ESD包裝選用的技術(shù)考慮(1)1

1、ESD包裝選用的技術(shù)考慮(1)1 防靜電包裝與應(yīng)用 ESD包裝選用的技術(shù)考慮（1）重要術(shù)語的理解 以下術(shù)語是理解ESD材料和進行包裝設(shè)計的基礎(chǔ)： 抗靜電材料（Antistatic）：能夠有效地阻擋靜電荷在自身及與其接觸材料上積累的材料。靜電耗散材料（StaticDissipative）：用于減緩帶電器件模型（CDM）下快速放電的材料。 根據(jù)靜電協(xié)會（ESDA）和電子工業(yè)聯(lián)合會（EIA）的定義，其表面電阻在1051012/sq之間。抗靜電材料和靜電耗散材料可直接用于多數(shù)充電和放電失效過程中防護，甚至包括了自動生產(chǎn)線。當(dāng)然在使用當(dāng)中須經(jīng)過簡潔的測試。不過，這并不時說它們是萬能的，有時我們也需要使用

2、導(dǎo)靜電材料。 導(dǎo)靜電材料（Conductive）：根據(jù)定義，是指表面電阻率小于105/sq的材料。它們通常被用于器件與同電位分流連接，在某些時候，它們還被用于區(qū)域的靜電場屏蔽。 在對這三種材料的理解上簡單有一些誤區(qū)，比如，很多材料既是抗靜電材料又是靜電耗散材料；許多時候通常導(dǎo)電材料與一些絕緣材料也會產(chǎn)生靜電，但這些材料不能視為抗靜電材料。 要清晰材料的區(qū)分，懂得在它們在什么狀況下的應(yīng)用，對于實施和保持有效的ESD掌握體系特別關(guān)鍵，同時也是正確評價防靜電材料供應(yīng)商產(chǎn)品有效性的關(guān)鍵因素。這些材料特性不能對正常的生產(chǎn)過程造成影響。此外，耐磨損性，熱穩(wěn)定性，污染的影響以及其他許多其他特性也應(yīng)當(dāng)成為評價

3、材料特性時需要考慮的因素。 抗靜電材料及使用 絕緣材料與其他材料相接觸會產(chǎn)生靜電，這是因為物體接觸時，會發(fā)生電荷（電子或分子離子）的遷移，抗靜電材料能夠讓這種電荷的遷移最小化。不過，因為摩擦起電取決于相互作用的兩種物質(zhì)或物體，所以單獨說某種材料是抗靜電的并不精確。 精確的說法應(yīng)當(dāng)是，該種材料對另一種材料來講是抗靜電的。實際當(dāng)中，所指其他材料既有絕緣材料，如印刷線路板（PWB）環(huán)氧樹脂基材，也有導(dǎo)電材料，如PWB上的銅帶。它們在某些過程及取放當(dāng)中都可能帶電。 多數(shù)商用抗靜電材料是對生產(chǎn)過程中的多數(shù)材料是抗靜電材料的材料，因此才被稱為抗靜電材料。它們有三種不同類型：（1）通過抗靜電劑表面處理；（2

4、）合成時混入抗靜電劑在表面形成抗靜電膜的材料（3）本身就有抗靜電性的材料。 常用的抗靜電劑能夠削減很多材料的靜電，因此應(yīng)用廣泛。它們一般是溶劑或載體溶液混入抗靜電表面活性劑，如季銨化合物、胺類、乙二醇、月桂酸氨基化合物等而制成。使用抗靜電劑能夠在材料之間形成一層主導(dǎo)材料表面特性的薄膜。這些抗靜電劑都是表面活性劑，其削減摩擦電壓的機理還不得而知。然而，研究發(fā)覺，這些表面活性劑都具有汲取水分子的特性，它們能夠促使材料表面汲取水分。實際應(yīng)用同樣也是，抗靜電劑的效果受環(huán)境濕度的影響很大。此外，抗靜電劑也可削減摩擦力，有利于削減摩擦電壓。 因為抗靜電劑具有一定的導(dǎo)電性能，所以在適當(dāng)濕度的條件下，它們能夠

