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为什么半导体厂的ESD问题,总是从“台垫”开始爆出来?

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2025-12-03

        在半导体厂的安全管理体系里,ESD(静电放电)看似无形,却是极频繁、极容易被忽略、极高成本的隐患。更关键的是:绝大多数 ESD 失效,都与“防静电胶皮 / 防静电台垫”直接相关。是的,不是机器,不是人员,不是流程……而是你每天都在摸的那块台面材料。

图:焊锡台面无卤防静电胶皮

 

        一、ESD 异常为什么总从“台垫”开始?

        你可能见过这些场景:明明手环良好,仍出现静电报警;明明接地正常,测试仪却偶发击穿;明明人员规范操作,良率却下降;明明设备没动,静电传感器却飙红,很多安全员初始反应都是查设备、查接地线、查人员操作。但真正的根因往往是:防静电胶皮老化、参数漂移、表面污染、被化工品腐蚀导致电阻失控。因为在整个操作链路中,防静电台垫是接触频率极高的材料。

它承担着:

1.工装的放置

2.批次晶圆的临时摆放

3.防护产品的接触

4.测试设备底面的摩擦

5.静电泄放的触点

台垫一旦出问题,其他所有 ESD 控制手段都将失效。它就像一条地基裂开的高速公路,车再好也开不稳。

 

        二、为什么防静电胶皮容易“潜在失效”?

        “潜在失效”是半导体行业安全员最头疼的情况。防静电胶皮恰恰是最常出现潜在失效的材料之一,原因有三:

1.化工品侵蚀导致电阻骤变,半导体行业大量使用化工品:显影液、清洗剂、IPA、腐蚀液等。这些化工品落到防静电台垫表面后,会:

① 破坏台垫表面的 ESD 薄层

② 形成绝缘污染膜

③ 加速材料老化裂解

结果就是:台垫看起来没问题,参数已经完全漂移。

2.表面清洁剂残留影响耗散性能

很多班组为了保持“视觉洁净”,滥用强脱脂剂或含硅清洁剂。这些残留会导致:

① 静电衰减时间延长

② 电荷堆积不均匀

③ 导致“瞬间放电点”产生

这类失效非常隐蔽,却是极其容易击穿敏感器件的。

3.老化导致体积电阻从10⁸Ω飙到10¹²Ω

防静电胶皮是聚合材料,长时间暴露于:

① 温度变化

② 紫外线

③ 摩擦

④ 腐蚀

都会使电阻值上升。最典型的一句话是:“台垫看起来还可以用,但电阻已经远远不在国标范围内。”

 

        三、各类标准对防静电台垫到底要求什么?

        安全员最常接触的标注主要包括:《SJ/T 10694-2022电子产品制造与应用系统防静电测试方法》,《ANSI ESD S20.20-2021静电防护的ESD管控体系》,《IEC 51345-5-1-2024电子器件的静电防护-通用要求》等,另外我国还有不同的国家标准,行业标准,如中国军用标准,中国兵器工业部行业标准等,因保密需要,不做赘述了。汇总了不同标准要求,规定防静电台垫/胶皮材料必须测试:

① 点对点电阻

② 点对地电阻

这是判断台垫合格与否的基础。

另外静电释放衰减时间和摩擦起电压这两个参数也建议结合,因为这是计算静电放电能量的重要参数。

 

也明确规定:

① 防静电台垫电阻必须保持在1*10⁹ Ω 以内;

② 防止突然放电、火花放电

③ 防止电荷积累

这些要求是为了避免“不受控放电”,这也是半导体厂最怕的风险。

虽然是讲台面逻辑,但同样适用于地面系统:材料本身必须与接地系统形成完整泄放回路。换句话说:台垫合格≠系统合格。台垫不合格=系统必定不合格。

图:半导体车间防静电台垫

 

        四、真正的ESD事故,从不是突然发生的

        安全员最常说的一句话:“我们那次重大 ESD 失效追溯下来,问题竟然出在一块台垫上。”是的。ESD 事故没有“突然”,只有“不被重视的细小变化”。这些变化可能是:台垫角落的一块破皮,清洁剂残留的一层薄薄油膜,化工品滴落后的轻微硬化,老化引起的一点点变色,电阻测试时被忽略的一次异常,而这一点点偏差,对纳米级器件来说,就是致命风险。

 

        五、你的ESD稳定性,就藏在那块防静电台垫里

        在半导体工厂里,任何一个微小的静电失控,都可能导致:

1.批次报废

2.良率下滑

3.传感器误触发

4.化工品区域火花风险

很多时候,你不需要改工艺、不需要换设备、不需要追查人员。你只需要从最基础的一步重新检查:那块不起眼的防静电胶皮,还是不是合格的?

 

        24小时 客户服务热线:如果您对创选宝的防静电台垫等产品及其静电防护解决方案感兴趣,请联系创选宝客服,或致电:400-606-9458创选宝防静电——您的工业静电安全防护专家。

 

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