Conductive foam

一、先看兩份報告

同一個料號:防靜電 XPE 泡棉,5 mm,黑色。兩家供應商各給一份檢測報告,一份寫 1×10⁶ Ω,一份寫 4×10⁹ Ω。兩個數都在「防靜電」這個說法的範圍裡,差了約兩個數量級。採購於是卡住:到底哪一份是真的?

答案可能是:兩份都是真的。表面電阻不是材料常數,而是測量結果 —— 它隨四個變數變化,而這四個變數經常沒有被寫進報告。

這一頁不講「導電和防靜電有什麼區別」,那是 防靜電泡棉與導電泡棉 那一頁的事;也不講產品怎麼選。這一頁只講一件事:一個以 Ω 結尾的數,要配上什麼才成立。

二、第一個變數:測的是表面,還是整體

「電阻」在這裡其實是兩個不同的量:

  • 表面電阻。兩個電極放在同一個面上,電流沿著表面走。它回答的是「電荷在表面能不能流走」。
  • 體積電阻。一個電極在上表面、一個在下表面,電流穿過厚度。它回答的是「電荷能不能穿過材料」。

防靜電包裝要的是前者。靜電荷積在表面,包材與器件接觸的也是表面,驗收時探針同樣落在表面。所以本頁討論的判定量是表面電阻。

這也意味著:一張只寫「電阻 10⁶ Ω」的規格書沒有說清測的是哪一個,驗收那天雙方可能各測各的。兩個量可以差很遠 —— 表面耗散的材料,體內可能仍然絕緣;反過來也一樣。

三、第二個變數:用什麼方法測

同樣是表面電阻,方法不同,讀數就不同。差異來自三件事:電極的形狀與間距、施加的電壓,以及通電多久之後讀數。

業內常見的表面電阻測試方法有 IEC 61340-2-3、ANSI/ESD STM11.11 與 GB/T 1410,它們的電極與施加條件並不相同。本頁列出這三項,只是為了說明「方法不止一種」—— 不聲明博豐泡棉按其中任何一項出具報告。這一欄的實際用處是:如果你的規格書寫了方法,驗收就按那一項,中途不要換。

四、第三個變數:在什麼條件下測

表面電阻對濕度敏感,這是這一行的通例。多數聚合物的表面會吸附一層極薄的水膜,濕度高時這層膜讓表面更容易導電,讀數偏低;乾燥環境下讀數偏高。同一片泡棉,梅雨季與乾燥冬季測出來不在一個檔上,並不奇怪。

還有兩個常被忽略的條件:試樣狀態與讀數時間。試樣取自哪一批、在測試環境裡穩定了多久,都會影響結果;部分材料在電壓施加後電阻會緩慢漂移,所以「通電多久讀」必須約定。

三點合起來說明一件事:報告上的數值,只在它自己的條件下才有意義。 一條只寫「≤10⁹ Ω」的條款,沒有溫濕度、沒有讀數時間,就沒有可重現的驗收基礎。

五、第四個變數:測的是哪一面

泡棉有兩個性質不同的面:發泡成型時的模壓面,和後期切割出來的切面。

導電性可以來自兩條路線。一條是整體摻混:導電填料(如炭黑)在發泡前混進聚乙烯,形成貫穿材料體的導電網路。這樣得到的牌號,切開、模切、CNC 銑削之後,新露出的切面仍然在這個網路裡,因此仍然導電。另一條是表面處理:導電性附著在表面,切面可能不具備同樣的表面電阻。

我們的導電型採用整體摻混工藝,切面保持導電;防靜電型的具體做法按牌號而定。對採購來說,結論是一樣的:模切件驗收時,探針落在哪個面上,必須在條款裡寫明。 我們的建議寫「切面」,因為那才是裝配時真正露出來的面。

六、四個變數合起來,就是一條能驗收的條款

把上面四件事連同區間與報告形式寫進規格書,條款才成立:

要寫的寫法不寫的後果
判定量表面電阻(不寫「電阻」,不寫體積電阻)雙方各測一個量
方法指定測試方法;電極與施加電壓隨方法確定讀數不可比
條件約定溫濕度、試樣狀態與讀數時間同一片料兩個讀數
取樣面模壓面或切面,寫明模切件扯皮
區間「10⁶~10⁹ Ω」這樣的閉區間「防靜電」三個字無法驗收
報告由誰測、以什麼形式出具口頭數據不算條款

