静电耗散标签在电子产业中的应用分析

关键词：

静电－Electrostatic, Static Electricity 静止未流动的电荷，能够停留在物体上

ESD－ElectrostaticDischarge,静电放电（静电释放），指处于不同静电电位的两个物体之间的静电荷转移

静电耗散材料－表面电阻率1x 105 Ω/square至1x 1012 Ω/square之间的材料（或其体积电阻率1x 104 Ω-CM——1x 1011 Ω-CM）

一、            静电对电子产业的负面影响

由于物体间的接触分离（摩擦、剥离、撕裂和碰撞等）或电场感应，会产生物体之间或物体内部带电粒子的扩散、转移或迁移，从而形成物体表面电荷堆积，即呈现带电现象。这种现象可能导致物体表面电荷对空气中带异性电荷的微粒子尘埃的吸引，造成电子敏感元器件绝缘性能的降低、结构腐蚀或破坏。在一定条件下，这种积聚电荷还会产生静电放电，使电子元器件局部破损或击穿。

而静电引起电子元器件局部结构破损和性能降低，是对电子行业的生产的重大潜在威胁，它可能比爆炸和燃烧造成的危害更有过之，例如影响生产合格率、制造成本、产品品质与可靠性等。根据全球各地ESD协会的调查分析，全球电子工业的ESD损坏成本达到每年上百亿美元。因为它难于检查，造成事故的随机性大，容易与其他失效原因混淆而被掩盖。并且随着易产生静电的高分子材料广泛大量使用，致使产品静电现象的产生变得日益严重，再加上电子元器件日趋微小化等因素，使得静电的危险性越来越大，敏感性越来越高，已经达到不容忽视的程度。

二、            静电耗散标签在静电防护工作中的作用

静电防护工作是一项系统工程，必须制定出与之相适应的一系列标准和工作程序，从静电防护的系统要求着手，把各个环节的方方面面工作，全盘纳入标准的防静电规范之下。它涉及敏感电子产品的制造、装配、处理、检查、试验、维修、包装、运输、贮存、使用等各个环节，而且是一种串联模式；同时它又与敏感产品所处的环境和操作人员着装有直接关系，任一方面的疏漏或失误，都将导致静电防护工作的失败。

使用静电耗散标签也是电子产业中静电防护工作中的一个重要环节，从原料入厂到产品出厂和用户使用的过程中，静电耗散标签可以使制造者能够跟踪每一步工作过程，满足生产的可靠要求。普通标签在使用中，会产生大量的静电，原因在于普通标签材质由绝缘材料层所组成，当从衬垫上取下时，不管是手工操作还是机器操作，都会产生和保持数百甚至数千伏的电压，对可靠生产是极大的隐患。而静电耗散标签是由静电耗散材料所组成，它与普通标签的济大区别是它残留在材料表面的电荷数量大大减少；另外，静电耗散型标签的表面电荷被允许从标签向地面耗散，这样，静电耗散标签就可以将残留的电荷和产生的电压减少到能够满足电子元器件可靠生产的要求。

下表为常见尼龙材料标签在使用中产生的电压测试数据：

三、            电子行业生产中的标签使用须知

标签由不同的基材制成，规格尺寸��不一样，贴标方式也不尽相同，使用的环境和场地也有所不同，因此对于标签的使用，必须从以下方面区别对待：

3.1  不同标签的衬底材料不同，所产生静电压区别很大。包括标签从衬底上撕掉的速度、角度、方向、接地的使用和测试环境等等因素，都会对测试数据产生很大影响。

3.2  标签尺寸不一，产生的静电压均有不同。研究表明，测量电压随标签尺寸的增加而增加。但是对于静电耗散型标签，电压保持在比较低的水平，即使尺寸有所增加，电压也只是处于不明显的增长。因此，面积大的普通标签比面积小的具有更大的引起ESD危害的可能性。当在ESD敏感工作区需要使用标签时，使用者必须考虑使用静电耗散型标签。

