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● Wrist Strap & Checker & Monitors
접지대책이 되어 있지 않은 인체는 표1-2 와 같이 간단히 수천 Volt 의 정전기가 축적되기 쉽고 이렇게
축적된 정전기를 접지시켜 안전하게 방전시키는 제품이 Wrist Strap 이다. 즉 인체는 정전기적으로
도체이므로 도전사를 이용한 손목 Band 와 너무 빨리 방전됨으로써 발생되는 Spark 나 Noise로
인한 여러 장해의 방지 및 역 전류로 인한 인체의 보호를 위하여 1 MΩ의 저항이 부착된 Cord를 이용하여
인체를 접지시키는 제품이다. 그러나 Wrist Strap 은 동작 및 접지 상태를 일상 점검하여야 하며
이런 목적으로 사용되는 제품이 Wrist Strap Checker 이다. Wrist Strap Checker
의 저항범위는 보통 3가지로 구분되는데 저항 범위가 800KΩ~10MΩ 일 경우는 Wrist Strap
이 정상적으로 동작됨을 나타내고 10MΩ 이상인 경우는 Band 가 느슨하여 접촉불량이든지, Cord 의
단선, Band 가 오염되었을 때 나타내며 800KΩ 미만인 경우는 Wrist Strap 에 내장된 1
MΩ 저항이 파열되어 너무 빨리 방전되어 Spark 나 Noise 의 염려가 있음을 나타내므로 저항범위에서
이외의 경우 불량상황에 대응한 수리를 하거나 교환하여 사용하여야만 한다.
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● Conductive
Mat
작업자나 대전된 제품의 정전기를 접지시키므로 안전하게 방전시키는 Mat 가 도전성 (정전분산)이 되기 위하여는
표면저항이 Rs = 105-108 Ω/Square (20℃ RH=65%) 이어야 하고 분리된 각 Mat 마다
1 MΩ 저항이 내장된 Cord 를 사용하여 접지시켜 주어야만 하고 Wrist Strap 처럼 접지불량, 단선,
저항파열 등을 상시 점검하여야 한다. 또한 표면의 오염이나 백화 현상 등으로 저항이 변화될 수 있으므로 주기적인
관리가 필요하다. 일반적으로 양면 접착 Tape 를 사용하여 간단하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라 교체가 용이하기
때문에 가장 많이 사용된다. Mat 를 바닥용으로 사용할 때의 저항은 바닥재의 저항과 동일하게 관리 하여야
하며 내화학성,미끄럼 방지 및 내마모성등에도 유의하여 제품을 선정할 필요가 있다.
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● Conductive
Floor
바닥재의 표면저항(Rs), 접지저항(Rg) 은 2.5×104~106 Ω 으로 시공 및 관리가 되어야 하며 에폭시,
우레탄, 타일 등의 종류가 있다 (당사 전도성 바닥재 참조), 위의 도전성 Mat 나 바닥재 모두 반드시 접지를
하여야 하며 작업자는 Conductive Shoes 를 사용하지 않으면 의미가 없다.
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● 전도성
의자
인체에서 발생한 정전기의 제전을 위하여서 반드시 필요한 설비이며 특히 작업자가 주로 앉아서 작업을 하는 작업장인
경우에는 더더욱 중요하다. 특히 인체와 접촉되는 바닥 및 등받이 시트는 정전기 제어 및 정전기의 방전통로를
위하여 전도성 (Rs = 105-108 Ω/Square)이 되어야 하며 오염방지 및 Non-Particle
소재로 선택되어야 한다. 또한 바퀴 (Caster)도 전도성으로 하여 시트 표면에서 바닥까지 접지가 이루어져야
한다. 흔히 접지를 위하여 체인을 사용하는 경우도 있으나 접촉면적이 불완전하므로 보조수단으로 사용하여야 한다.
