KR100277240B1 - 재료의 표면 저항 결정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원하는 목적에 사용되는 재료의 표면 저항률(ρ)을 측정하는 방법 및 장치를 제공한다. 표면 저항률은 재료의 적어도 하나의 스퀘어 영역의 표면 저항(R)을 측정하고, 재료의 전체 영역이 3개의 스퀘어 영역을 초과할 때마다 보정 계수K(K=ρ/R)로 표면 저항을 표면 저항률(ρ)로 변환함으로써 구해진다. 표면 저항은 한쌍의 스퀘어 전극을 스퀘어의 한변과 동일한 거리로 서로 이격되게 배치하고, 이 전극에 측정용 전위를 인가하고, 적어도 하나의 스퀘어 영역의 표면 저항을 결정함으로써 측정된다. 소정의 크기의 재료의 표면 저항률은 테스트될 재료의 크기에 대해 결정된 보정 계수에 표면 저항값을 곱함으로써 획득될 수 있다. 표면 저항률은 재료의 3개의 스퀘어 길이의 영역을 절단하고, 각각의 분리된 3개의 스퀘어 영역의 표면 저항들을 측정함으로써 확인되며, 이와 동시에 표면 저항률이 측정된다. 저항을 표면 저항률로 변환하기 위해 보정 계수를 적용할 경우 최대 오차는 25 퍼센트 미만이며, 이것은 시장에서 구입가능하고 저항을 증분 10으로 측정하는 전형적인 표면 저항률 미터에 의해 산출된 것보다 작다.

Description

재료의 표면 저항 결정 방법

제1도는 본 발명을 구현하는데 사용되는 예시적인 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면.

제2도는 화살표가 전류의 경로를 나타내고, 샘플 사이즈=3개의 스퀘어에서 하나의 스퀘어로 이격된 두개의 스퀘어 전극을 이용하여 저항을 측정하기 위한 등가 회로의 모델을 개략적으로 도시한 도면.

제3도는 화살표가 전류의 경로를 나타내고, 샘플 사이즈=6개의 스퀘어에서 하나의 스퀘어로 이격된 두개의 스퀘어 전극을 이용하여 저항을 측정하기 위한 등가 회로의 모델을 개략적으로 도시한 도면.

제4도는 화살표가 전류의 경로를 나타내고, 샘플 사이즈=9개의 스퀘어에서 하나의 스퀘어로 이격된 두개의 스퀘어 전극을 이용하여 저항을 측정하기 위한 등가 회로의 모델을 개략적으로 도시한 도면.

제5도는 화살표가 전류의 경로를 나타내고, 샘플 사이즈=25개의 스퀘어에서 하나의 스퀘어로 이격된 두개의 스퀘어 전극을 이용하여 저항을 측정하기 위한 등가 회로의 모델을 개략적으로 도시한 도면.

제6도는 화살표가 전류 경로를 나타내고, 샘플 사이즈=49개의 스퀘어에서 하나의 스퀘어로 이격된 두개의 스퀘어 전극을 이용하여 저항을 측정하기 위한 등가 회로의 모델을 개략적으로 도시한 도면.

제7도는 1225개의 스퀘어까지의 샘플 사이즈에 대해 총 스퀘어의 수와 표면 저항에 대한 표면 저항률의 비율을 도시한 도면.

제8도는 릴과, 포켓을 구비한 캐리어 테이프와, 커버 테이프를 개략적으로 도시한 도면.

제9도는 커버 테이프상에 10개의 표시 영역이 각각 3개의 스퀘어 길이를 갖는 정전 산일성 커버 테이프를 개략적으로 도시한 도면.

제10도는 21mm 폭의 정전 산일성 커버 테이프의 표면 저항률 및 표면 저항의 측정값을 도시한 도면.

제11도는 9mm 폭의 정전 산일성 커버 테이프의 표면 저항률 및 표면 저항의 측정값을 도시한 도면.

