Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
BS EN 61340——静电学系列
Electrostatics（静电学：测量方法、模拟与防护要求）
⚡ BS EN 61340 系列是英国标准学会（BSI）对 IEC 61340 的正式实施，规定了静电学领域的术语、测量方法、模型模拟与防护要求，是电子制造、石化、火工品、印刷与涂装等行业的静电放电（ESD）防护基础标准族。该系列由英国技术委员会 GEL/101（静电学）归口，ICS 分类 17.220.99 与 29.020。各分部分等同采用（identical）对应的 IEC 61340 部分。全系列共 13 个分部分，覆盖静电衰减能力测量、固体材料电阻与电阻率、人体模型（HBM）与机器模型放电波形、防护装备、接地与静电放电防护区（EPA）等完整内容。
⚠️ 注意：本系列部分源文件为扫描版本，依据公开领域知识撰写相关内容；凡可直接取自原文的部分（如 -2-1、-2-3、-3-1 的标题与范围）均据原文呈现，具体限值须以官方发布版本为准。
一、系列概述 📌
静电放电是微电子器件失效、易燃易爆环境点火与粉体吸附回潮的主要诱因之一。BS EN 61340 通过统一的术语、测量与防护规则，为企业建立 ESD 控制体系提供技术依据。标准分为多个子系列：-2 为测量方法，-3 为静电效应模拟方法，-4 为专用试验方法（含电阻/电阻率的多种电极配置），-5 为防护要求（如 -5-1 通用静电防护区要求、-5-3 静电耗散平面材料性能）。
本批次收录的 13 份文件以 -2-1（2015）、-2-3（2016）、-3-1（2007）、-3-2（2007）、-4 各分册（2004—2016）与 -5 各分册（2015—2016）为主，反映从测量、模拟到防护的完整逻辑链路。从发布节奏看，2015—2016 年前后集中更新了 -2、-4、-5 系列，说明静电防护对电子制造的重要性随元器件集成度提升而持续受到重视。
二、系列构成与分部清单 🔧
| 分部分 | 主题（中文） | 核心内容 |
|---|---|---|
| BS EN 61340-2-1 | 材料与产品静电消散能力测量 | 电荷衰减/消散时间测量方法 |
| BS EN 61340-2-3 | 固体材料电阻与电阻率测定 | 用于避免静电荷积累的固体材料 R/ρ |
| BS EN 61340-3-1 | 人体模型（HBM）ESD 波形模拟 | HBM 放电测试波形规范 |
| BS EN 61340-3-2 | 机器模型（MM）ESD 波形模拟 | MM 放电测试波形规范 |
| BS EN 61340-4-1 | 鞋/地板系统电阻（修订） | 鞋-地板组合接地电阻测量 |
| BS EN 61340-4-3 | 鞋类静电性能 | 防静电鞋电阻测量 |
| BS EN 61340-4-4 | 柔性中间层（地垫）电阻（修订） | 防静电地垫/工作台垫电阻 |
| BS EN 61340-4-5 | 静电耗散平面材料—鞋/地板测试 | 鞋-地板系统模拟人员放电 |
| BS EN 61340-4-6 | 腕带/脚带电阻 | 人体接地带电阻测量 |
| BS EN 61340-4-8 | 放电屏蔽袋 | ESD 屏蔽包装衰减测量 |
| BS EN 61340-4-9 | 服装静电性能 | 防静电工作服电阻/电荷测量 |
| BS EN 61340-5-1 | 通用静电防护区（EPA）要求 | EPA 建立与工程/行政控制 |
| BS EN 61340-5-3 | 静电耗散平面材料性能要求 | 工作台面/地垫性能规范 |
💡 关键理念：测量（-2、-4）是验证材料”能不能泄放电荷”，模拟（-3）是验证”ESD 事件长什么样”，防护（-5）是规定”怎么做才安全”，三者缺一不可。
三、关键技术要求 🔥
1. 静电消散能力（BS EN 61340-2-1）
原文范围明确为”材料与产品消散静电荷能力”的测量方法。通过充电后测量表面/体积电位衰减至规定比例（如 50 % 或 10 %）的时间，评估材料抗静电能力。该部分于 2015 版取代 2002 版，并衔接 IEC 61340-2-1:2015。测量时给试样施加规定电压使其带电，然后断开充电并记录电位随时间衰减曲线，以衰减时间常数或衰减到阈值的时间作为评价参数。
