)上。選擇儀器輸出電壓10V,如果指示電阻小于1.0×10?Ω,15s后記錄讀數(shù)，然后對(duì)下一個(gè)位置或者樣品進(jìn)行測(cè)量。如果指示電阻等于或大于1.0×10?Ω,關(guān)閉儀器電源輸出，然后選擇儀器輸出電壓100V,重復(fù)以上步驟。6GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20008.6.4點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電阻測(cè)量將8.2.3中描述的兩個(gè)電極組件(電極3)連接到配套儀器上。樣品應(yīng)放到絕緣支撐板上，測(cè)量表面朝上。電極應(yīng)放到樣品表面上，除非另有規(guī)定，兩電極軸距至少250mm,并至少距離樣品邊緣50mm(見圖8)。選擇儀器輸出電壓10V,如果指示電阻小于1.0×10?Ω,15s后記錄讀數(shù)。然后對(duì)下一個(gè)位置或者樣品進(jìn)行測(cè)量。如果指示電阻等于或大于1.0×10?Ω,關(guān)閉儀器電源輸出，然后選擇儀器輸出電壓100V,重復(fù)以上步驟。9電阻率值的轉(zhuǎn)換當(dāng)要將表面電阻或者體積電阻(按照8.6.1或者8.6.2中的測(cè)量方法得到)轉(zhuǎn)化成電阻率時(shí)，按下述進(jìn)行轉(zhuǎn)換(與GB/T1410—2006一致)。9.1表面電阻率按照?qǐng)D9使用式(1)進(jìn)行計(jì)算：式中：…………ps——表面電阻率，單位為歐姆(Ω);Rx——表面電阻測(cè)量值，單位為歐姆(Ω);d?——中心柱電極的直徑，單位為米(m);g——兩個(gè)接觸電極之間的距離(間隙),單位為米(m)。9.2體積電阻率按照?qǐng)D9使用式(2)進(jìn)行計(jì)算：式中：pv——體積電阻率，單位為歐米(Qm);Rx——體積電阻測(cè)量值，單位為歐姆(Ω);d?——中心柱電極的直徑，單位為米(m);g——兩個(gè)接觸電極之間的距離(間隙),單位為米(m);h——樣品厚度，單位為米(m)。10重復(fù)性和再現(xiàn)性給定樣品的電阻伴隨測(cè)量條件而改變，對(duì)于被測(cè)材料來說，不均勻是正常的。因此，計(jì)算的重復(fù)性幾率一般至多10%,經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生較大的偏離(在同一條件下可產(chǎn)生一個(gè)數(shù)量級(jí)范圍的偏離)。在相似樣品上的對(duì)比測(cè)量要在相同電壓等級(jí)上進(jìn)行。這些測(cè)量方法的重復(fù)性可以假定為大約半個(gè)數(shù)量級(jí)的范圍。如果實(shí)驗(yàn)室的一系列結(jié)果的平均值是5×1010Ω,則期望數(shù)值分布在2.5×1010Ω和7.5×1010Ω之間。7GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000i)作為獨(dú)立結(jié)果的表面電阻率與平均值的相關(guān)性；j)作為獨(dú)立結(jié)果的體積電阻率與平均值的相關(guān)性；k)對(duì)地/對(duì)接地點(diǎn)電阻和測(cè)量位置的標(biāo)識(shí)；m)樣品的準(zhǔn)備和測(cè)量日期；n)測(cè)量中觀察到的具體細(xì)節(jié)(例如極化性影響等)。單位為毫米絕緣導(dǎo)線(>1013Q)絕緣體(>1013Q)金屬電極安裝基座8GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000中心柱電極(電極1)環(huán)形電極(電極2)試樣中心柱電極(電極1)環(huán)形電極(電極2)支撐物試樣支撐物底部電極(電極2)單位為毫米儀器電纜單位為毫米儀器電纜總質(zhì)量絕緣導(dǎo)線(>1013Q)絕緣體(>101Q)電極39GB/T37