제12도는 캐리어 테이프내의 리세스형 포켓에 개구가 구비된 캐리어 테이프를 개략적으로 도시한 도면.

제13도는 26mm×26mm의 리세스형 포켓을 구비한 캐리어 테이프에 대한 표면 저항률 및 표면 저항의 측정값을 도시한 도면.

제14도는 9mm×6mm의 리세스형 포켓을 구비한 캐리어 테이프에 대한 표면 저항률 및 표면 저항의 측정값을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프로브 11, 12 : 전극

13 : 절연체 14 : 핸들

15 : 와이어 80 : 테이프 및 릴 구조

81 : 캐리어 테이프 82 : 포켓

83 : 커버 테이프

본 발명은 스퀘어(square) 측정용 전극을 사용하여 표면 저항률(surface resistivity)을 측정하는 것에 관한 것이다.

정전기 방전(electrostatic discharge: ESD)은 전자 장치를 심각하게 손상시킬 수 있고, 전자 장치를 포함하는 시스템의 동작에 영향을 끼칠 수 있다. Terry L. Welsher 등에 의해 “Design for Electrostaic Discharge(ESD) Protection In Telecommunication Products”이란 명칭으로 AT&T Technical Journal, May-June 1990, pages 77-96에 개시된 문헌과, M-C Jon 등에 의해 “Tape and Reel Packaging-An ESD Concern”이란 명칭으로 Electrical Overstress/Electrical Discharge Symposium Proceedings, EOS-10, 1988, pages 15-23에 개시된 문헌은 전자 장치에 대한 ESD의 효과를 기술하고 있다. 따라서, ESD의 효과를 최소화하기 위해서는 제어 절차(control procedures)가 필요하다. 제어는 정전기 전위(static potentials) 및 방전 전류 레벨을 전자 장치의 기준 임계치(withstand threshold) 미만으로 유지시키는 제조 및 사용 환경에 사용되는 재료 및 절차라 칭한다. 기준전압이 최대 전압을 갖더라도, 장치는 자신의 동작 특성은 변경하지 않고서도 견딜수 있다. 이러한 절차중의 하나는 작업 표면 및 테이프-릴 패키지(tape-and-reel packages)와 같이 ESD 관련 용도에 사용되는 재료의 표면 저항들을 제어하는 것이다. 대상물 예를 들어, 전자 장치를 테이프-릴 패키지내의 작업 표면 또는 포켓으로 이동시키는 것은 마찰 전기의 원인일 수 있으므로 ESD의 원인이 될 수 있다. 마찰 전기 효과는 두개의 다른 재료가 접촉된 후 분리될 때마다 발생되는 정전기 전하(static charge)로서 규정할 수 있다.

표면 저항률 측정은 재료를 도전성, 정전기 산일성(staic-dissipative) 및 절연성 범주로 구분하기 위해 사용된다. 재료의 범주를 정확히 평가하기 위해 ESD 관련 용도에 사용되는 재료의 표면 저항들을 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 일반적으로, 작업면 및 테이프-릴 패키지에 대하여 정전기 산일성 재료만이 추천된다.

(1) 각각의 리세스형 포켓이 이 포켓내에 패키지된 장치의 마찰 전기 전하를 자체적으로 방전할 수 있고, (2) 캐리어 테이프내의 포켓들로서, 이들을 전도성으로 만드는 공정에 따르는 포켓들이 서로 전기적으로 절연될 수 있으므로, ESD 안전 테이프-릴 패키지에서 캐리어 테이프의 리세스형 포겟의 내부등과 같은 작은 영역의 표면 저항들을 측정하는 것은 중요하다.

표면 저항률(ρ)은 대상물 표면의 스퀘어 양단 사이에 측정된 대상물의 표면을 가로지르는 전기적 저항으로서 정의되고, 옴/스퀘어(ohms/)로 표현된다.

