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이상에서 설명한 ESD의 피해를 예방하기 위한 총체적인 대책을
ESD Control Program (ESDCP) 이라 합니다.
ESDCP 의 효과적인 수행을 위해서는 부품이나 조립품, 기기, 대형 시스템 모두에 걸쳐 구조적인 협력, 예컨대
디자인, 제조 공정, 조립, 측정, 시험, 수리, 유지, 포장, 선적, 설치, 그리고 동작 및 운용의 모든
과정에 걸친 협력이 반드시 필요한 것이다.
미국의 Military Standard DOD-STD-1686 이 ESDCP 의 기본요소를 결정한 이 후,
각 산업에서는 자사에 맞는 ESDCP를 개발하였으며 그 성공 사례가 여러 차례 보고 되어 왔습니다.
ESDCP 는 크게 다음 세가지로 나눌 수 있습니다.
(1) 작업자에 대한 ESD 주의 교육 ( ESD Awareness Training )
(2) ESD 방지 재료 ( ESD Protective Material )
(3) ESD 방지 기기의 사용 ( ESD Protective Equipment )
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● ESD
주의/교육
작업장 내의 모든 작업자는 다음 사항의 주의 교육을 받아야 한다.
① 정전기의 발생 원인
② ESD 에 민감한 부품의 인식
③ ESD Control 방법
④ 각 각의 분야에서 ESD 방지에 관한 책임
①,② 항의 교육으로 ESD Item 을 주지 시킨 후 작업장은 물론 Item의 취급, Item 을 포함한
시스템에 아래의 그림(1)과같은 주의 표시를 해야 한다.
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그림 (1) ESD 주의 심벌
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어느 Industry 에서나 거의 공통으로 제시되고 있는 Item의
취급 주의 사항은 대략 아래와 같습니다.
① 필요이상 불필요하게 부품에 손대지 말고 작업대나 조립품 내부 이외의 어느 곳에도 위치하지 말 것.
② Static-Safety Work Area를 벗어나는 경우 항상 Faraday Cage Box를 사용할
것.
③ 작업장에서 불필요한 물체는 제거할 것 (작업자의 도시락, 용구 등의 플라스틱 재 등)
④ ESD Item를 접촉하는 납땜 인두의 Tip 등의 공구는 반드시 접지시킬 것.
⑤ Wrist Strap, 도전화 등의 장비를 항상 착용할 것.
⑥ 전기장을 유도하는 물체의 근처에 부품을 위치시키지 말 것
⑦ Taping 작업 등을 할 때의 정전기 피해를 유의하고 천천히 unroll 시키고 Ionizer를 사용할
것
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● ESD
방지 물질 (ESD Protective Material)
방지 물질은 다음의 세가지 기본 조건을 만족해야 합니다.
① 접촉성 대전 (Triboelectric Charging) 을 예방한 것 : C D Model
② 전자기파의 차단 ( Shielding 효과) : F I Model
③ 대전된 작업자나 물체와 접촉했을 때의 직접적인 방전의 예방 : H B Model
실제 이상의 조건을 모두 만족시킬 수 없으며 적당한 조합에 의하여 원하는 제어를 할 수 있습니다. 방지
물질은 미국 Military Standard 에 의거 그 표면 저항치(ρs) 에 따라 다음 세가지로 나눕니다.
① 전도성 ( Conductive ) - ρs ≤ 105 Ω/Sq
② 정전 분산 ( Static Dissipative ) - 106
≤ ρs ≤ 109 Ω/Sq
③ 제 정전기 ( Anti Static ) - 1010 ≤ ρs ≤ 1013 Ω/Sq
이 물질의 구분은 각 규격마다 다소 차이가 있으며 다음에 한하여 예외규정을 둔다.
<예외> 바닥재 에서의 전도성은 25,000~1,000,000Ω 으로 한다 - UL,NFPA,AMCR
이 세가지 물질을 선택할 때는 위의 기본 조건을 마추고 원하는 성능을 고려한다.<표3-2>
는 그 기본 가이드 이다.여기서는 일반적인 사항과 바닥재에 관한 사항만 열거했다. (그외 작업대 표면,
Packaing 재료, Tote Box /부품함, Shunt Bar/클립/Foam, 작업의복)
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응용분야
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전도성 재료
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정전 분산
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제 정전기
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일반적인
사항
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1.높은 전원이나 Hard Ground 접촉시 안전사고 위험이 있음.
2.회로나 조립품의 시험시 도체표면에 접촉되면 파괴될 수도 있음.
3.강의 경우 부식하기 쉽고 페인트 등으로 코팅하면 표면저항을 떨어트려 정전기가 발생하기 쉬움.
4.알루미늄 산화막은 3.항의 문제가 있음.
5.가연성,부식성,독성,박테리아의 운집,부숴짐,흘러내림,벗겨짐,장시간의 화학적 안정성을 고려해야함.