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그림 (1) Shielding Bag
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● Shielding
Bag
정전기에 민감한 전자 부품이나 기판의 운반과 보관시 사용되는 Shielding Bag 은 보통 3층구조 (그림
2-5 / 금속 Coating 층, Polyester 층, Polyethylene 층) 로 되어 있고 금속층
(표면저항 약 10-2 Ω/Sq) 은 발생되는 정전유도를 100 micro-sec 이내에 반응하여 보관된 부품의
파괴를 방지하고 절연층으로 구성된 Polyester층은 정전기의 직접방전으로 인한 피해를 방지할 뿐만 아니라
Bag 의 맨 아래 Polyethylene층 에 Anti-Static 물질이 화학적으로 합성되어 있으므로 Bag
내부에서의 마찰로 인한 정전기의 발생을 항상 방지시켜 준다.
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그림 (2) 이동대차 및 전도성(크린룸용) 의자
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● 이오나이져
(Ionizer)
고전압을 방전시켜 얻어지는 양,음이온을 상대물에 보내어 대전된 정전기와 반대극성으로 중화 소멸시키는 장치로
소재에 대하여 접촉되지 않고 사용하므로 소재를 상하게 하지 않고 용도, 소재, 작업내용에 따라 제전능력, 제전방식
(Blower, Air Gun, Air Nozzle, Static Bar etc) 등의 수많은 제품이 있다.
- Blower Type Ionizer
특히 사용연수가 길어 정전기에 대응하기에 가장 효과적인 방법으로 제전방식 중 많이 사용되는 Blower
방식의 사양을 소개하면 다음과 같다.
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그림 (3) Ionizer (AC타입) 작동 및 제전 원리
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| 내장된 송풍기의 Air 를 이용하여 방전침과 접지전극 사이에서
발생되는 Ion 을 대전물에 전달시켜 주고 대전물에 부착된 먼지도 불어 날려주는 Blower 제전방식의 Ionizer
는 보통 복잡형상 대전물의 제전에 이용되며 제전범위 및 제전능력은 Ion Current 량의 Blower 를
사용하여야 한다. Blower 제전시간을 고려하여 설치를 하여야 할 경우 제전시간과 관계가 있는 변수 ( 대전물과의
거리, 대전물과의 거리에 따른 Ion Current, 대전물의 정전용량 ) 를 조정하여야 하며 대전물의 정전용량은
변하지 않으므로 대전물과의 거리의 조정과 Ion Current 가 높은 제전기를 사용하여야 한다. 그리고 Ionizer
의 구비사항으로는 Ion Balance, Noise 발생 유무, Ozone 농도 등이 고려되어야 한다. “
+ ”와 “ - ”의 Ion Balance 가 맞지 않는다면 Ionizer 로 인한 대전의 염려가 있으며 Noise
발생은 기계의 오동작을 초래하며 높은 Ozone 농도(PPM)는 인체에 악영향을 미치므로 주의하여야 한다.
또 Ionizer 의 사용상 주의할 사항은 접지상태의 확인과 방전침의 Cleaning 이다. 방전이 일어나게
되면 방전침이 오염되어지고 그 오염된 방전침은 정상적인 방전을 하지 못하므로 자연히 Ion Current 는
낮아지며 제전성능도 낮아진다, 그림 2-7 은 실제적으로 Ionizer 를 200일 동안 계속 가동시켜 제전전류의
변화를 측정한 것으로 처음 작동한 다음 90일 경과된 후 Ion Current 현저하게 낮아지고 이때 방전침을
Cleaning 하여주면 Ion Current 는 정상적으로 높아지지만 이때부터는 30일 간격으로 현저하게
낮아지는 것을 볼 수 있다. 그림 2-7에서 Ion Current 가 정상적으로 되는 요인으로는 Cleaning
의 결과이며 여기에서 방전침의 정기적인 Cleaning 필요성을 쉽게 알 수 있다. Ion Current 와
Ion Balance 를 측정에는 그림 2-8과 같은 방법으로 두개의 Collector Plate 에 각가
“+”와 “-”의 고전압을 인가한 다음 Ionizer 를 작동시키면 거리에 따른 Ion Current 및 Ion
Balance 를 측정할 수 있다.
