在電子業、半導體與高階精密製造領域中,EPA(ESD Protected Area,靜電防護區)的設置目的在於降低靜電放電(ESD)對敏感元件造成的損害。靜電防護無塵鞋作為人員接地系統的關鍵組成部分,能夠將人體累積的靜電荷安全且持續地傳導至接地點,有效避免因瞬間放電而導致的產品失效或品質異常。
其中,「導電連續性」是確保靜電防護鞋有效運作的核心設計要素。這意味著鞋面、鞋底、導電元件及接地系統之間必須維持穩定且低阻抗的電性連接,以確保靜電荷能夠不間斷地傳導。如果導電連續性不足,即便鞋底材料具備靜電消散性質,仍可能在關鍵時刻發生失效,進而導致ESD 事件的發生。
國際標準如 ANSI/ESD STM9.1、IEC 61340-4-3 等,針對靜電防護鞋的阻抗範圍、測試條件與驗收標準都訂定了明確規範。這些規範不僅是產品合格認證的重要依據,更直接關係到整體靜電防護系統的可靠度與長期穩定性。對於採購與品質管理人員而言,深入了解並仔細檢視靜電防護無塵鞋的導電連續性設計與測試報告,是確保生產線安全與產品品質的重要環節。
導電連續性是什麼?為什麼無塵鞋需要它
在靜電防護無塵鞋的設計中,「導電連續性」是指鞋底、鞋墊、中底、筒身與導電配件(如導電子母扣、導電編織帶)之間,必須建立穩定且低阻抗的電氣連接。這樣的結構設計可確保人員在 EPA 環境中行走、站立或操作設備時,靜電荷能夠持續且可控地傳導至地面接地系統。
缺乏導電連續性的靜電防護鞋,很可能成為「形式上的防護」,在檢測或實際使用過程中發生接地中斷的情況。這類中斷會導致人體電位不斷累積,一旦接觸靜電敏感元件(ESDS),便可能發生瞬間放電,造成產品損壞、產線停機,甚至批次報廢的嚴重風險。
根據 ANSI/ESD S20.20 的規範要求,EPA 環境中所有導體(包含人員)都應與共同接地點保持電位一致,方能確保靜電防護系統的有效運作。因此,靜電防護無塵鞋的導電連續性,不僅是產品性能的基礎要求,更是企業 ESD 管制方案能否達到合規標準的重要關鍵。
靜電防護無塵鞋的結構設計重點
靜電防護無塵鞋的性能表現,主要取決於整體結構中各元件的導電設計與材料選擇。以下為影響導電連續性與靜電消散效果的核心要素:
- 鞋面與筒身材質
- 常見材料包括靜電防護無塵布(導電纖維混紡)、PU(聚氨酯)、PVC(聚氯乙烯)等。
- 導電纖維能夠在鞋面與筒身間建立電氣連接,確保人體與鞋底之間的電流傳導順暢。
- 導電元件設計
- 導電編織帶:連接鞋面、鞋墊與鞋底,確保垂直方向的導通性。
- 導電子母扣:可與無塵服接地系統配接,讓人體電位直接連結至共同接地點。
- 導電縫線:在鞋面與鞋底結合處維持連續性。
- 鞋底材料與靜電特性
- PU 鞋底:具備耐磨、重量輕、阻抗穩定性佳等特點,適合長時間穿著使用。
- PVC 鞋底:成本相對較低,耐化學性良好,但阻抗穩定性稍低於 PU 材質。
- 鞋底須具備靜電消散特性(10⁵ Ω ≤ R ≤ 10⁹ Ω),以符合 ANSI/ESD 與 IEC 相關標準。
- 可接地設計分類
- ESD Category 1:高防護等級,阻抗範圍較低,適用於高敏感度元件的生產環境。
- ESD Category 2:中防護等級,適合一般電子製造環境使用。
- ESD Category 3:低防護等級,多用於靜電敏感度相對較低的作業環境。
