洁净室中的ESD问题（2）

表面阻值和相对湿度
按照ANSI/ESD S541-2003标准（ESD包装及材料标准），表面阻值率大于1011欧姆的材料属于绝缘材料。绝缘材料由于不导电，附带的静电荷可能在材料表面保持几秒钟或者更长的时间。表面阻值的降低或升高往往与相对湿度有关。材料1011欧姆阻值时的相对湿度是该材料保持静电耗散特性的临界点。用于包装静电敏感器件的材料需要有较低临界点，因为在操作或运输的过程中有可能出现干燥的空气环境。在没有静电屏蔽包装的情况下，没有泄放到大地的摩擦静电荷（由于表面摩擦所产生）可能让器件遭受静电场感应损伤。
表３是不同相对湿度情况下产生静电的比较。在ＡＮＳＩ／ＥＳＤ　Ｓ２０．２０标准中，建议环境湿度控制３０—７０％范围。相对湿度低于３０％时，物体很容易产生静电。按照ＥＳＤＡ（美国静电放电协会）有关表面电阻的标准(ANSI/ESD STM11.11-2001)，平面材料测量表面电阻前，须在相对湿度12% +/-3%，温度730F +/-50F（译者：原文如此）环境下预处理４８小时。可以看出，吸湿性的ＥＳＤ材料的表面电阻与相对湿度存在必然的联系。防潮袋（ＭＢＢ）在干燥环境下（低相对湿度）仍然能够保持良好的静电耗散特性，因此被认为是有非常好的防静电特性。
使用干燥空气或氮气并装入干燥剂，去除ＭＢＢ中的湿气后，袋中的相对湿度可以达到４％以下。在于处理４８—７２小时后，取出袋中的承载物，袋子的表面电阻测量结果可以评估该材料能否保持抗静电特性。图１是ＡＮＳＩ／ＥＳＤ ＳＴＭ１１．１１－２００１的测量方法示意，图２是不同材料的测试结果的例子。
ANSI/ESD STM11.11-2001标准可以用于评估晶片盒、晶片隔板、输送带、净化纸、胶片、树脂玻璃、聚碳酸酯壳、阻隔袋/屏蔽袋、洁净泡棉、聚酯盒以及其他物品的防静电特性。
ANSI/ESD STM11.13-2004 ——小物体的测量
限于篇幅，本文不能介绍所有表面电阻的方法。这里重点介绍一下针对规格大小不能使用ANSI/ESD STM11.11-2001标准中的环状电极进行测量的洁净室材料的表面电阻测量，这就是ANSI/ESD STM11.13-2004标准(测试方法标准)。图3是防静电真空吸笔和吸盘的检测示意图。该高分子聚合物在使用较长时间后会老化，吸盘的其表面电阻增加会变为绝缘材料。
热成型或真空成型的托盘在洁净室中非常常见，而其中许多盘的结构复杂。用于测量平面材料的环形电极无法测量诸如抽屉型的吸塑盘，因此，ANSI/ESD STM11.13-2004对于手套、托盘、真空吸盘、晶片盒、胶片和其他的小结构聚合物的测量提供了有利的支持。
表4是一个典型的检测结果，可以看出该托盘的检测结果是可靠的。
ANSI/ESD S7.1-2005是有关地面检测的。
ANSI/ESD S7.1-2005是非常好的地面评估方法，从点对点电阻和对地电阻（RTG）两个方面检测地面的防静电性能。导电型（永久性防静电）地板设计的电阻不超过106Ω，而一般的测量方法针对的是点对点电阻在106~109Ω的地板。一块可以防止摩擦静电的地板，在遇到人体穿着绝缘鞋的时候，其静电泄放能力可能就不够了。图4、图5分别是地面对对点和工作台面到接地点的阻值测量示意图。
工作站人员安全考虑——ANSI/ESD STM4.1-1997：承载电流能力
4—21mA的交流电可以使人体反射；21—40Ma可使肌肉痉挛；40—100mA可导致呼吸困难。工作站的电阻小于106Ω时，从带电器件放电模型（CDM）和交流电安全角度看，其导电性过强。所以，所有的不锈钢推车、工作台、工作架的表面都应该铺垫洁净室专用的静电耗散台垫。
按照《DOD手册-263》155、156页中所有ESD的描述，阻值靠近高值端的抗静电材料静电泄放可能太慢，阻值靠近导电端的抗静电材料有放电和安全的风险。导电材料的表面导致ESD敏感器件受损的原因可能是静电的快速放电和静电对地泄放过快。工作台的表面电阻控制在106~109Ω，同时连接一个1MΩ的电阻接地，可确保安全。图5是对地电阻（RTG）测量的示意图；图6是ANSI/ESD S7.1-2005点对点电阻检测方法草案。