재료의 표면 저항률은 재료의 스퀘어 영역의 양단에서 그 재료상에 위치된 두개의 전극 사이의 표면 저항(R)을 측정함으로써 구할 수 있다. 그러나, 전류가 전극 영역의 외부로 흐르지 않도록(단효과(end effect)가 없도록) 전극이 샘플 사이즈에 맞게 제조되는 경우에만, 측정된 저항이 표면 저항률과 수치적으로 동일하다. 단효과를 최소화하기 위해, 대부분의 상업적 표면 저항률 미터(meters)는 큰 사각형 전극, 예를 들면, 수인치 길이의 전극을 구비하고 있다. 그 결과, 이들 미터는 테이프-릴 패키지 작업에 있어서 표면 실장 장치를 패키지하는데 사용되는 캐리어 테이프의 내부 리세스형 포켓 또는 커버 테이프와 같은 재료의 작은 영역은 측정하는데 적합하지 않다.

“American Society for Testing and Materials”에 의해 간행된 “Standard Test Method D-C Resistance or Condutance of Insulating Materials, D257, pages 1-16”이란 명칭의 문헌에는 여러가지 테스트 방법 및 장치가 개시되어 있다.

이들 방법은 특정한 장치를 필요로 하고, 샘플에 구멍을 형성하고 수은 또는 물을 전극중의 하나로서 사용하는 방안을 포함한다. 또한, 측정된 저항이 보정 계수에 의해 적절히 변환되지 않으면, 표면 저항은 크기가 1 자리수 이상 차이가 날 수 있다.

전술한 설명을 고려하면, 재료의 영역의 표면 저항을 정확히 측정할 수 있는 단순한 방법 및 장치가 필요로 함을 이해할 것이다.

본 발명은 원하는 용도에 사용되는 재료의 표면 저항률(ρ)을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다. 표면 저항률은 재료의 적어도 하나의 스퀘어 영역의 표면 저항(R)을 측정하고, 재료의 전체 영역이 3개의 스퀘어 영역을 초과할 때마다 표면 저항을 보정 계수K(K= ρ/R)씩 표면 저항률(ρ)로 변환함으로써 얻어진다. 표면 저항은 한쌍의 스퀘어 전극을 스퀘어의 한변과 동일한 거리로 이격되게 배치하고, 측정 전압을 전극에 인가하고, 상기 적어도 하나의 스퀘어 영역의 표면 저항을 결정함으로써 측정된다.

표면 저항은 식 K= ρ/R에 따라 결정되는 보정 계수를 표면 저항에 곱함으로써 구해진다(여기서, n 및 j는 정수). 재료의 표면 저항률은 예를 들어 전체 재료에서 3개의 스퀘어 영역을 분리(예를 들어, 절단)하고, 분리된 각각의 영역의 표면 저항 및 표면 저항률을 측정함으로써 구해진다.

본 발명은 서로 하나의 스퀘어 거리로 이격된 두개의 전극을 사용하여 이들 전극 사이의 재료의 표면 저항(R)을 측정하고 재료의 표면 저항률(ρ)을 결정하는 기법 및 장치를 제공한다. 샘플의 표면 저항률(ρ)과 단순한 구성으로 배열된 스퀘어 전극에 의해 측정된 표면 저항(R) 사이의 관계는 한쌍의 스퀘어 전극을 재료의 시트상에 스퀘어의 한변과 동일한 거리로 이격되게 배치하는 등가 회로를 참조하여 기술될 것이다. 전극의 변의 길이 L와 샘플의 폭 D이 동일한 크기로 되면, 전극 사이의 영역에 전류 흐름이 제한되고, 그 결과 ρ/R=L/D의 조건으로 된다. 그러나, 이것은 두개의 단부 스퀘어가 분리된 전극에 의해 점유되고 하나의 스퀘어가 두개의 단부 스퀘어 사이에 있는 3개의 스퀘어와 동일한 샘플의 영역에 대해서만 유지된다. 측정되는 재료의 전체 영역이 재료의 3개의 인접한 스퀘어의 영역보다 클때마다 스퀘어 전극에 의해 야기되는 단효과 때문에 3개의 스퀘어를 초과하는 영역에 대해서는 보정 계수를 사용하는 것이 필수적이다. 이러한 단효과로 인해 보정 계수 K는 등가 회로 모델을 사용함으로써 평가될 수 있다. 또한, 표면 저항률은 재료에서 잘라낸 3 스퀘어 길이의 사이즈를 갖는 테스트 조각의 표면 저항을 측정함으로써 샘플상의 여러 위치에서 실험적으로 결정된다.