在實際應用中,優質的靜電防護鞋除了必須滿足導電連續性的設計要求外,還需同時兼顧舒適性、透氣性與耐用性,以確保作業人員在長時間使用過程中,防護效果能夠持續保持穩定。
國際與國內測試規範總覽
靜電防護無塵鞋的品質與效能,必須通過國際與國內標準的檢測驗證,方能確保其在 EPA 環境中發揮穩定的防護效果。主要規範涵蓋:
- ANSI/ESD 標準(美國)
- ANSI/ESD STM9.1:規範鞋類阻抗的測試方法,測試範圍通常為 1.0 × 10⁵ Ω 至 1.0 × 10⁹ Ω。
- ANSI/ESD STM97.1:人員/鞋/地板系統的阻抗量測,要求 Rsystem < 3.5 × 10⁷ Ω 方可視為合格。
- ANSI/ESD STM97.2:走動測試,檢測人體在移動過程中所產生的電壓,Vg 必須低於 100V。
- IEC 標準(國際電工委員會)
- IEC 61340-4-3:規範靜電防護鞋的測試方法,阻抗上限設定為 1.0 × 10⁹ Ω。
- IEC 61340-4-5:針對人員/鞋/地板系統的整體防護性能測試,涵蓋靜電壓降與電位差的量測項目。
- CNS 標準(台灣國家標準)
- CNS 20344 系列:參考 ISO 20344/20345/20346/20347 等國際鞋類安全測試方法,包含導電性能、耐磨性、防滑性與舒適度等檢測項目。
這些標準不僅明確界定了靜電防護鞋的阻抗範圍與測試條件,也確保產品在不同產業與作業環境中具備一致性與可預測性。對於採購與品管人員而言,要求供應商提供符合 ANSI/ESD 與 IEC 雙標準 的完整測試報告,能夠有效降低靜電失效的潛在風險。
檢測流程與合格判定
靜電防護無塵鞋的檢測,目的在於確認其導電連續性與靜電消散性能,並確保在實際作業中能夠維持穩定的接地效果。標準的檢測流程通常包含以下步驟:
- 測試前準備
- 確保鞋子乾燥、清潔,無灰塵、油污或化學殘留物質。
- 測試環境溫濕度須符合標準規範(如 23℃ ± 2℃,相對濕度 12%~60%)。
- 測試人員須穿著相容的靜電防護服或服飾,以避免影響測試結果。
- 測試步驟
- 鞋類阻抗測試(ANSI/ESD STM9.1、IEC 61340-4-3)
- 將鞋底置於導電測試平台上,接觸面積需完整貼合。
- 將測試電極接觸鞋內的導電部位(如鞋墊或導電帶)。
- 施加測試電壓(通常為 100V 或 500V),量測其阻抗值。
- 人員/鞋/地板系統測試(ANSI/ESD STM97.1)
- 測試人員穿著測試鞋站立於導電地板上。
- 使用專用儀器測量人員與地面之間的總阻抗值(Rsystem)。
- 走動測試(ANSI/ESD STM97.2)
- 測試人員穿著測試鞋在指定的地板上行走。
- 量測人體電壓的峰值(Vg)。
- 合格判定
- 鞋類阻抗值:應落在 1.0 × 10⁵ Ω 至 1.0 × 10⁹ Ω 範圍內(IEC 標準允許上限 10⁹ Ω)。
- 人員/鞋/地板系統阻抗:應 小於 3.5 × 10⁷ Ω(ANSI/ESD 標準)。
- 走動電壓:人體電壓峰值 必須低於 100V(ANSI/ESD 標準)。
- 常見不合格原因與改善方法
- 阻抗過高:導電帶斷裂、鞋底材料老化、污染物質覆蓋。
- 阻抗過低:材料導電性過強,容易導致電流過快放電。
- 走動測試失敗:地板導電性能不足或鞋底受到污染。
採購與品質控管建議
對於電子、半導體及精密製造業而言,選購與驗收靜電防護無塵鞋不僅涉及成本考量,更直接關係到生產線安全與產品良率。以下建議可協助採購與品管人員提升判斷與管理效能:
