ESD-DLC

ESD-DLC

ESD-DLC 類鑽碳塗層結合高硬度、耐磨耗與靜電消散特性,能在半導體與電子產業中提升製程良率,保護敏感元件,並延長零件壽命。

  • 靜電消散類鑽碳膜(ESD-DLC)

  • 表面電阻:106-108Ω

  • 特性:有可調控表面電阻、良好靜電消散、高硬度、耐高溫、耐酸鹼、耐磨耗之優異性質、提升附著力
根據工研院《工業材料雜誌》指出,半導體級靜電防護鍍膜能有效抑制靜電荷累積,提升晶圓製程良率與設備穩定性。[1]

隱形殺手:產線上看不見的風險

在半導體產線裡,大家最怕的不是看得見的灰塵,而是看不見的靜電。當晶圓在傳送、檢測、封裝過程中,靜電逐步累積,就像在一個氣球上不斷摩擦,總有一刻會突然釋放。問題是,這一瞬間的放電,對肉眼來說可能什麼都沒發生,但對敏感的電子元件而言,卻是致命的打擊。

結果呢?一片良率 99% 的晶圓,可能因為一次無聲的靜電放電,掉到 95%,甚至更低。對一條月產數萬片的產線來說,這樣的損失根本不容忽視。

傳統防護塗層的不足

有人會問,難道沒有防護措施嗎?當然有。傳統常用的方法是鐵氟龍塗層或硬陽處理。鐵氟龍能提供一定的絕緣效果,但偏偏絕緣就意味著靜電更難釋放,反而讓表面電荷越積越多。硬陽處理則能增加硬度,但缺乏靜電消散功能,還容易在酸鹼環境下腐蝕。

結果就是,產線兩難:要硬度,失去防靜電;要防靜電,卻犧牲了耐用性。這樣的心理落差,不只在工程師之間蔓延,連品牌也因此承受「產品不穩定」的標籤。

ESD-DLC 的特色與解法

靜電消散:表面電阻 10⁶–10⁸ Ω

ESD-DLC 的核心特性在於它能導電卻不短路。表面電阻控制在 10⁶–10⁸ Ω 的範圍內[2],這意味著它能快速將靜電導出,不讓靜電在表面堆積。這就像在廠房裡多開了一條安全通道,靜電有地方走,不會突然炸開。

高硬度與耐熱性

傳統防靜電塗層往往犧牲硬度,但 ESD-DLC 卻能維持 DLC 本來的高硬度。硬度越高,磨損率越低,對長期重複使用的治具、夾頭來說,這是一個巨大的差異。更重要的是,它能耐受 400℃ 以上高溫,不會因為溫度波動而失效。

薄膜厚度僅 5–6 μm

在半導體或精密電子產業,尺寸就是命脈。多一個 μm,就可能讓夾具裝不進去,或讓吸嘴無法密合。ESD-DLC 的膜厚僅 5–6 μm,薄膜公差小於 1.5 μm,幾乎不影響尺寸精度。這種「存在感低但保護力高」的特性,正好符合精密產線的需求。

應用場景

半導體封裝業

在封裝過程中,靜電就像「看不見的灰塵」。工程師能看到灰塵,卻無法即時監測每一次靜電釋放。這也是為什麼 抗靜電放電 (ESD) 是什麼? 一再強調靜電管控的重要性。靜電消散材料如何提升生產效率? 一文也指出,選擇合適的防護膜,能直接提升封裝的穩定性與良率。

ESD-DLC 的導電與耐磨特性,使它能應用在 載板、吸嘴、治具 等核心部件。這不僅減少因靜電造成的微裂痕,也降低了良率損耗。

半導體設備業

在設備端,廠商最怕的是停機維修。一次停機,損失的不只是時間,還有整條產線的節奏。什麼是ESD-DLC 類鑽碳塗層技術? 一文就提到,DLC 與 ESD 的結合,能讓噴嘴、夾頭、機械手臂在長時間運作下仍能保持穩定。

電鍍膜層會做什麼測試也提醒我們,膜層品質必須經過 鹽霧、硬度、X-ray 測試。ESD-DLC 在這些檢測中都能保持優秀表現,這也是它能被半導體設備大廠採用的原因。

電子業

電子業,外觀與功能同樣重要。手機、平板、耳機的外殼既要有金屬光澤,又不能因靜電而損壞內部電路。真空電鍍與電漿的關係 說明了等離子體如何影響膜層結構,PVD電鍍同樣的製程會有色差嗎? 則指出製程穩定性的重要性。

ESD-DLC 在這裡的價值就在於:它既能提供類鑽碳的質感,又能防止靜電積累對內部零件的傷害。

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引用資料

[1] 工研院(2025)。《工業材料雜誌》:半導體級靜電防護鍍膜研究報告

[2] 美國國家標準學會(ANSI)/靜電放電(ESD)協會標準 (2014). 靜電防護標準與應用指南。 

規格表

項目ESD-DLC 類鑽碳塗層
鍍膜名稱ESD-DLC 類鑽碳塗層
膜層材料碳基結構
膜厚5–6 μm
薄膜公差1.5 μm 以下
抗靜電表面電阻10⁶–10⁸ Ω
結構非晶結構,高硬度、耐磨耗
耐高溫400 ℃ 以上
特性靜電消散、耐磨耗、耐酸鹼、耐高溫
應用對象載板、治具、噴嘴、吸頭、夾頭、機械手臂、墊片
產業應用半導體、IC、封測、檢測、傳送設備與組件

FAQ

為什麼半導體產線需要 ESD-DLC?

因為傳統鐵氟龍與硬陽處理無法同時兼顧硬度與靜電消散,ESD-DLC 才能讓治具在耐磨與防靜電之間取得平衡,直接提升良率。

ESD-DLC 與傳統鐵氟龍或硬陽處理有何不同?

鐵氟龍偏絕緣,會讓靜電更容易累積;硬陽處理雖然硬度高,卻缺乏靜電控制。ESD-DLC 在導電區間可控,能有效排出靜電,又不犧牲硬度。

這種塗層是否會影響精密量測?

不會。因為膜厚僅 5–6 μm,且公差小於 1.5 μm,不會對精密零件的尺寸或量測精度造成影響。

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引用資料

[1] 工研院(2025)。《工業材料雜誌》:半導體級靜電防護鍍膜研究報告

[2] 美國國家標準學會(ANSI)/靜電放電(ESD)協會標準 (2014). 靜電防護標準與應用指南。