5、通過耗散來泄放靜電。但在實際當(dāng)中，后一種特性可能更簡單得到重視，因而它也就成為了評估抗靜電材料的最主要的指標(biāo)。但是，抗靜電材料更重要的功能應(yīng)當(dāng)是其在沒有接地的狀態(tài)下削減靜電產(chǎn)生的功能，而不是導(dǎo)電性。 靜電耗散材料及使用 許多時候靜電的產(chǎn)生不可避免，因此安全地消退靜電顯得更為重要。很多抗靜電材料在接地或與地板等大的平面導(dǎo)體接觸的時候也具備靜電耗散功能。靜電耗散材料具有相似的體積電阻，或用導(dǎo)電材料掩蓋，如用于工作臺的臺墊等。耗散材料在接觸帶電器件時，能夠使放電的電流得到限制。 防靜電包裝與應(yīng)用 根據(jù)EIA和ESDA的定義，靜電耗散材料是表面電阻率在1051012/sq的材料。Bossard等學(xué)者的

6、研究表明，105/sq下限電阻對于ESD能量敏感器件的保護來講是適當(dāng)?shù)?，這類器件會因熱熔導(dǎo)致失效。 除表面電阻率之外，靜電耗散材料另一個重要特性是將其將靜電荷從物體上泄放的能力，而描述這一特性的技術(shù)指標(biāo)是靜電衰減率。根據(jù)孤立導(dǎo)體靜電衰減模型，靜電衰減周期與其泄放電路的電阻與電容乘積（RC）成指數(shù)關(guān)系： V(t)=V0e-t/t 式中V(t)為衰減后靜電電壓，V0是衰減前靜電電壓，t為時間，t=RC是時間常數(shù)。 研究靜電泄放能力，典型的假設(shè)是，在特定的時間內(nèi)，如2秒內(nèi)，將靜電電壓衰減到一個特定的百分比，如1%。此外，對靜電耗散材料來說，相對濕度也是重要的因素，在靜電衰減測試當(dāng)中要予以掌握和記錄。

7、 導(dǎo)靜電材料的特性和使用 表面電阻率小于1X105/sq的材料被定義為導(dǎo)靜電材料。導(dǎo)靜電材料可以將導(dǎo)靜電材料或靜電耗散材料上的靜電轉(zhuǎn)移到自身的表面。它通常用于分流目的，將器件的引腳連接到一起以保證引腳之間的電位相同。 要想達到分流的目的，須保證兩點： 第一，在快速放電中保持等電位。這一限制與材料的電感有關(guān)。測試試驗中發(fā)覺，8000V的脈沖電壓能將放在導(dǎo)靜電泡沫材料中的，對HBM放電特別敏感的器件（小于50V）的器件損壞。雖然有測試表明，對器件引腳進行分流保護在工廠生產(chǎn)環(huán)境中已經(jīng)足夠，但是有證據(jù)表明，分流保護仍舊不能排解可能的損傷。最近公布的一些試驗數(shù)據(jù)證明白這一點。 第二，分流必需讓器件引腳閉合。很多靜電放電，特殊是帶電器件模型（CDM）下的放電，放電的時間只有1nS，假如分流用物體距離器件幾英寸遠，此時器件引腳上的ESD會在電流流過分流導(dǎo)電材料形成的等電位連接之前就損傷了器件。 很少有實例表明，器件會對純粹的靜電場敏感。實際當(dāng)中，使用導(dǎo)靜電材料僅僅對表面聲波（SAW）過濾的器件和光掩膜集成電路（IC）的器件是必要的，因為它們金屬尖端結(jié)構(gòu)中有微小的空氣間隙（這種結(jié)構(gòu)會讓靜電場增加）。此外，非連續(xù)型金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）器件在有特別長的天線引入線接觸器件時，由于場強影響放大，也會被靜電場損壞。 典型的導(dǎo)靜電材料是混入了碳粉的高分子聚合材料（如前面所提到