전극은 동일한 크기의 쌍으로 사용된다. 전극의 크기는 측정되는 샘플의 크기 이하로 선택된다. 저항을 측정하기 위해 전극의 크기는 오퍼레이터가 이들 전극을 캐리어 테이프의 작은 리세스형 포켓내에 배치할 수 있게 선택된다. 측정된 저항은 이들 스퀘어 전극에 의해 소정의 크기의 샘플상에서 발생된 단효과와 전극 사이의 간격(즉, 영역)을 고려하는 보정 계수를 이용함으로써 보정된다.

이러한 등가 회로 모델 방안은 사이즈가 가변되는 샘플상에 배치되는 스퀘어 전극에 의해 측정된 ρ 및 R의 비율을 결정하는데 사용된다. 이러한 모델을 보정 계수의 산출에 적용하기 위해, (1) 스퀘어 전극의 접촉 저항은 무시하고, (2) 샘플은 동종(homogeneous)이고, (3) 샘플의 두께는 대상 길이의 전체를 통해 동일한 것으로 가정한다. 여기서, 동종이란 샘플이 단일 특성의 재료, 예를 들면 전도체 또는 반도체와 같이 어떠한 전도성의 비균일성도 갖지 않는 정전기 산일성 재료를 갖는 것을 의미한다.

제2도에 도시된 등가 회로 모델에서, ρ는 3-스퀘어 크기의 샘플(13)에서 하나의 스퀘어로 이격된 두개의 스퀘어 전극(11, 12) 사이에서 측정된 R과 수치적으로 동일하다. 따라서, 3개의 스퀘어 길이를 가진 재료의 개개의 절단 조각에 대해 ρ는 각각의 조각의 R을 측정함으로써 결정될 수 있다. 그러나, 재료의 크기가 3-스퀘어 길이의 크기를 초과하여 증가할 때, ρ 및 R 값은 1 단위로부터 조금 벗어난다. 이와 같은 견지에서, 3-스퀘어를 초과하는 재료의 크기에 대해 표면 저항 R을 표면 저항률로 변환시키기 위해 변환 계수 K로 일컬어지는 ρ/R의 비율이 필요하다. 이 계수는 여러 크기에 대하여 산출될 수 있다. A=6(제3도)의 경우와 같이 크기가 3-스퀘어를 초과하는 샘플의 경우에는이고, K 또는이다.

9, 25, 49 등과 같이 다수의 스퀘어로 형성된 스퀘어 형상을 가지며 A=6보다 큰 샘플에 대해 K는 다음과 같이 결정된다.

A=9일 때(제4도),이고,이다.

A=25일 때(제5도),이고,이다.

A=49일 때(제6도),이고,이다.

6보다 큰 샘플의 경우, 특히 제4도, 제5도 및 제6도에 도시된 샘플 보다 큰 샘플의 경우에는 다른 방안을 사용함으로써 K를 산출할 수 있다. A=(3+2n)² 와 같이, 6보다 크고 스퀘어 형상을 가진 A에 대해로 나타낼 수 있다(여기서, n 및 j는 정수이고, n은 제4도에 도시된 샘플의 9개의 스퀘어를 전류 경로외의 부가전류 경로로 볼 수 있다). 따라서, 제4도에 도시된 스퀘어 샘플 형상에 대해서는 n=0이고, 제5도에 도시된 스퀘어 샘플 형상에 대해서는 n=1이고, 제6도에 도시된 스퀘어 형상에 대해서는 n=2이다.

