静电耗散材料及使用

　　很多时候静电的产生不可避免，因此安全地消除静电显得更为重要。许多抗静电材料在接地或与地板等大的平面导体接触的时候也具备静电耗散功能。静电耗散材料具有相似的体积电阻，或用导电材料覆盖，如用于工作台的台垫等。耗散材料在接触带电器件时，能够使放电的电流得到限制。

　　按照EIA 和ESDA的定义，静电耗散材料是表面电阻率在105 ~1012 Ω/sq的材料。Bossard等学者的研究表明，105 Ω/sq下限电阻对于ESD能量敏感器件的保护来讲是适当的，这类器件会因热熔导致失效。

　　除表面电阻率之外，静电耗散材料另一个重要特性是将其将静电荷从物体上泄放的能力，而描述这一特性的技术指标是静电衰减率。按照孤立导体静电衰减模型，静电衰减周期与其泄放电路的电阻与电容乘积（RC）成指数关系：

　　V（t） = V0e-t/t

　　式中V（t） 为衰减后静电电压，V0是衰减前静电电压，t为时间，t= RC 是时间常数。

　　研究静电泄放能力，典型的假设是，在特定的时间内，如2秒内，将静电电压衰减到一个特定的百分比，如1%。对一个盛放PWB的周转箱来说，其电容大约为50 pF，这时其电阻应为：

　　这个数字正好是静电耗散材料阻值范围中的值。此外，对静电耗散材料来说，相对湿度也是重要的因素，在静电衰减测试当中要予以控制和记录。

　　导静电材料的特性和使用

　　表面电阻率小于1 X 105Ω/sq的材料被定义为导静电材料。导静电材料可以将导静电材料或静电耗散材料上的静电转移到自身的表面。它通常用于分流目的，将器件的引脚连接到一起以保证引脚之间的电位相同。

　　要想达到分流的目的，须保证两点：第一，在快速放电中保持等电位。这一限制与材料的电感有关。测试实验中发现，8000V的脉冲电压能将放在导静电泡沫材料中的，对HBM放电非常敏感的器件（小于50V）的器件损坏。虽然有测试表明，对器件引脚进行分流保护在工厂生产环境中已经足够，但是有证据表明，分流保护仍然不能排除可能的损伤。最近公布的一些实验数据证明了这一点。

　　第二，分流必须让器件引脚闭合。许多静电放电，特别是带电器件模型（CDM）下的放电，放电的时间只有1nS，如果分流用物体距离器件几英寸远，此时器件引脚上的ESD会在电流流过分流导电材料形成的等电位连接之前就损伤了器件。

　　很少有实例表明，器件会对纯粹的静电场敏感。实际当中，使用导静电材料仅仅对表面声波（SAW）过滤的器件和光掩膜集成电路（IC）的器件是必要的，因为它们金属尖端结构中有微小的空气间隙（这种结构会让静电场增强）。此外，非连续型金属氧化物半导体（MOS）器件在有非常长的天线引入线接触器件时，由于场强影响放大，也会被静电场损坏。

　　典型的导静电材料是混入了碳粉的高分子聚合材料（如前面所提到的导电泡棉）或采用真空熏镀金属层的材料（如屏蔽袋）。虽然，105 Ω/sq是导静电材料和静电耗散材料的界限值，它并不是提供CDM保护的下限值。这一点，在只有10–104 Ω/sq导电材料可以选择时非常有用。使用导静电材料会导致CDM损伤的风险增加。

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