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試方法Electrostatics—Part2-3:Methodsoftestfordeterminingtheresistanceand(IEC61340-2-3:2000,IDT)國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000 Ⅲ 1 13術(shù)語和定義 1 25測量方法的選擇 26固體導(dǎo)靜電材料的電阻測量 27固體絕緣材料的電阻測量 28靜電耗散性材料的電阻測量(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表面電阻測量系統(tǒng)的校驗裝置 48.5體積電阻測量系統(tǒng)的校驗 48.6測量程序 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量的電極組件 7圖2測量表面電阻的電極連接方式 8圖3測量體積電阻的電極連接方式 8圖4用于對地/接地點(diǎn)電阻以及點(diǎn)對點(diǎn)電阻測量的電極組件 8圖5較低表面電阻范圍測量的校驗裝置 9圖6較高表面電阻范圍測量的校驗裝置 圖7對接地點(diǎn)電阻的測量原理 圖8點(diǎn)對點(diǎn)電阻測量原理 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)識別這些專利的責(zé)任。本部分由中華人民共和國工業(yè)和信息化部(電子)提出并歸口。GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000電阻測試和電阻率的相關(guān)計算屬于電子測量技術(shù)基礎(chǔ)部分里用電壓法和電流法測量的內(nèi)容。常采用直流電流來進(jìn)行固體材料的電阻計算。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試方GB/T1410—2006固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法(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定(ISO1853:ISO2951:1974硫化橡膠絕緣電阻率的測量(Vulcanizedrubber-Determinationofinsulationresistance)ISO3915:1981塑料導(dǎo)電塑料電阻率的測量(Plastics—Measurementofresistivityofconductiveplastics)IEC60260:1968恒定相對濕度的非注入類型的測試場地(Testenclosuresofnon-injectiontypeforconstantrelativehumidity)材料中直流電場強(qiáng)度(V/m)和穩(wěn)態(tài)電流密度(A/m2)的比率。實際上，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)，測量前有必要對樣品進(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)制對流和空氣交換的氣候試驗箱都是合適的裝置。附加指南見GB/T10580—2003和IEC60260:1968。5測量方法的選擇應(yīng)按照如下步驟選擇測量方法：a)如果被測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)行測量；b)如果被測材料的電阻范圍是未知的，依據(jù)第6章的導(dǎo)靜電材料測量方法進(jìn)行測量。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)行接觸電阻對結(jié)果的影響。為防止被測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)行測量。3GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20008靜電耗散性材料的電阻測量(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)行測量。度為±5%的獨(dú)立電流表。對于1×10?Ω或更高的電阻的測量，開路電壓應(yīng)為(100±5)V,對低于1×10?Ω電阻的測量，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)由可與被測樣品表面緊密接觸的材料構(gòu)成，并且不會因為電極電阻或者樣品的污染引推薦采用下面條款中給出的組件，但也可以采用與國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(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，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。測量表面電阻的電極連接方式見圖2,被測材料宜放置在8.2.4描述的絕緣板上。由放置在被測材料的兩個面上的電極組成(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)為一個無銹、無腐蝕的(非鋁)金屬盤，并且足夠大以支撐被測樣品。電極2應(yīng)該電極組件由一個(對地或?qū)拥攸c(diǎn)的電阻)或兩個(點(diǎn)對點(diǎn)電阻)電極(電極3)組成，電極與樣品接觸的表面附有一個導(dǎo)電材料制成的圓盤(見圖4)。當(dāng)兩個電極置于金屬表面上時，在兩電極間施加4GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000被測材料應(yīng)放置在一個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)行測量，依據(jù)GB/T1410—2006和GB/T10064—2006,當(dāng)施加500V電壓時，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)分別比被測樣品的長度和寬度至少大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)行測量的區(qū)域，不應(yīng)對試樣進(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)在測量報告中加以表述。測量表面電阻時，產(chǎn)生不利影響。校驗裝置應(yīng)與8.2.1描述的電極尺寸一致，具有20個獨(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個獨(dú)立的焊盤與環(huán)電極(外側(cè)的)表面接觸。校驗裝置應(yīng)包含20個(10±0.1)MΩ的電阻，它們分別將一對內(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，施加100V電壓，校驗裝置的材料在內(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圖2連接到配套設(shè)備上，然后放到校驗裝置上。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，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圖2連接到配套設(shè)備上，然后放到校驗裝置上。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)的時間。5次記錄的平均值就是充電時間。當(dāng)樣品電阻高于10?Ω時，充電時間要再加5s。按照圖3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(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)的時間。5次記錄的平均值就是充電時間。當(dāng)測量樣品高于10?Ω時，充電時間要再加5s。將8.2.1給出的電極組件連接到配套儀器上(見圖2)。被測樣品應(yīng)放到絕緣支撐板上，測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，并對下一個樣品進(jìn)行測量。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，并對下一個樣品進(jìn)行測量。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描述的充電時間后記錄指示電阻值。測量樣品應(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)，然后對下一個位置或者樣品進(jìn)行測量。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)對點(diǎn)的電阻測量將8.2.3中描述的兩個電極組件(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)。然后對下一個位置或者樣品進(jìn)行測量。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中的測量方法得到)轉(zhuǎn)化成電阻率時，按下述進(jìn)行轉(zhuǎn)換(與GB/T1410—2006一致)。9.1表面電阻率按照圖9使用式(1)進(jìn)行計算：式中：…………ps——表面電阻率，單位為歐姆(Ω);Rx——表面電阻測量值，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體積電阻率按照圖9使用式(2)進(jìn)行計算：式中：pv——體積電阻率，單位為歐米(Qm);Rx——體積電阻測量值，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量條件而改變，對于被測材料來說，不均勻是正常的。因此，計算的重復(fù)性幾率一般至多10%,經(jīng)常會產(chǎn)生較大的偏離(在同一條件下可產(chǎn)生一個數(shù)量級范圍的偏離)。在相似樣品上的對比測量要在相同電壓等級上進(jìn)行。這些測量方法的重復(fù)性可以假定為大約半個數(shù)量級的范圍。如果實驗室的一系列結(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)對地/對接地點(diǎn)電阻和測量位置的標(biāo)識；m)樣品的準(zhǔn)備和測量日期；n)測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