ESD防护之2 表面阻抗的测量方法

表面电阻和表面电阻率

尽管在电子设备的电路设计阶段采取了许多预防措施，仍然无法完全避免制成中的静电破坏现象。因此，制程中使用的治具等也需要做好防止ESD措施。这些措施中，控制所使用部件的表面电阻值是非常重要的一步。表面电阻可以通过欧姆定律算出。

中文1.png

中文2.png

表面电阻值只是两点之间的电阻，所以其数值取决于电极的形状和电极之间的距离。这使我们很难比较个别的测量结果。与此相对，表面电阻率为单位面积的电阻，所以在防静电对策中也非常重要。

PBI各种材料的参数表中均附有表面电阻值。这个表面电阻值是以ANSI/ESD STM 11.13为标准检测得来的。在此标准下使用2pin的探针，电极直径(l)为1/8英寸，电极之间的距离(W)为1/8英寸。

由上述得到的表面电阻率如下(ρs)。

ρs = Rs × l/w = Rs × {(1/8)/(1/8)} = Rs

由以上公式可知ρs = Rs。也就是说由本方法测试出的表面电阻值(Rs)和表面电阻率(ρs) 几乎是一样的。

材料选型时注意事项

中文3.png

因此，随着材料厚度的变化，材料内部传输的电流量也会发生变化。这意味着测量的表面电阻率会随着材料的厚度而变化（材料的表面电阻率不是固定值）。

虽然在实际使用的表面阻抗率， ESD尽管考虑实际使用中的表面电阻率作为衡量ESD的标准是很有用的，但在选择材料时最好不要使用与几何形状有关的表面电阻率（需获取大概数值时，表面电阻率非常方便）。

选择材料时，建议使用体积电阻率，这是一个材料的特定值。

ESD对策和表面电阻率

在施行ESD对策时，表面电阻率是非常重要的一环。由表面电阻率差异产生的主要特征如下所示。

	效果	IEC	ESD Association
静电屏蔽	用这种物质包围空间时，内外不会发生静电转移		<10³ Ω/sq.
静电传导率	几乎不带电，产生静电的几率极低有发生强力静电的可能性	10²–10⁵ Ω/sq.	<10⁴ Ω/sq.
静电扩散率	不易带电，即使带电也容易扩散放电即使发生ESD，也很难发生急剧的电压变化	10⁵–10¹¹ Ω/sq.	10⁴–10¹¹ Ω/sq.
静电绝缘	容易带电，成为静电的来源	>10¹¹ Ω/sq.	>10¹¹ Ω/sq.

从上表可以看出，静电扩散性材料对ESD对策有效。其中，如果不想产生静电的话，尽量选择低表面电阻率的，ESD发生时不想产生急剧的电压变化的话，尽量选择高表面电阻率的。

虽然也显示了IEC（International Electrotechniccal Commusion）和ESD Assition的表面电阻率范围，但是各个团体的数值多少有些不同。除了这两个团体以外，各种各样的个人、团体也提倡最适合的表面抵抗率，其值也是各种各样的。根据实际使用的环境和目的不同，最佳值也会有所变化，所以请参考上表来讨论符合使用环境和目的的表面电阻率。