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그림 (4) 방전침 Cleaning 에따른 Ion current
변화
그림 (5) Ion Current & Balance 측정
개요
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| - AC, DC Type
제전장치 비교
AC혹은 DC의고전압을 뾰족한 침 끝에 인가하여 접지와 설계된 거리를 유지하면 AC의 경우는 접지측과
코로나 방전을 일으키게 되는데 이때 이온과 오존을 생성하게 된다. 여기서 생성된 이온은 AC의 50~60Hz
주파수에 의해 +,- 극성을 가지며 매우 빠른속도로 변환하여 상대물에 대전된 정전기와 중화 소멸된다. 극성의
변환이 빨라 상대물까지 도달하기 전에 자체 중화량이 많아 먼거리까지 제전할 수 없는 단점이 있으며 전극의
오손으로 인한 과부하방지를 위해 안전회로와 병행 사용하여야 한다. 그러나 상대적으로 이온 발생이 안정적이며
이온 발란스가 일정량 이상 차이가 나면 회로 자체에서 조절할수 있는 기능 (Self control)이 가능하다.
반면 DC는 접지와의 방전이 아니고 대기중의 산소분자를 전이시켜 이온화하며 따라서 오존의 발생이 AC에
비해 1/100 정도 줄어든다. 또 이온발생의 주기를 임의로 조절 사용할 수 있으며 AC에 비해 이온 발생주기가
길어 최대 제전거리가 1m 이상 가능하다. 그러나 +,- 이온발생이 각각의 전극에서 발생되므로 전극의 마모,오손
및 트랜스의 이상등에 따른 이온발란스의 불균형 가능성이 있으므로 주기적인 관리가 필요하다.
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● Clean
room & Clean Bench 제전장치
정전기를 중화하고 정전기가 없는 환경을 유지하기 위하여 Hepa Filter 의 송풍구에 부착할 수 있는 Ionizer가
있고 상기 제전 제품을 Clean room 이나 Clean Bench 에 이용할 때의 주의사항으로는 Noise
발생이 없는 제품 (Shielding Cable) 을 이용하여야 하며 일반 Ionizer 의 방전침은 Stainless
Steel 로 만들어져 있으므로 Metal Contamination 의 염려가 있는 공정에서는 텅스텐을 이용한
방전침이 요구되며 Air Gun 의 경우 0.5 micron 이상의 Filter 가 장비된 제품을 이용하여야
한다.
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● 측정장비
제품의 품질관리에 결점이 없도록 작업 공정상의 문제가 되는 Trouble 을 방지하고 제품의 완성도를 높이기
위하여 확실히 제전하는 데에는 정전기의 측정장비는 기본으로 된다. 소재와 각 공정을 수정하여 발생장소, 대전량
등의 원인을 명확히 하는 일이 정전기 대책의 중요한 Point 이고 제전장치의 설치장소와 낭비 없는 최적의
기종선정에, Ionizer 의 효과판정의 수단으로서도 정전기 관련 측정장비는 꼭 필요하다.
- Electrostatic Locator : 대전량의 전하를 측정할 수 있는 장비
- Wrist Strap & Shoes Checker : Wrist Strap 의 상태를 점검할
수 있는 장비
- Ionometer : Ion Current 와 Ion Balance 를 측정할 수 있는 장비
- Decay Time Analyzer : 대전물의 전하량이 소멸되는 상태를 측정
- Work Surface Tester (Megohmmeter) : 표면저항을 측정할 수 있는 장비로 도전성
제품의 성능 Test
- 정전기 감시 Monitor : 입력된 수치의 정전기 이상이 되면 감지하여 경보를 울리는 장비
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