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전도도는 물질 내에
생성된 정전기의 양에 중요한 역할을 하는 것으로 정전기를 방출 시킬 수 있는 물질의 능력을 나타내며 일반적으로
ESD로부터 보호하기 위하여 사용되는 물질의 저항특성 (Resistive Properties)을 나타내는 방법은
다음과 같다.
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● 체적저항
( Volume resistance of a material , Rv , ohms-cm )
체적저항이라는 것은 주어진 순수한 물질의 고유저항이며 다음과 같이 계산된다. 전기 이온에서 어떤 물질의 저항
R 은 전류가 흐르는 방향에 수직인 단면 A 에 반비례하고 전류가 흐르는 방향과 평행한 방향의 L 에 비례한다.
이것을 수식으로 나타내면
R∝ L/A ---[a-1], R = (상수)×L/A ---[a-2]
여기서 상수는 체적저항으로 알려져 있으며 여러 가지 순수한 물질에 대한 것은 나와 있다. 단위는 Ohm-cm2/cm
이므로 Ohm-cm가 된다.그러므로 위의 식은 ρv=RA / L ---[a-3]가 된다.순수한 물질의 저항은
치수를 알고있는 물질 (즉 길이 : L ,폭 : W, 두께 : t ) 의 저항을 조사하여 얻을 수 있다. 단면이
정사각형인 물질 즉 L = w 라면 [a-3] 의 식은 ρv=Rt ---[a-4]로 된다. 일정한 체적저항
ρv 를 가진 Bench Top, Tote Box, Tray 와 같이 덩어리로 된 전도체의 저항 R 은 [a-2]식으로부터
두께에 따라 변화하게 된다.
ρv 는 일반적으로 물질이 정사각형인 경우의 저항 R 을 측정하고 [a-3]식에서와 같이 이 저항을 t로
곱하므로 얻어진다. 현재 일반적으로 사용 중인 체적저항 측정 방법과 원리(ASTM D-257) 는 아래
그림과 같고 체적저항 ρv = A/t . Rm ohm-cm < A : 전극의 접촉 단면적 ( cm2)
,t : 측정물의 두께 ( cm) , Rm : 측정된 저항 ( ohms) >로 구할 수 있다.
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● 표면저항
( Surface resistance of a material , Rs , ohms per square )
표면저항 ρs 는 정사각형인 물질의 저항 R 을 측정한 것이며, 보통 상대적으로 큰 BASE 물질의 표면에
있는 얇은 전도성 물질의 층에 대한 저항의 측정이다. 그러나 체적저항 물질에도 적용할 수 있다. ρs 는 ohms
per square 의 단위를 가지며 물질의 표면 양단에서 측정한다. ρs 는 정사각형의 물질에 대한 체적저항
결정시 사용되는 측정 저항치 R 과 등가이다. ρs = R (시료의 면적이 정사각형인 경우) 두개의 저항 Parameter
중에서 표면저항은 주어진 물질에서 실제 자재저항의 측정치이기 때문에 좀더 저항의 Parameter를 나타내는데
적합하다고 할 수 있다. 그림 1-5 는 표면저항 측정법을 나타낸 것이다.
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그림 (1) Measurement Method of Surface
Resistance
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| 그림에서 보는 바와 같이 전도성 금속 BUS BAR 가 플라스틱에
연결되어 있고 BUS BAR 는 OHM METER 에 연결되어 있다. 여기서 유의할 사항은 다음과 같다. <1>
이 BUS BAR 의 위치와 크기가 나타나야 한다. <2> "X" 와 "Y"
의 크기는 서로 같아야 한다. 여기서 X, Y 의 크기를 임의로 정할 수 있으나 반드시 X,Y 의 길이는 같아야
한다. 플라스틱은 부도체의 동작 특성을 살리므로 이 물질의 두께는 중요하지 않다. 이때 유의해야 할 사항은
"X" 의 길이는 각 BUS BAR 사이의 폭이며 "Y" 의 길이는 각
BUS BAR 의 길이이다. 이제 두 BUS BAR 로 덮인 물질은 완전한 SQUARE AREA 이며 BUS
BAR 에 부착된 METER 의 수치는 "OHMS PER SQUARE " 를 나타낸다. 그러나
실제로 ESD를 방지하기 위해 사용되는 대부분의 물질은 정사각형이 아니다. 그러므로 표면저항은 단지 전기적으로
접촉하는 두 점 사이의 실제 저항에 대한 근사치이다. 여기서 실제 저항은 앞의 [a-3] 식을 사용하여 계산하는
방법과 Ohm-Meter 를 사용하여 측정하는 방법이 있다. ρs = ρv / t ---[b-1], ρst
=ρv ---[b-2] 두 식에서 ρs는 동일한 물질이라도 그 물질의 두께 t 에 따라 변화한다. 그러므로
동일한 물질의 체적저항에서 ρs 와 ρv 의 관계는 두께 t 가 주어지지 않는 한 의미가 없다. 부도체의 표면에
전도성 물질을 입힌 경우 저항을 나타내는 Parameter 로는 일반적으로 표면저항을 사용하며 전도층의 두께는
대부분 일정하고 부도체인 BASE 물질의 체적저항 ρv 가 전도성 표면물질의 저항보다 상대적으로 큰 경우는
BASE 물질의 두께에 영향을 받지 않는다.
감소시간은 표면저항을 측정하는 또 하나의 방법이며 어떤 물질을 정전기로 대전하여 원래 전압의 10% 수준까지
내려가는데 걸리는 시간을 측정하는 것이다.
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