這六欄沒有一欄需要新增檢測能力,全部是寫清楚的問題。它省下的不是材料費,是到貨那天說不清的那一場爭執。

七、兩個區間:10³~10⁶ 與 10⁶~10⁹

寫條款之前要先知道自己要哪一檔。我們的功能性牌號分兩類:

類型表面電阻洩放速度常用位置
導電型10³~10⁶ Ω快,接近接地導體托盤、刀卡、周轉載具
耗散型(防靜電)10⁶~10⁹ Ω慢,避免瞬間放電直接接觸敏感器件的內襯、墊片

兩類都是永久的:導電填料在發泡前就混進聚乙烯,電阻是材料本身的屬性,不靠可能被擦掉或洗掉的表面塗層。選哪一檔取決於器件與它接觸泡棉的方式,不取決於「哪個更防靜電」。材料與產品形態的分工,見 防靜電泡棉與導電泡棉。

八、導電不等於屏蔽

這兩件事常被寫在一起,但它們是不同的物理量。導電泡棉在這裡的作用是洩放靜電荷,防止電荷積累後一次性放電打壞器件。電磁屏蔽效能講的是另一件事:對某個頻段的電磁場衰減多少,單位是 dB,要按頻段與測試方法給出。

導電填料會帶來一定的電磁衰減,但屏蔽效能必須實測,不能從表面電阻推出來。我們的規格文件裡沒有屏蔽效能的數字,所以本頁不給,也不把「導電」寫成「屏蔽」。

九、我們不做的判斷

  • 不判斷你的器件屬於哪一級靜電敏感度。 那由器件規範決定,不由包材決定。
  • 不認證成品器件的 ESD 防護等級。 我們供應材料並按圖加工;成品的測試與標識由器件製造商負責。
  • 不給屏蔽效能。 理由見上一節。
  • 不給壽命年限。 「永久導電性」說的是機理上不會因為擦拭、清洗或下料而失去導電能力,不等於對某個使用年限的保證。驗收需要年限時,按你的驗收週期留樣複測。

十、常見問題

規格書上寫「表面電阻」還是「體積電阻」?

寫表面電阻。靜電積累在表面,包材與器件的接觸也在表面,驗收探針同樣落在表面。體積電阻不是沒有用,但它回答的是另一個問題。

為什麼兩家測出來差兩個數量級?

先比四件事:判定量是不是同一個、方法是不是同一項、溫濕度與讀數時間是不是同一套、測的是不是同一個面。四項裡有任意一項不同,兩個數就沒有可比性。

乾燥季節測出來偏高,是材料壞了嗎?

不是。表面電阻隨濕度變化是這一行的通例。把測量條件約定下來,再比較不同批次的讀數。

模切之後,切面還能防靜電嗎?

導電填料型可以:導電網路在材料體內,切開後新露出的面仍在這個網路裡。表面處理型的切面則可能不具備同樣的表面電阻 —— 這也是驗收條款要寫明取樣面的原因。

你們能出 ESD 認證嗎?

不能出「成品器件通過 ESD 防護」這一類認證。我們供應材料,按你指定的判定量、方法與區間供貨,並按約定的方式提供材料側的數據。

十一、邊界

本頁講的是怎麼把「表面電阻」寫成一個可驗收的量,不是靜電防護設計,也不替代你的 ESD 控制方案。表內的兩個區間是材料側的供貨範圍;區間內的實際讀數仍會隨方法、條件與取樣面變化。若你有指定的測試方法與驗收條件,把它一起發給我們,我們再確認可以供哪一種組合。

十二、博豐泡棉供應什麼

博豐泡棉是交聯聚烯烴泡棉的製造商,在廣東珠海擁有 10,000 m² 廠房、5 條生產線,年產能 5,000 噸。導電型與防靜電型牌號的表面電阻分別為 10³~10⁶ Ω 與 10⁶~10⁹ Ω,均為永久型;基材可選 XPE、IXPE 與 IXPP,XPE 單層 3~15 mm、熱合至 200 mm,IXPE 單層最薄 0.1 mm,幅寬 500~2000 mm。可模切、沖型、CNC 銑削,可複合無紡布或薄膜,可塗膠覆離型紙。把器件、接觸方式與目標區間一起告訴我們,比只寫「防靜電」三個字更容易定對規格。

十三、延伸閱讀

另見:防靜電泡棉與導電泡棉 · XPE 泡棉 · IXPE 泡棉 · IXPP 泡棉 · 導電泡棉托盤 · 防靜電中空板箱 · 防靜電液晶保護膜 · 認證與合規 · 聯絡我們