제7도는 전술한 식에 대하여 ρ/R과 A의 관계를 나타낸 도면이다. 이 도면을 참조하면 알 수 있듯이, 1225까지의 A에 대해서는 n=16 미만, 즉 보정 계수(K= ρ/R)는 2.5 미만이다. 샘플의 크기가 증가하면, 계산이 지나치게 단순화됨에도 불구하고, K는 점근선적으로(asymptotically) 수렴한다. 저항 측정시 스퀘어 형상 전극을 단순화시키고, 이들 전극 사이를 하나의 스퀘어씩 이격시키는 실험에 의해 K를 용이하게 결정할 수 있다. 이것은 ρ를 제2도에 도시된 3-스퀘어 크기의 샘플내에 두개의 스퀘어 전극 사이에서 측정된 저항값으로서 취할 수 있기 때문이다.

제1도는 핸들(14)내에 고정된 절연체(13)내에 매립된 한쌍의 가늘고 긴 프로브 전극(11, 12)를 구비한 전형적인 프로브(probe)(10)의 부분 단면도이다. 전극에 전기적으로 접속된 와이어(15)는 프로브를 측정 장치에 접속하는데 사용된다. 또한, 와이어(15)는 측정 장치에 프로브를 접속하는 리이드(도시되지 않음)에 접속되는 핸들(14)상의 단자(도시되지 않음)에 전극을 상호 접속할 수도 있다. 이들 전극은 테스트될 재료의 최소한의 접촉 영역에서 스퀘어 단면을 가지며, 이 단면의 스퀘어의 한변씩 서로 이격된다. 전극의 크기는 테스트될 샘플의 크기와 동일하거나 작다. 테이프-릴과 같이 패키지 시스템의 표면 저항을 측정하는데 사용하기 위해, 전극의 크기는 단면을 1 내지 15mm 스퀘어, 바람직하게는 1.5 내지 10mm 스퀘어 범위로 할 수 있다. 전극은 테스트될 샘플의 표면과 충분히 접촉할 수 있게 절연체(17)로부터 돌출되도록 설정된다. 돌출 길이는 2.54×10^-3정도이면 충분하다. 각각의 전극의 전체 길이는 절연체 몸체(13)에 정밀하게 맞는 길이에서 전극이 핸들(14)로부터 돌출하는 길이까지의 범위를 가질 수 있다. 핸들은 소정의 적절한 재료로 구현될 수 있으며, 금속으로 구현될 경우에는 접지되어야 한다. 재료를 측정할 때 프로브가 각각의 스퀘어에 140KPa(2.1psi)이상의 힘을 가할 수 있는 핸들을 선택하는 것이 바람직하다. 이것은 테스트될 재료의 표면과 각각의 스퀘어의 표면 사이의 효과적인 접촉을 보장한다.

예시적인 실시예에서, 프로브는 단면이 3mm×3mm 및 2mm×2mm이고 길이가 10mm인 두개의 스퀘어 전극으로 구현되었지만, 측정 프로브장치에 포함되는데 적합한 전극의 단면 영역과 전극의 길이를 다르게 구현할 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 전극은 무산소의 고전도성(oxygen-free high conductivity: OFHC)의 구리재질을 갖지만, 높은 전도 특성을 갖고 산화에 강한 놋쇠 및 스테인레스 스틸과 같은 다른 금속을 사용할 수도 있다.

프로브로와 함께 0.1Ω 내지 1×1016Ω(즉, 전도성에서 절연성까지의) 범위내의 저항을 측정할 수 있는 Keithley617 전위계가 사용되었다. 이 전위계의 전원은 -100 내지 +100볼트 범위로 사전설정될 수 있다. 다음에 기술된 특정한 테스트 설정에 있어서, 저항 측정시 전압은 100볼트로 설정되고 시스템의 눈금은 공지의 1GΩ 및 1000GΩ의 저항을 사용함으로써 조정된다.

