被忽視的細(xì)節(jié)——淺談防靜電工作臺(tái)的接地系統(tǒng)

防靜電工作臺(tái)是一種常見(jiàn)的防靜電裝備，市場(chǎng)需求量很大。如今市場(chǎng)上的防靜電工作臺(tái)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(guó)外知名廠商，也有國(guó)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(tái)的式樣型號(hào)繁多，材質(zhì)各異，特別近年來(lái)，又出現(xiàn)了所謂的垂直導(dǎo)通的工作臺(tái)、無(wú)機(jī)基材的工作臺(tái)等等，令人眼花繚亂。

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

防靜電工作臺(tái)作為一個(gè)操作平臺(tái)，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(tái)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(chǎng)的動(dòng)因，或許他們?cè)O(shè)計(jì)的工作臺(tái)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(tái)，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(chǎng)的主導(dǎo)。但GWS公司申請(qǐng)了外觀專利，國(guó)內(nèi)幾家專業(yè)防靜電工作臺(tái)生產(chǎn)商均面臨著侵權(quán)訴訟麻煩，去年就有國(guó)內(nèi)公司去德國(guó)參加防靜電展因涉嫌工作臺(tái)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(guó)內(nèi)的企業(yè)僅僅只是抄襲了外觀式樣，并沒(méi)有引進(jìn)最為關(guān)鍵的防靜電技術(shù)。防靜電工作臺(tái)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(tái)呢？

查閱了一些標(biāo)準(zhǔn)和資料，國(guó)內(nèi)沒(méi)有專門的關(guān)于防靜電工作臺(tái)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只是在不少標(biāo)準(zhǔn)中簡(jiǎn)單的提及，衡量的指標(biāo)也就是簡(jiǎn)單的表面電極間電阻和對(duì)地電阻。國(guó)外也沒(méi)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(duì)于工作臺(tái)/站本身沒(méi)有規(guī)定，只是對(duì)于防靜電臺(tái)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)里，防靜電臺(tái)墊可以理解為防靜電工作臺(tái)面，于是我們可以得出這樣的結(jié)論：在防靜電工作臺(tái)中，最重要的就是防靜電工作臺(tái)面和接地系統(tǒng)。

防靜電臺(tái)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(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)涉及防靜電工作臺(tái)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(tái)面的各類問(wèn)題已經(jīng)另文闡述過(guò)，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(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸和使用維護(hù)過(guò)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(tái)、防靜電工作區(qū)域都必須接地。由于防靜電工作臺(tái)是進(jìn)行各類靜電防護(hù)操作的平臺(tái)，直接接觸產(chǎn)品，所以接地系統(tǒng)尤顯重要。然而長(zhǎng)期以來(lái)由于對(duì)于接地概念的混淆，絕大多數(shù)的防靜電工作臺(tái)的接地系統(tǒng)都存在問(wèn)題，歸納起來(lái)主要存在以下問(wèn)題：

1、往往是用手腕帶的接地線當(dāng)作整個(gè)工作臺(tái)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(guò)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(jiǎn)單的用螺絲固定在臺(tái)面下，那怕臺(tái)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(duì)于工作臺(tái)臺(tái)面的靜電電荷的泄放是沒(méi)有任何作用的。

2、以防靜電工作臺(tái)面能垂直導(dǎo)通為由，不設(shè)立接地系統(tǒng)。近幾年，市場(chǎng)上出現(xiàn)了以垂直導(dǎo)通為主要賣點(diǎn)的防靜電工作臺(tái)，其特點(diǎn)是工作臺(tái)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(tái)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(tái)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(wèn)題的。首先是環(huán)節(jié)多，路徑長(zhǎng)，對(duì)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(huì)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(tái)的上隔板、抽屜和移動(dòng)柜等附件根本沒(méi)有接地。一般認(rèn)為這些附件不會(huì)直接放置產(chǎn)品所以并不需要接地，但也有一些客戶會(huì)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(tái)防靜電工作臺(tái)的接地線串接或不是軟接地。

這些看似的小缺陷會(huì)造成防靜電工作臺(tái)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(wèn)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(lái)有以下三點(diǎn)原則：第一必須是軟接地。所謂軟接地是通過(guò)一足以限制流過(guò)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(tái)防靜電工作臺(tái)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(wú)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(tái)必須配置的。具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖3。

該公共接地系統(tǒng)提供了兩個(gè)接地插口，分別用于手腕帶和防靜電臺(tái)墊接地。該接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較的復(fù)雜，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)非常少見(jiàn)。該接地系統(tǒng)只是考慮了防靜電臺(tái)墊的接地，但現(xiàn)在市場(chǎng)上的防靜電工作臺(tái)的臺(tái)面大都采用的是防靜電的三聚氰胺防火板，這類工作臺(tái)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(wèn)題。這款稱為“防靜電工作臺(tái)專用接地裝置”是由世界著名的防靜電工作臺(tái)生產(chǎn)商芬蘭的全適通公司引進(jìn)中國(guó)的，具體的結(jié)構(gòu)見(jiàn)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(tái)表面外觀，并具有工作站/臺(tái)靜電接地集成作用，最多能提供7個(gè)接地插口，使防靜電工作臺(tái)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(tái)面，對(duì)于垂直導(dǎo)通的臺(tái)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(tái)面下即可。同時(shí)也可適用于工作臺(tái)的上隔板、抽屜和移動(dòng)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(jiǎn)便就能實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的接地。

圖4 防靜電工作臺(tái)專用接地系統(tǒng)示意圖

一款合格的防靜電工作臺(tái)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(chǎng)的很多防靜電工作臺(tái)徒有其表，而無(wú)防靜電的實(shí)效，關(guān)鍵就在于我們忽略了一個(gè)小細(xì)節(jié)——接地系統(tǒng)。防靜電技術(shù)有時(shí)看起來(lái)很簡(jiǎn)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(gè)系統(tǒng)工程的集成，缺失任何一個(gè)看似微小的環(huán)節(jié)就會(huì)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(tái)必須實(shí)現(xiàn)接地，接地對(duì)于防靜電工作臺(tái)/站是很重要的，接地系統(tǒng)不僅是提供人體和工作臺(tái)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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