2. 固体材料电阻与电阻率（BS EN 61340-2-3）
原文范围明确为”用于避免静电荷积累的固体材料电阻与电阻率测定”。给定电极配置与施加电压（如 100 V、500 V），测量体积电阻与表面电阻，计算电阻率在 10⁴–10¹² Ω 量级范围内的材料适用性。2016 版取代 2000 版，新增了更严格的电极与预处理规定。测量前需在规定的温度与相对湿度下预处理，并注意电极施加压力、试样厚度与漏电流路径对结果的影响。
3. 人体模型 ESD 波形（BS EN 61340-3-1）
原文范围明确为”人体模型（HBM）静电放电测试波形”的模拟方法。规定 HBM 放电的峰值电流、上升时间、衰减特性等波形参数，用于器件 ESD 抗扰度试验平台标定。2007 版相对 2002 版的重要变化是”不再将应用限定于半导体器件”，适用范围更宽。典型 HBM 电路由约 100 pF 电容与约 1.5 kΩ 电阻串联构成，模拟人体带电后接触器件的放电过程。
4. 防护区与防护装备（-4、-5 系列）
-4 系列针对鞋、地板、腕带、地垫、屏蔽袋与服装等防护装备给出测量方法，-5-1 规定 EPA 的建立与管理要求，-5-3 规定静电耗散平面材料的性能要求。这些部分共同回答了”防护体系是否完整、接地是否连续、材料是否落在静电耗散区间”等关键问题。
四、工程实践应用 🛠️
- 🔍 防护区建设：按 -5-1 划定 EPA，配置接地点、防静电地垫（满足 -5-3）、腕带（-4-6）与离子风机，并做定期点检。
- 🔧 材料选型：地坪、台垫、周转箱先用 -2-3 测电阻率，再用 -4 系列测鞋/地板/腕带组合电阻，确保泄放通路连续。
- 📊 器件防护：生产、转运用 -4-8 屏蔽袋包装，用 -4-9 考核防静电服，降低摩擦起电与放电风险。
- 📋 验证与审计：按 -2-1 抽检材料电荷衰减，建立 ESD 控制程序与培训记录。
- 🏭 高危环境：石化、火工品等易燃易爆场所还需结合 -3 系列波形模拟与现场静电测量，控制点火风险。
🚨 危险：静电防护中”电阻过高不泄放、电阻过低变导体”都不可取；防护材料必须落在静电耗散区间，并配合可靠接地，否则反而积累电荷或引入电击风险。
✅ 工程要点：EPA 的核心是”全员、全过程、全接地”——人员经腕带/鞋-地板接地，物料经周转与包装防护，设备经接地与离子中和，才能形成闭环的静电控制体系。
五、常见问题解答 ❓
❓ 问：电阻率越低越防静电吗？
答：不是。真正需要的是”静电耗散”材料（10⁶–10⁹ Ω 量级），既能缓慢泄放电荷又不会瞬间放电；纯导体或绝缘体都不适合做防护面层。
答：不是。真正需要的是”静电耗散”材料（10⁶–10⁹ Ω 量级），既能缓慢泄放电荷又不会瞬间放电；纯导体或绝缘体都不适合做防护面层。
❓ 问：BS EN 61340-2-3 与 -2-1 有何区别？
答：-2-3 测定材料的电阻/电阻率（本征属性），-2-1 测定充电后的电荷消散能力（动态行为），二者评价标准不同。
答：-2-3 测定材料的电阻/电阻率（本征属性），-2-1 测定充电后的电荷消散能力（动态行为），二者评价标准不同。
❓ 问：HBM 与 MM 模型分别模拟什么？
答：HBM 模拟人体直接接触放电，MM 模拟带电金属工具/设备对器件的放电，二者波形参数与危害机理不同，-3-1、-3-2 分别规范。
答：HBM 模拟人体直接接触放电，MM 模拟带电金属工具/设备对器件的放电，二者波形参数与危害机理不同，-3-1、-3-2 分别规范。
❓ 问：为什么”静电耗散”比”导电”更受青睐？
答：静电耗散材料把放电速率控制在安全范围，避免瞬间大电流损坏器件或引燃敏感气体，兼顾安全与防护。
答：静电耗散材料把放电速率控制在安全范围，避免瞬间大电流损坏器件或引燃敏感气体，兼顾安全与防护。
🔍 问：EPA 必须配置离子风机吗？
答：对绝缘物体（不接地件）无法靠接地泄放，需离子化空气中和；是否属于强制取决于工艺中的绝缘体风险，由 -5-1 评估决定。
答：对绝缘物体（不接地件）无法靠接地泄放，需离子化空气中和；是否属于强制取决于工艺中的绝缘体风险，由 -5-1 评估决定。
