Secondo lo standard ESDA Association (ESDA), la differenza tra materiali conduttivi, materiali dissipativi elettrostatici e materiali isolanti risiede principalmente nella loro resistività/resistenza e nella conseguente capacità di dissipazione della carica elettrostatica.
Possiamo capirlo con una semplice analogia: immagina tre diversi modi di far scorrere l'acqua.
Materiale conduttivo → Ampio tubo metallico: l'acqua (corrente) può passare molto rapidamente e quasi senza resistenza.
Materiale di dissipazione elettrostatica → tubo dell'acqua in gomma con attrito moderato: il flusso d'acqua (corrente) può essere stabile e controllabile.
Materiale isolante → Un tubo completamente ostruito: non può passare acqua (corrente).
La distinzione chiave risiede nella resistività superficiale o di volume dei materiali.
I materiali conduttivi hanno una resistività superficiale o di volume inferiore a 1×10⁴ (meno di 10.000 Ω).
I materiali elettrostatici dissipativi mostrano una resistività superficiale o di volume che varia da 1×10⁴ a<1×10¹¹ (10,000 Ω to 100 billion Ω), while insulating materials possess a resistivity ≥ 1×10¹¹ (greater than or equal to 100 billion Ω)
1. Materiali conduttivi
La caratteristica principale dei materiali conduttivi è che la resistenza è molto bassa, fornendo un percorso per il flusso di carica statica quasi senza ostruzioni.
Questa funzione può scaricare la carica statica a terra in modo estremamente rapido (tipicamente<0.1 seconds). Therefore, it is mainly used in situations where the static charge needs to be removed quickly and must be reliably grounded.
I materiali conduttivi sono spesso utilizzati in pavimenti antistatici, superfici di lavoro, scatole di movimentazione, manici di utensili, braccialetti, ecc.
Allo stesso tempo, a causa della rapida dissipazione della carica dei materiali conduttivi, il contatto diretto con componenti elettronici altamente sensibili (come i chip IC) può portare a una scarica istantanea di corrente elevata, che può danneggiare i componenti (questo danno è chiamato CDM, modello di dispositivo di ricarica). Pertanto, generalmente non viene utilizzato direttamente nell'imballaggio o nell'imbottitura di componenti di precisione.
2. Materiali dissipativi elettrostatici
La caratteristica principale dei materiali dissipativi elettrostatici è che il valore di resistenza è tra conduttivo e isolante, consentendo alla carica statica di fluire verso terra ad una velocità controllata e relativamente lenta.
I materiali statici dissipativi sono la scelta ideale per proteggere la maggior parte dei componenti sensibili alle cariche elettrostatiche (ESDS). Non solo prevengono efficacemente l'accumulo di elettricità statica, ma prevengono anche correnti di picco distruttive causate da un'eccessiva velocità di scarica, ottenendo una "scarica sicura".
Viene spesso utilizzato per vassoi e slot per circuiti integrati, sacchetti di imballaggio anti-statici, imbottiture per banchi da lavoro, guarnizioni/morsetti in schiuma di silicone, superfici di banchi da lavoro di assemblaggio, ecc.
Indicatori di prestazione: in genere richiedono la capacità di attenuare in modo sicuro una tensione statica di 5.000 volt fino a zero in meno di 0,1 secondi.
3. Materiali isolanti
La proprietà principale di un materiale isolante è che ha una resistenza molto elevata ed è essenzialmente non-conduttivo, pertanto la carica statica non può fluire in modo efficace sulla o all'interno della sua superficie.
Ruolo nella protezione ESD: i materiali isolanti sono strettamente limitati o vietati nell'EPA (zona di protezione elettrostatica). Perché una volta generata una carica (ad esempio per attrito, separazione), questa rimane a lungo sulla superficie dell'isolante.
Quando il materiale isolante carico è vicino a un conduttore messo a terra o a un elemento sensibile, causerà una rapida scarica dell'arco, che può facilmente causare danni mortali ai prodotti elettronici.
I materiali isolanti comuni sono le normali bottiglie di plastica, il polistirolo espanso (polistirolo), i normali sacchetti di plastica, la plastica ordinaria non trattata e la gomma.