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1.도전성1,2항의 위험은 적지만 어느정도 존재함.
2.이는 정전압의 크기나 부품회로의 종류에 관계됨.
3.도전성재료의 5항
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1.표면의 용제는 습도의 영향을 받는다.
2.표면의 먼지,오일,유기물이 성능을 저하시킴.
3.Antistat용액이 Item에 침투할 수 있음
4.도전성 재료의 5항
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바닥재
매트
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1.고전압을 유지하지 않고 재빨리 방전시킴.
2.안전을 위하여 직렬저항이 필요함.
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1.전하의 방전에 적합한 전도성을 제공.
2.성능을 위하여 주기적인 관리가 필요함.
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1.전하의 방전이 느림.
2.정전기 분산의 2항
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표(1) ESD 방지물질의 적용
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이상의 결과로부터 일반적으로 사용되는 방지 물질은 아래와 같다.
① 작업대 표면 - 정전 분산 ( Static Dissipative )
② 작업장 바닥 - Conductive
③ 의자 - 정전분산 표면, 전도성 바퀴 or gliders, 접지 구조
④ Tote Box (운반상자) - 전도성 (Non-particle), 정전분산
⑤ 의복 - 정전분산 (인체 등전위 : 106 Ω), 격자형 도전사
⑥ 신발 - 전도성 밑창 (접지구조)
⑦ Bag - Aluminum Laminate 구조
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● 방지
장비 (ESD Protective Equipment)
앞에서 설명한 물질 외에 정전기의 감지, Control , Monitering 이나 부품의 피해 여부
Testing 을 위하여 아래와 같은 장비가 사용되고 있다.
① Ionizer : 실내 공기를 이온화 시켜 발생된 정전압을 낮추는 정비로서 적당한 접지나 방지책이
없는 경우에 사용된다.
② 리스트 스트랩, Heel Grounder : 손목이나 발에 착용하여 인체에서 발생되는 정전기를 방전
시키며 인체를 작업대 표면과 같은 정전위에 있게해 준다(안전저항 1MΩ)
③ ESD Detector /Alarm System : 주위의 정전위나 전기장이 규정치 이상이면 위험신호를
발하는 장치
④ 그외의 작업도구 : 그 외에도 흔히 사용되는 도구로써 ESD 방지가 필요한 것 들로서 납땜 흡입기,
일반적인 드라이버나 플라이어 등의 도구가 있는데 Tip을 접지 시키거나 손잡이에 Antistatic 처리를
해야한다. 또한 측정 장비는 사용전에 Probe를 Short시켜 잠재적인 정전기를 소거 시키고 전원의 접지라인에
연결시켜야 한다.
그 외에도 반도체 공정에서 사용되는 Integrated-Circuit Inserter나 Extractor가
있다.
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● 반도체,
전자 및 기타 제조업의 ESD 장해 방지 대책
① 기본원리
작업장의 모든 물체 및 재료의 대전을 억제하며 격리되어 있는 두 물체 사이의 방전을 방지하기 위하여 전기적인
본딩을 하여 안전을 도모한다.
② 접지
직물 공장이나 제품 조립공정에 있는 기계 설비 등에서 수백∼수천 볼트의 정전기가 대전되는 경우가 있으므로
접지를 실시하고 접지 저항 측정기로 월1회 측정 관리한다.작업자의 경우는 보통 리스트 스트랩(Wrist
strap)과 힐 그라운더(Heel ground)를 통해서 하게된다. 또한 바닥 재료를 도전성으로 하지
않는다면 아무런 효과를 기대할수 없다.
③ 작업대
작업대의 대전 상태를 전기적으로 측정하여 대전시는 정전기 누설대책(접지등) 을 점검하여 대전상태가 되지
않도록 한다. 작업대는 105[Ω/SQ]의 표면저항을 갖는것이 바람직하며 금속 작업대는 바람직하지 않음
④ 전도성 바닥의 저항 측정 관리
도전성 타일이나 매트의 일부에서 정전기가 대전되는 경우가 있으므로 정기적으로 접지저항 및 대전상태를 측정,관리한다
⑤ 정전기 중점 발생 장소
회전 건조기등 일부 설비나 조립 공정과 같이 국부적으로 대단히 높은 정전기가 대전 되는데 대전체가 부도체인
경우나 반도에 유도된 정전기를 제거 하기 위하여 부분적으로 제전기를 사용한다.
⑥ 무진복 및 제전복
세탁 후에도 대전 전위가 일정치 이하가 유지되는 것을 확인하며 가급적 낮은 전압의 정전기가 대전되는 것을
선택한다. 그리고 내의류는 가급적 면 제품 내의를 입는다.
⑦ 기타
위에서 언급한 일반적인 경우 외에도 습도 조절이나 Ion Blower 같은 특수장비를 사용하는 경우도 있다.
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그림 (2) 그림으로 본 ESD 방지 장비
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