在半导体车间,静电看不见、摸不着,但破坏力却以纳秒计算。

直接击穿: 人体通常感应不到3000V以下的静电放电,但对于线宽仅几纳米的芯片,几十伏的意外放电就足以击穿栅氧化层,导致晶圆直接报废。

潜在损伤(PID): 更可怕的是低电压放电——芯片当时没坏,但内部留下了“内伤”,导致产品早期失效,成为设备可靠性的定时炸弹。

微粒吸附: 带电表面会像吸尘器一样吸附空气中的微小颗粒。在Class 10级洁净车间,一颗0.1μm的灰尘落在光刻区域,就可能毁掉整个晶圆图形。

因此,从晶圆制造到封测、运输,防静电材料是必需品。但不同工序、不同接触方式,对防静电的需求并不相同——这就引出了材料阻值的选择问题。

防静电材料家族:四种阻值,四种"角色”

防静电材料的核心指标是表面电阻率(单位:Ω)。它不是"越低越好",而是"匹配场景才好"。我们可以把这四种材料理解为车间里的四种"角色":

10¹⁰ - 10¹²Ω 的防静电PEEK:为“临界场景”而生

在半导体车间,有一类场景对材料提出了“矛盾”的要求:既要防静电,又不能导电;既要耐高温,又要洁净;既要PEEK的机械强度,又要抗静电功能。

这就是 1010 - 1012Ω 防静电PEEK的用武之地。它不是要替代导电或耗散材料,而是填补一个“绝缘与导电之间的空白地带”。

1. 从“抑制产生”入手,而非依赖接地

耗散材料(106 - 109 Ω)的核心逻辑是“快速泄放”,这需要可靠的接地路径。但在某些精密结构中,接地并不方便,或者接地本身会影响电气设计。1010 - 1012Ω 的材料走的是另一条路:

抑制电荷产生: 通过材料改性,减少摩擦起电的几率;

缓慢中和: 即使产生电荷,也能通过微弱通路缓慢泄露,或与环境中的离子中和;

适用场景: 适合不方便接地、或需要电绝缘与防静电双重属性的场合。

2. 保留PEEK的“王牌性能”,不被改性牺牲

导电PEEK(< 105 Ω)通常需要添加大量碳填料,导电性虽好,但可能带来机械性能下降(变脆);而 1010 - 1012Ω 的防静电PEEK,通过本征型或微量添加技术实现抗静电,保留了PEEK原有的:

  • 耐高温性(长期260℃)

  • 高机械强度(可替代金属)

  • 耐化学腐蚀(耐受强酸强碱清洗)

  • 低离子析出(不影响晶圆纯度)

3. 填补“绝缘”与“耗散”之间的应用空白

普通PEEK(绝缘体> 10¹²Ω):适合需要高绝缘的场景,但在高速摩擦中可能累积静电。

耗散材料(106 - 109Ω):适合需要快速泄放的接地场景。

防静电PEEK(1010 - 1012Ω):站在中间——既能缓慢释放静电,防止累积;又保留绝缘特性,不影响电路设计。

它不是“更好”,而是“不同”——为那些既需要PEEK性能、又需要防静电、还要求电绝缘的场景,提供了一个专业选择。

JUTAIPEEK®ESD10#12 的典型工程应用

半导体测试插座(IC Test Socket)、晶圆承载部件(Waffle Pads、Trays)、探针台部件、绝缘支架

JUTAI新一代抗静电技术

产品物性表:

苏州聚泰新材料有限公司,专注特种工程塑料整体解决方案,覆盖材料选型、改性定制、结构设计与加工制造,服务于电子半导体、机械设备、石油石化、航空航天等行业。
公司已形成 PAEK、PEI、PSU、PI、PPS 等成熟材料体系,通过 ISO9001、GJB9001C 认证,获评江苏瞪羚企业、省级专精特新中小企业、苏州市工程技术研究中心。

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作者 808, ab