酸化ジルコニウムに導電性材を添加する事で、静電気対策に最適な表面抵抗を有するセラミックスです。静電気が帯電してもゆっくりと除電される事から、帯電による製品の誤吸着や静電破壊を防ぐ特長を活かして、製造ラインの治具等に使用されています。当社のESD対策ジルコニアセラミックスは、ジルコニアの優れた機械的特性を保ちながら、製品内部まで非常に安定した半導通特性（体積固有抵抗）を備えており、接触/分離による帯電トラブルから電子・半導体デバイス部品を守ります。
特長
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高強度で安定した半導通材料
安定した半導通特性（体積固有抵抗 105～109Ω) の材料バリエーションから、高強度及び最適な抵抗値を選択可能
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高精度複雑形状対応
プレス成形、射出成形（インジェクション・ＣＩＭ）、切削・高精度研削加工により、単純形状から複雑形状まで幅広く対応
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導電性接着技術による
金属アッセンブリ独自の導電性接着技術※で、セラミックと金属のアッセンブリ品対応が可能※京セラ調べ（2022年8月25日現在）
高強度ESD材
表面抵抗値が低い材料は添加材の影響で、強度が低い傾向にありましたが、部品の小型化・薄肉化に伴う強度アップの要求に対応する新材料を開発しました。
当社ジルコニア材料の３点曲げ強度と表面抵抗の関係
用途例
電子デバイス部品や半導体製造部品等のESD対策及び耐摩耗性（硬さ）が要求される製造プロセスにて、導電性を備えたジルコニアセラミックスが使用されています。 （搬送用吸着ノズル、スライシング装置の治具、検査用ピンセットなど）
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搬送用吸着ノズル
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スライシング装置の治具
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検査用ピンセット
搬送用吸着ノズル先端部
搬送用吸着ノズル先端部の形状例です。
□形状例
※ 材料コード：Z21H12 or Z21H14 による製作例です。
※ 上記以外の形状も対応可能です。
※ 丸穴形状品については、研磨加工にてΦ0.020±0.003の高精度加工も可能です。
※ 金属パーツと導電接着も対応可能です。
詳しくは、製品サイトへ ”搬送用吸着ノズル（ESD対策品）”
導電性接着技術
材料の帯電性や電荷移動速度はその表面抵抗に依存しており、一般的に半導通材料は帯電しにくい性質ですが、帯電した場合は、静電破壊の可能性が生じます。当社では、独自の導電性接着技術※及び長年の経験による金属アッセンブリが可能で、様々な静電気課題を解決しています。
※京セラ調べ（2022年8月25日現在）
■導電性接着剤を使用していない場合
■導電性接着剤を使用している場合
特性データ比較
当社ESD対策ジルコニアセラミックス材料及び他材質の主な特性比較
| 材質 材質記号 |
ESD対策ジルコニア | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Z21H04 | Z21H05 | Z21H07 | Z21H12 | Z21H14 | ||||
| 呈色 | 黒色 | 黒色 | 乳白色 | 黒色 | 黒色 | |||
| 密度 | g/cm3 | 5.6 | 5.8 | 5.7 | 5.7 | 5.7 | ||
| 機械的特性 | ビッカース硬さ HV9.807N | GPa | 10.8 | 12.4 | 7.8 | 12.4 | 12.4 | |
| ３点曲げ強さ | MPa | 740 | 685 | 600 | 1,000 | 1,175 | ||
| ヤング率 | GPa | 210 | 210 | 200 | 220 | 220 | ||
| 熱的特性 | 平均線膨張率 | 40～400℃ | × 10-6/K | 10.3 | 10.4 | 9.2 | 10.8 | 10.4 |
| 熱伝導率 | 20℃ | W/（m・K） | 3.0 | 3.9 | 3.5 | 4.0 | 4.0 | |
| 電気的特性 | 表面抵抗値 | Ω | 108-109 | 106-107 | 107-108 | 106-107 | 106-107 | |
| 体積抵抗率 | 20℃ | Ω・cm | 107-109 | 105-107 | 106-108 | 105-106 | 105-106 | |
| 材質 材質記号 |
炭化ケイ素（SiC） | アルミナ | ステンレス鋼 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SC211O | SC1000 | AＯ442Ｏ | SUS304 | |||||
| 呈色 | 黒色 | 黒色 | 黒褐色 | - | ||||
| 密度 | g/cm3 | 3.2 | 3.16 | 3.7 | 7.93 | |||
| 機械的特性 | ビッカース硬さ HV9.807N | GPa | 22.0 | 23.0 | 9.6 | 6.4 | ||
| ３点曲げ強さ | MPa | 600 | 500 | 245 | 519 | |||
| ヤング率 | GPa | 430 | 440 | 284 | 206 | |||
| 熱的特性 | 平均線膨張率 | 40～400℃ | × 10-6/K | 3.7 | 3.7 | 7,4 | 10,4 | |
| 熱伝導率 | 20℃ | W/（m・K） | 60 | 200 | 12 | 26 | ||
| 電気的特性 | 体積抵抗率 | 20℃ | Ω・cm | 105 | 108 | >109 | 10-3 | |
※社内測定結果に基づく代表値になります。
※Z21H07は非磁性材料です。
体積抵抗率（体積固有抵抗）
当社ESD対策ジルコニアセラミックス及び他材質の代表例です。用途にあわせて、静電気拡散性領域の中から適切な材質を選択することで、製造中の部品へのダメージと損傷を大幅に低減することが可能となります。
測定方法
表面抵抗値（表面仕上げ条件の影響）
当社ESD対策ジルコニアセラミックスの表面仕上げ条件及び表面からの深さを変え、表面抵抗値を計測しました。製品内部まで非常に安定した体積固有抵抗を有しているため、表層からの深さ、表面仕様に関わらず、表面抵抗値も安定しています。
測定条件
| 測定器： | 超絶縁計 SUPER MEGOHMMETER SM-8220（HIOKI) |
| 材質： | ジルコニア Z21H07 |
| サイズ： | 72 x 48 x 5(mm) |
| 加工： | ブロックからの加工 |
表面抵抗値（加熱処理の影響）
当社ESD対策ジルコニアセラミックスを、600℃で加熱、1時間冷却の２サイクル実施、サイクル毎に、ロケーションの異なる9箇所の表面抵抗値を測定しました。加熱処理後も表面抵抗値の変化はなく、非常に安定しています。
測定条件
| 測定器： | 超絶縁計 SUPER MEGOHMMETER SM-8220（HIOKI) |
| 材質： | ジルコニア Z21H07 |
| サイズ： | 50 x 50 x 5 (mm) |
| 加工： | ブロックからの加工 |
測定方法
※一般的なジルコニア材と同様に、高温域を伴う使用条件下では、機械的特性に影響するケースもあります。詳細はお問い合わせください。
電気、電子、半導体分野で求められる高強度、高耐摩耗のESD対策部品や治具等をご検討中の方は是非お気軽にご相談ください。
本ページに記載の数値は全て社内測定による代表値であり、製品の仕様を保証する値ではありません。