10⊃1;⁰–10⊃1;⊃2; Ω: „Punkt krytyczny” PEEK bezpiecznego dla ESD — jak zrównoważyć wydajność i bezpieczeństwo

W fabrykach półprzewodników elektryczność statyczna jest niewidoczna i niezauważalna, a mimo to jej niszczycielska siła może zadziałać w ciągu nanosekund.

Podział bezpośredni:

Ludzie zazwyczaj nie są w stanie wyczuć wyładowań elektrostatycznych poniżej 3000 V. Jednakże w przypadku chipów o szerokości linii wynoszącej zaledwie kilka nanometrów przypadkowe wyładowanie o wartości zaledwie kilkudziesięciu woltów może przebić się przez warstwę tlenku bramki, powodując natychmiastową awarię płytki.

Potencjalne uszkodzenie wywołane (PID):
Jeszcze bardziej niebezpieczne są wyładowania niskonapięciowe. Chip może nie ulec natychmiastowej awarii, ale uszkodzenia wewnętrzne pozostają, co prowadzi do przedwczesnej awarii produktu i staje się ukrytym zagrożeniem dla niezawodności sprzętu.

Przyciąganie cząstek:
Naładowana powierzchnia zachowuje się jak odkurzacz, przyciągając mikroskopijne cząsteczki z powietrza. W pomieszczeniu czystym klasy 10 pojedyncza cząsteczka o średnicy 0,1 μm wylądująca na obszarze fotolitografii może zniszczyć cały wzór płytki.

Dlatego też, od produkcji płytek po pakowanie, testowanie i transport, niezbędne są materiały odporne na ESD . Jednakże różne procesy i warunki kontaktu wymagają różnych poziomów ochrony elektrostatycznej, co prowadzi do kluczowej kwestii wyboru rezystywności materiału.

Rodzina materiałów ESD: cztery poziomy rezystywności, cztery „role”

Podstawowym wskaźnikiem materiałów ESD jest rezystywność powierzchniowa (Ω) . Nie jest to kwestia „im niższa, tym lepsza”, ale raczej dopasowanie do scenariusza zastosowania . Te cztery kategorie można postrzegać jako cztery różne „role” w warsztacie zajmującym się półprzewodnikami.

10⊃1;⁰–10⊃1;⊃2; Ω ESD-Safe PEEK: Zaprojektowany dla „scenariuszy krytycznych”

W produkcji półprzewodników niektóre zastosowania nakładają pozornie sprzeczne wymagania na materiały:

• Muszą być odporne na ESD, ale nie przewodzące

• Odporny na wysoką temperaturę, a jednocześnie wyjątkowo czysty

• Zachowaj wytrzymałość mechaniczną PEEK , zapewniając jednocześnie funkcjonalność antystatyczną

To jest dokładnie miejsce, gdzie 10⊃1;⁰–10⊃1;⊃2; Ω ESD PEEK . W grę wchodzi

Zamiast zastępować materiały przewodzące lub rozpraszające, wypełnia lukę między izolacją a przewodnością.

1. Tłumienie wytwarzania ładunków zamiast polegania na uziemieniu

Podstawową logiką materiałów rozpraszających ładunki elektrostatyczne (10⁶–10⁹ Ω) jest szybkie rozpraszanie ładunku , co wymaga niezawodnej ścieżki uziemiającej. Jednakże w niektórych konstrukcjach precyzyjnych uziemienie może być niewygodne lub samo uziemienie może zakłócać projekt elektryczny.

Materiały w 10⊃1;⁰–10⊃1;⊃2; Zakres Ω stosuje inną strategię:

• Tłumienie wytwarzania ładunku:
  modyfikacja materiału zmniejsza prawdopodobieństwo ładowania tryboelektrycznego.

• Stopniowa neutralizacja:
  Nawet jeśli powstają ładunki, mogą one powoli rozpraszać się ścieżkami mikroprzewodzącymi lub neutralizować jonami w otaczającym środowisku.

• Obowiązujące scenariusze:
  Idealny w sytuacjach, gdy uziemienie jest trudne lub gdy wymagana jest zarówno izolacja elektryczna, jak i ochrona ESD.

  
  

  
  

  
  

• 

2. Zachowanie „właściwości podpisu” PEEK

Przewodzący PEEK (<10⁵ Ω) zwykle wymaga dużej ilości wypełniaczy węglowych. Chociaż przewodność ulega poprawie, może to prowadzić do zmniejszenia wydajności mechanicznej (np. zwiększonej kruchości).

Natomiast 10⊃1;⁰–10⊃1;⊃2; Ω ESD PEEK zazwyczaj osiąga właściwości antystatyczne poprzez wewnętrzne modyfikacje lub technologię minimalnych dodatków , zachowując oryginalne zalety PEEK:

• Odporność na wysoką temperaturę (praca ciągła do 260°C)

• Wysoka wytrzymałość mechaniczna (w wielu zastosowaniach może zastąpić metal)

• Doskonała odporność chemiczna (toleruje czyszczenie silnymi kwasami i zasadami)

• Niskie zanieczyszczenie jonowe (utrzymuje czystość płytki)

  
  

3. Wypełnianie luki pomiędzy izolacją a rozpraszaniem

• Standardowy PEEK (izolator >10⊃1;⊃2; Ω):
  Nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej izolacji, ale może gromadzić elektryczność statyczną w wyniku tarcia przy dużej prędkości.

• Materiały rozpraszające ładunki elektrostatyczne (10⁶–10⁹ Ω):
  idealne do systemów uziemionych wymagających szybkiego rozpraszania ładunku.

• ESD PEEK (10⊃1;⁰–10⊃1;⊃2; Ω):
  Umieszczony pomiędzy nimi — umożliwia powolne uwalnianie ładunku, aby zapobiec gromadzeniu się ładunku, zachowując jednocześnie właściwości izolacyjne i zapewniając, że nie ma to wpływu na konstrukcję obwodów.

Niekoniecznie „lepsze” , ale „inne” – specjalistyczne rozwiązanie do zastosowań, które wymagają jednocześnie wydajności PEEK, ochrony ESD i izolacji elektrycznej . Typowe zastosowania inżynieryjne JUTAIPEEK® ESD10#12

• półprzewodników IC Gniazda testowe

• Elementy do obsługi wafli ( podkładki waflowe, tace )

• Elementy stacji sondy

• Izolacyjne konstrukcje wsporcze