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当今电子产品日益精密，静电防护变得尤为重要。材料的电阻特性，不仅影响产品可靠性，也决定应用效能。材料的电阻特性可分为抗静电、静电消散、导电与绝缘四类。静电现象在日常生活和工业环境中普遍存在，特别是在空气干燥时，静电放电（ESD）现象更为明显，也可能损害半导体元件并引发短暂且强烈的电磁干扰，因而对敏感电子元件及设备构成威胁。了解材料电阻特性与静电及电磁干扰（EMI）的关系，是设计高可靠性电子元件与设备的重要基础。本文将解释「抗静电」、「静电消散」、「导电」与「绝缘」这些术语的意涵，并探讨它们在不同应用中的价值。

各术语所代表的意思
抗静电 (Anti-Static)
•    定義：抗靜電材料可防止靜電在物品表面積聚。
•    主要特性：降低静电放电（ESD）的风险，但不主动释放电荷。
•    应用：用于避免静电对敏感电子元件造成损坏或引发火花的环境。
•    范例：电子元件包装用的防静电袋。

静电消散 (Dissipative)
•    定义：消散性材料允许电荷以受控速率释放至地面。
•    主要特性：电阻介于导电与绝缘之间，可安全释放电荷，防止对静电敏感装置产生损害。
•    应用：常见于电子产品生产的环境、抬面、或防静电包装。
•    范例：用于防静电环境中的接地线。

导电性 (Conductive)
•    定义：导电材料可让电荷在其表面或内部自由移动。
•    主要特性：电阻非常低。
•    应用：在接地系统中传导电荷或作为导电连接元件。
•    范例：接地线中的金属导体或添加碳系的材料。

绝缘性 (Insulative)
•    定义：绝缘材料阻止电荷移动，不允许电流流动。
•    主要特性：电阻极高，适合用于电气隔绝和保护。
•    应用：用于防止电击或隔离电气元件。
•    范例：橡胶手套、塑胶外壳或陶瓷材料。

 

电阻值如何量测
电阻值分为表面电阻和体积电阻，分别反映材料在表面和内部的导电性能。

•    表面电阻：使用探针法量测，将电极放置于样品表面，测量电压与电流比值。

•    体积电阻：将电极夹持在样品上下两侧，施加电压后测得电流，计算出体积电阻。
这些测试需要精密设备，并且受样品形状、环境温湿度等因素影响，因此需在标准化条件下进行。

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导电PEEK螺丝

电阻值判读
根据 ANSI/ESD S20.20 或 IEC 61340-5-1 的标准，电阻值分类如下：
电阻分类表
单位：欧姆 (Ω)

 

半导体制程中为什么要抗静电
在半导体制程中，静电是隐形的杀手。微小的静电放电（ESD）可能导致精密元件损坏、电路短路，甚至影响整体产品的良率与可靠性。
由于半导体元件的尺寸极小且敏感，仅需微小的静电能量即可造成永久性损害。因此，在制程中采用抗静电技术至关重要。从工作人员的防静电服饰到静电消散地板和设备，这些措施能有效防止静电积聚，不仅提升产品品质，还降低生产过程中的潜在损失，确保高科技产品的稳定性和安全性。
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适用于电子／半导体元件制造设备的抗静电或静电消散工程塑胶

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工程塑胶材料经过改性后，具有抗静电或静电消散特性，广泛应用于电子与半导体制造设备中。
常见分类与应用：
•    抗静电聚碳酸酯（PC）：适用于防尘罩或需求透明可视的视窗，有效减少静电吸附并保证设备内部清洁。
•    静电消散聚甲醛（POM）：经过静电消散改性，常用于滑块与导轨，降低静电对敏感元件的影响并延长设备寿命。聚甲醛本身为高度结晶性材料，静电消散改性需透过填料或共混来实现，其改性效果容易随时间或湿度变化而衰退。此类改性 POM 材料需注意静电性能的稳定性及持久性。
•    静电消散聚醚醚酮（PEEK）：具有高耐温性与静电消散特性，应用于接触化学溶剂制造环境的晶圆盒、载具、夹具。
•    静电消散聚醚酰亚胺（PEI）：经改性后具备稳定静电消散特性，适用于高温环境中的耐久零部件，如插座或结构支架。
了解材料的电阻特性，有助于选用适当材料来提升产品安全与性能。无论是防止静电损害，或是确保电气隔离，正确应用是实现高可靠性设计的关键。

允拓材料致力于工程塑胶材料的应用开发，在高分子领域市场上有超30年的专业经验，为客户提供即时的专业产业知识和解决方案。如有应用需求，请洽 customer-services@linkupon.com