제8도는 커버 테이프(83)로 덮여진 전자 소자(도시되지 않음)와 같은 물품을 수용하는 포켓(82)을 구비한 캐리어 테이프(81)가 릴(84)에 감겨지고 소자를 다른 위치, 예를 들어 고객에게 저장 및 전송하기 위한 테이프-릴 구조(80)를 도시한 도면이다.

프로브의 스퀘어 전극(11, 12)을 커버 테이프, 캐리어 테이프 또는 큰 시트재료와 같이 테스트될 재료의 지정된 영역상에 하나의 스퀘어씩 이격되게 배치함으로써 측정을 수행했다. 전위계에 전원을 공급한 후, 전위계에 저항 판독치를 기록했다. 이어서, 프로브를 계속해서 다른 위치로 옮기고 각각의 다른 위치마다 저항 판독치를 기록하였다. 이와 같은 방법으로, 다른 크기의 전극을 갖는 프로브를 사용하여 여러가지 크기의 커버 테이프 및 캐리어 테이프에 대한 R 및 ρ를 측정하였다. R은 크기가 3인 샘플, 즉 각각의 샘플 조각이 두개의 스퀘어 전극과 하나의 절연 스퀘어 스페이서만을 수납하는 크기를 갖는 샘플에서 측정된 저항이었다. 또한, 대형 시트 재료의 ρ 및 R는 이들 스퀘어 전극을 사용함으로써 측정되었다.

스퀘어 전극을 사용하여 소정의 크기의 샘플의 표면 저항률을 측정하는 개념은 (1) 두개의 다른 크기의 커버 테이프와, (2) 두개의 다른 크기의 캐리어 테이프와, 및 (3) 하나의 대형 시트 재료를 참조하면 입증된다. 이들의 크기는 무작위로 선택되며 서로 관련이 없다.

먼저, 두개의 다른 크기의 정전기 산일성 커버 테이프, 즉 21mm 폭 및 9mm 폭의 커버 테이프를 테스트하였다. 커버 테이프는 절연성 재료이다. 정전기 산일성 커버 테이프의 한쪽은 정전기 방지제(antistatic agents)로 코팅하여 정전기 산일성 면을 형성하고, 다른쪽은 절연성으로 형성하였다. 절연성 면상에 제9도에 도시된 바와 같이 10개의 영역(각각의 영역=3 길이)은 각각의 테이프를 따라 표시하였다. 커버 테이프가 투명하기 때문에, 저항 측정을 위해 전극을 정전기 산일성면상에 배치할 수 있다. 이러한 절차는 저항 측정시 표시 효과를 최소화시킨다. 그후, 개별적인 표면 저항률 측정을 위해 10개의 표시 영역을 절단하였다.

측정은 21mm 폭의 커버 테이프로 개시된다. 그 결과는 제10도에 도시되어 있다. 제10도를 참조하면 알 수 있듯이, ρ는 R과 매우 유사하게 나타난다. 10개의 데이타에 대한 ρ/R의 평균 비율은 1.87이다. 등가 회로 모델에 따르면, A=49에 대해 ρ/R은 2.02(제7도를 참조)이다. 즉, A=(7×a)²= (73mm)²=(21mm)²이다. 여기서, “a”는 스퀘어 전극의 크기이다. 이러한 일치는 정확하지는 않지만 다소 양호하다. 실제로 측정된 표면 저항률과 표면 저항 측정과 함께 보정 계수를 사용하여 얻을 수 있는 표면 저항률간의 차이는 25 퍼센트 미만이다. 이것은 저항을 증분 10으로 측정하며 시장에서 구입가능한 전형적인 저항률 미터에 의해 산출된 것보다 작다.