3.3  外部环境的不同，对于标签的表面电阻有很大的影响，我们以普通纸质衬底的标签在不同湿度环境下的测试数据来加以说明，从表中可以看出，在57%RH湿度水平，纸质的衬底测量到可认为是静电耗散型材料的表面电阻；在31%RH水平，纸质衬底的表面电阻还是很接近静电耗散型的范围；但是在9%RH时落入绝缘材料的表面电阻范围。

四、            静电耗散标签在实际使用中的常见误区

对于ESD要求较高的电子产品生产中，并非使用静电耗散标签代替普通标签就可以完全杜绝静电在标签这一环节的产生，常见的使用误区有如下几项：

4.1  在使用防静电标签来代替普通标签以减少静电产生的过程中，有一个常见的错误概念，使用者普遍认为：有了防静电标签，使用了静电耗散材料，就完全可以避免了静电的产生。这个认识是不**的。普通标签含有绝缘材料，它会引起电荷保留在标签上，即使提供接地路径也是无效的。但是使用静电耗散型标签时，如果不能提供正确的接地方式，防静电标签就不能得到济大效果的应用。因此，使用防静电标签的同时再提供正确的接地方式，才是使用者正确的选择。

4.2  使用防静电标签不能代替离子风机的作用。虽然通过接地的方式正确使用防静电标签，但是离子风机（空气离子发生器）可以用来减少由电子装配环境所产生的静电压，为了有效工作，必须适当放置和有效利用离子风机，对放电源吹出离子。对高敏感性元件，离子风机和静电耗散性标签可以结合使用，形成对ESD损害的双重保护。

4.3  自动贴标机不能代替防静电标签。虽然大量的研究数据表明，当自动贴标机把标签从衬底上取下时比手工取下时标准标签产生较低的电压，但是标签上还是有静电荷的堆积，如何减少电荷的产生，能够让电荷及时释放，自动贴标机是无法做到的。但是自动贴标可以节省审查时间、减少静电产生和减少对电子产品的手工操作。使用者可以针对不同要求的产品，不同的生产环节，将防静电标签和自动贴标机有效结合，对可靠生产和效率提高是行之有效的方法。

4.4  使用防静电标签并非就是万事无忧。在使用静电耗散型标签时，使用者必须操作小心，因为静电耗散型标签不是绝缘的，装配者和制造商必须留心这种标签的位置。贴在产品上任何导电性表面的标签，如元件引脚、通路孔或焊盘，可能会影响产品的功能。所以在使用防静电标签前，进行必要的测试是可靠生产的前提。

五、            静电耗散标签的发展趋势

防静电标签济近几年得到了迅速的发展，从使用性能到材料的更新已经完成了几代产品的更新。从济初的粘胶材料选用静电耗散材料到如今标签本身使用静电耗散材料，从开始满足常温条件作业到如今满足－60℃至270 ℃的高低温工作条件，发展可以用日新月异来形容。使用材料也经历了从纸质－涤纶－尼龙－复合材料的科技**，或许，从下面的技术参数表格中我们可以看出端倪。

从上表可以看出，新型的复合材料防静电标签的各方面性能均有不同程度的提高，在实际使用中，它具有普通防静电标签所无法比拟的性能

l        具有超低瞬间剥离静电压

l        具有**的耐高低温性，可在-60℃—270 ℃的温度范围内使用

l        在高温屏蔽保护的生产使用中，不会在被保护物表面留下残胶

l        抵挡生产中常见的焊接剂、熔融剂和清洁剂等化学物质的侵蚀

l        超快的静电释放速度保障生产可靠

l        不含任何半导体有害成份

六、            综述

ESD是电子工业济昂贵的损坏原因之一。在制造环境中，防静电标签只是静电防护控制程序的一小部分。选择性能优异的防静电标签，可以改进生产工艺，提高生产效率，缩短生产周期和交货周期，增加产量，并且利用准确、可靠的元件标识和跟踪系统便于查找缺陷产品并且立即采取纠正措施。选择和使用更好的防静电标签，对于ESD防护工作会起到异常重要的作用。