- 索取完整的檢測證明
- 要求供應商提供符合 ANSI/ESD STM9.1、STM97.1、IEC 61340-4-3 等標準的第三方檢測報告(如 SGS、TAF 認證)。
- 檢查報告是否包含阻抗測試數據、測試條件、合格判定等完整資訊,避免僅有「合格」結論的簡略文件。
- 驗收時進行抽檢
- 建立到貨抽檢制度,隨機挑選部分鞋款進行阻抗測試,確保與檢測報告數據保持一致。
- 建議抽檢比例依訂單量彈性調整,例如每 50 雙抽檢 1 雙。
- 檢查與整體系統的相容性
- 確認鞋款與現有的靜電防護服、接地地板系統具備良好相容性,避免阻抗過高或過低導致系統失效。
- 在更換新鞋款前,應先進行人員/鞋/地板系統測試,確保全系統達到合格標準。
- 成本與壽命的綜合評估
- 高品質 PU 鞋底雖成本相對較高,但耐磨性與阻抗穩定性優於 PVC 材質,可降低長期更換成本。
- 應評估更換週期與總擁有成本(TCO),而非僅考慮單價因素。
透過這些採購與品管控制措施,企業能夠確保靜電防護無塵鞋在使用壽命內始終維持導電連續性,進而降低 ESD 風險,提升產品品質的穩定度。
CYK 的靜電防護無塵鞋解決方案
CYK 專精於無塵室個人防護裝備的研發與製造,針對 EPA 環境與高階製造業的實際需求,提供兼具導電連續性與國際認證的靜電防護無塵鞋產品。
- 導電連續性設計細節
- 全鞋導電結構:鞋底、鞋墊與鞋面之間採用多點導電帶連接,確保各部位阻抗值一致且穩定。
- 專用導電子母扣:可與 CYK 無塵服接地系統完整整合,形成完善的人員接地回路。
- 鞋底材料優化:採用靜電消散型 PU 材質,阻抗值穩定落在 1.0 × 10⁵ Ω ~ 1.0 × 10⁸ Ω 區間,即使長時間穿著也不易產生偏移。
- 國際標準測試合格
- 通過 ANSI/ESD STM9.1、STM97.1、STM97.2 等相關測試。
- 通過 IEC 61340-4-3 靜電防護鞋阻抗測試,並提供第三方檢測報告(SGS/TAF 認證)。
- 在不同濕度環境下仍能維持合格的阻抗範圍,確保跨季節與跨地區使用的穩定性。
- 實際應用案例
- 半導體晶圓廠導入後,透過年度 ESD 驗證測試,鞋款阻抗穩定率達 98% 以上。
- 高階電子組裝廠回饋,搭配 CYK 靜電防護服與接地地板系統後,ESD 不合格率降低超過 40%。
我們深信,靜電防護無塵鞋不僅是一項消耗品,更是 EPA 環境防護鏈中的核心環節。我們的設計理念,在於確保每一步都能穩定、安全地導電,為企業產品品質與生產效率提供可靠的保障。
CYK,為您的靜電防護系統加上一道保險
在高敏感度的電子與半導體製造環境中,任何一次靜電放電(ESD)事件,都可能造成昂貴的產品損失與產線停機的嚴重風險。靜電防護無塵鞋作為人員接地系統的關鍵組成,其導電連續性設計與國際測試規範合格,是確保 EPA 環境穩定運作的基礎保障。
對於採購與品質管理人員而言,選擇一款經過 ANSI/ESD、IEC 等國際標準驗證,並具備完整檢測報告的靜電防護無塵鞋,不僅能夠降低 ESD 風險,更能提升生產的穩定性與產品良率。
CYK 提供符合高階製造業需求的靜電防護無塵鞋產品,並以台灣自有產線確保品質一致性與供貨穩定。如果您的企業正在尋找能真正提升防護效能的解決方案,立即聯絡我們,獲取專屬的產品諮詢與測試報告,讓每一步都走得安全可靠。