더욱 좁은 9mm 폭의 커버 테이프에 대해서도 측정 절차를 동일하게 반복하였다. 이 경우, 3mm 전극이 9mm 폭의 커버 테이프를 1/3 점유하기 때문에 전극의 구조는 제4도에 도시된 것과 유사하다. 10개의 데이타에 대한 R 및 ρ의 결과는 제11도에 도시되어 있다. ρ는 R과 매우 유사하게 나타난다. 10개의 데이타에 대한 ρ/R의 평균 비율은 1.33이다. 제4도에 도시된 등가 회로 모델에 의해 산출되는 경우, ρ/R은 1.67이다. 이러한 일치는 정확하지는 않지만 다소 양호하다.

또한, 스퀘어 전극 프로브를 이용하여 리세스형 포켓이 마련된 두개의 다른 캐리어 테이프의 표면 저항률을 측정하였다. 예를 들어, 제12도에 도시된 하나의 캐리어 테이프의 각각의 포켓의 리세스의 크기는 약 26mm×26mm이고, 예를 들어 제8도에 도시된 다른 테이프에서는 약 9mm×6mm이다. 캐리어 테이프내의 포켓은 중앙에 홀(제8도 및 제12도에 도시된 바와 같이 1 내지 2mm의 직경)을 가지므로, 저항 측정시 스퀘어 전극은 포켓내의 홀의 상부 영역 또는 홀의 하부 영역중 어느 한 곳에 배치된다.

제12도에 도시된 캐리어 테이프(121)에서 리세스형의 26mm×26mm 포켓(122)의 크기는 스퀘어 전극의 크기보다 크므로, 표면 저항 측정을 위해 3mm 스퀘어 전극을 갖는 프로브를 포켓 내부에 용이하게 배치할 수 있다. 먼저, 스퀘어 전극을 포켓의 상단부에 배치하여 표면 저항을 측정하였다. 그후, 포켓의 하반부의 표면 저항을 측정하였다. 5개의 리세스형 포켓에 대하여 저항 측정을 반복하였다.

그후, 3개의 스퀘어의 10개의 영역을 각각 절단하고, 제각기 절단된 3영역의 저항을 측정함으로써 표면 저항률 측정을 반복하였다. 이러한 결과는 제13도에 도시되어 있다. 대형 캐리어 테이프에서는 포켓의 상반부에서 측정된 저항값이 포켓의 하반부에서 측정된 것보다 높다. 데이타의 변동이 큼에도 불구하고, ρ는 R과 매우 유사하게 나타난다.

이들의 결과는 작은 스퀘어 전극을 사용하여 표면 저항률을 측정하는 본 발명이 저항 변화의 국부적인 변동을 검출할 정도로 매우 민감한 것을 명확하게 보여준다. 이 테이프에 대한 ρ/R의 평균 비율은 1.91로서, 이것은 등가 회로 모델에 의해 예측된 것과 양호하게 일치한다. 즉, A=25=(5×a)²=(5×3mm)²=(15mm)²의 ρ/R=1.89와 양호하게 일치한다. A=25로 가정하는 이유는 저항을 측정할 때 포켓(포켓 크기=(26mm)²)의 상반부 또는 하반부에 스퀘어 전극을 배치하는 구조와 일치하기 때문이다.

이와 같은 캐리어 테이프의 ρ 및 R을 측정하기 위해 더윽 작은 리세스형 포켓(9mm×6mm)을 갖는 다른 캐리어 테이프에 대해서는 더욱 작은 2mm 스퀘어 전극을 사용하였다. 포켓 내부에 배치된 2mm 스퀘어 전극의 구조는 제3도에 도시된 것과 매우 유사하다. 10개의 3길이의 영역의 R을 측정한 후, 3길이영역을 절단하고, 이들 10개의 영역의 R(ρ)을 측정하였다. 이러한 결과는 제14도에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, ρ는 R과 유사하게 나타난다. 10개의 데이타에 대한 ρ/R의 평균 비율은 1.38이다. 제3도에 도시된 등가 회로 모델을 사용하여 산출된 ρ/R은 1.33으로서, 이것은 실험적인 데이타와 잘 일치한다.

대형 샘플의 ρ/R의 비율을 산출하기 위해 등가 회로 모델을 사용하는 것이 적합한지를 알기 위해, 200mm×200mm의 대형 시트 재료의 ρ 및 R을 측정하였다.

이 시트는 전도성 파우더(conductive powder)로 제공된 폴리머계 재료로 구성된 것이다. 3mm 스퀘어 전극을 갖는 프로브를 사용하여 시트 재료의 중앙 영역에 대해 10번의 표면 저항 측정을 실행하였다. 스퀘어 전극에 의해 측정된 10개의 데이타에 대해 평균 표면의 저항은 R=1.025×10⁵이었다. 스퀘어 전극을 사용하여 표면 저항률 측정을 위해 10개의 영역(각각의 영역=3길이)을 절단하였다. 절단된 샘플의 평균 표면 저항률은 p=2.400×10⁵Ω/이었다. 전술한 측정에서는 스퀘어 전극을 이용하는 측정에 대해 ρ/R의 평균 비율이 (2.400×10⁵)/(1.025×10⁵)=2.34임을 보여준다. 이 비율은 제7도의 A=289에 대응하고, 이것은 크기가 200mm×200mm인 시트 재료의 51mm×51mm의 영역을 나타낸다. 이러한 결과는 전류 경로의 유효 영역이 저항 측정시 시트 재료상의 작은 표면 영역만을 점유하는 것을 나타낸다.

본 발명은 본 발명의 통상의 지식을 가진 자에게 부가적인 장점 및 변경이 용이하게 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명은 그 범위가 예시되고 기술된 세부 사항과, 대표적인 장치 및 예시적인 실시예로 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않은 범위내에서 여러가지 여러가지 변경이 일어날 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (8)

1. ESD(electrostatic discharge) 안전 테이프 릴 패키지에서 사용되는 재료의 표면 저항(surface resistivity)을 결정하는 방법에 있어서, 표면 저항(ρ)을 결정하기 위해, 동일한 크기를 갖는 한쌍의 스퀘어 전극(apair of square electrodes)을 재료의 표면의 한 지역과 접촉하고 스퀘어의 한변과 동일한 거리씩 이격되게 배치시키는 단계와, 정상 전압을 상기 스퀘어 전극들 중 하나에 인가함으로써 상기 재료 영역의 표면 저항(R_a)을 측정하는 단계와, 상기 표면 저항을 2.5 미만의 보정 계수(K)와 승산함으로써, 상기 표면 저항(R_a)을 영역의 표면 저항(ρ) 값으로 변환하는 단계와, 상기 표면 저항(ρ) 값을 이용하여, 상기 재료가 전자 장치의 ESD 안전 테이프 릴 패키지에 적합한지의 여부를 판정하는 재료의 표면 저항 결정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 보정 계수 K는 상기 재료 영역으로부터 긴 3개의 스퀘어에 대응하는 재료의 지역을 분리시키고, 상기 긴 3개의 스퀘어 지역의 저항(Rr)을 측정하고, 상기 지역(Rr)의 저항 값을 지역(Ra)의 저항 값으로 나눔으로써 결정되는 재료의 표면 저항 결정 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 전극의 단면 영역은 1 내지 15mm의 범위를 갖는 재료의 표면 저항 결정 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 전극의 단면 영역은 1.5 내지 10mm의 범위를 갖는 재료의 표면 저항 결정 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 전극의 단면 영역은 3mm 스퀘어인 재료의 표면 저항 결정 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 전극의 단면 영역은 2mm 스퀘어인 재료의 표면 저항 결정 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 전압은 -100V 내지 +100v의 범위내에서 제공되는 재료의 표면 저항 결정 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 보정 계수 K의 값은 각각의 표면 영역에 대해(여기서, n은 0에서 16까지의 범위를 갖는 정수)의 수식을 이용함으로써 확증되는 재료의 표면 저항 결정 방법.