ESD와 이오나이저

제품 생산 중 정전기의 악영향

금형 시, 릴투릴에서,제품 포장 시, 반도체 소자 수송 시 등등

다양한 산업에서 제품을 생산할 때는 정전기가 발생할 수 있습니다.

그리고 정전기의 발생은 제품의 수율을 떨어뜨리는 원인 중 하나이기도 합니다.

이러한 문제는 반도체 관련 공정 중 더욱 심하게 나타나는데

먼저 반도체의 원료가 실리콘이기 때문입니다.

이러한 실리콘은 음전하로 매우 매우 잘 대전되는 특성을 갖고 있습니다.

또한 정전기는 미세한 반도체 소자에 큰 대미지를 줄 수 있기 때문에 반도체 공정 관련하여서는 철저하게 정전기 방지대책을 만들어야 합니다.

ESD

ESD란 ElectroStatic Discharge의 줄임말로 정전기 방전 대책을 말합니다.

그리고 ESD를 실현시키기 위해 필요한 것이 제전기 입니다.

 

제전 기란 물체를 전기적으로 중성으로 만드는 것으로 복사기의 급지 구 나배 지구 근처 설치된 솔도 제전기의 일종입니다.

 

산업체에서 생산공정 중 가장 많이 쓰이는 제전 방식으로는

접지를 하거나 가습을 하여 정전기가 흘러가기 쉬운 상태로 만들어서 정전기 문제를 해결하는 거였지만 이러한 방법은 항상 효과가 있는 것이 아닙니다.

그래서 쓰이게 된 것이 공기 이온을 이용해 정전기를 중화시키는 장치 이오나이저입니다.

 이오나이저

이오나이저(Ionizer = 이온화장치)란제품 생산 중 마찰 또는 박리 등에 의해 전기적으로 양극 또는 음극으로 띄게 된 물체를 공기 이온을 이용해 정전기를 중화시키는 장치입니다.

즉 한쪽 극으로만 대전된 물체에 반대 극성의 전하를 보충해서 무극성으로 만드는 것이지요.

 

이오나이저에 사용되는 공기 이온은 공기 중 포함된 질소 탄소 물 등의 분자가 전기적으로 분리되며 발생합니다.

따라서 전기적인 안정상태인 공기분자를 인의적으로 분리시켜야 하는데 이때 사용하는 방법으로는 광조 사식과 코로나 방전식이 있습니다.

 

광조사식

광조사식 방법은 아주 미약한 연 X선을 사용하여 공기 중의 분자를 분해하고 대량의 공기 이온을 발생시킵니다.

이러한 광조 사식은선이 닿는 모든 공기를 분해해 이온화시키기 때문에 광범위한 제전이 가능하며 빛을 조사하는 방식이여 서무 풍상태로 제전이 가능합니다.

하지만 X선이기 때문에 인체에 직접 조사할 경우 유해하며 충분한 관리와 특별한 차단설비가 필요합니다.

 

코로나 방전식

코로나 방전이란 섬유, 와이어, 바늘 등의 뾰족한 부분에 고전압이 가해진 경우에 일어나는 방전현상입니다.

코로나 방전이 일어나면 방전된 전자는 공기분자와 충돌하여 공기 이온을 발생시킵니다.

 

코로나 방전식 제전기에서 발생하는 공기 이온은 기류에 의해 제전 대상물로 이동되거나 제전대상물 자체의 정전기로 인해 이끌려 대상물을 전기적으로 중화시킵니다.

 

이러한 코로나 방전식 제전 기는

고압으로 코로나 방전을 일으키는 방식과

정전기를 제거하고 싶은 대상물의 정전기를 이용해 코로나 방전을 일으키는 자기 방전식이 있습니다.

 

두 개의 방식 모두 인체에 위험하지 않기 때문에 다양한 제조 현장에서 많이 사용되고 있습니다.

<추가지식>

정전기

특정 전하로 대전된 물체가 다른 극성의 전하로 대전된 물체와 접촉 또는 접촉하기 직전에 물체가 균형을 이루기 위해 아주 짧은 시간 동안 전하 이동이 발생하는 현상을 말합니다.

 

정전기의 원인

이러한 정전기가 발생하는 원인으로는 크게 3가지가 있습니다.

 

첫 번째 접촉성 대전입니다.

두 물체가 마찰하거나 붙어있다가 갑자기 떨어지거나 할 때 두 물체 사이에는 마찰열이 일어납니다. 이러한 마찰열은 물체 내 전자들에게 에너지를 주게 되고 전자들은 불안정한 상태가 됩니다.

그리고 전자는 불안정한 상태에서 안정된 상태로 돌아가기 위해 방전의 형태로 전하의 이동이 발생하게 됩니다.

 

두 번째 물체의 환경 변화에 의한 대전입니다.

지구는 매우 거대해서 전하를 거의 무한정 저장할 수 있습니다.

마치 거대한 캐피시터가 우리 발아래에 있다고 생각하면 되는 것이죠.

그래서 사람이 눕거나, 앉거나, 일어설 때 또는 걷거나 뛸 때 사람의 몸과 지구 사이의 대지 간 정전용량은 변하게 되고, 이로인해 발생하는 정전기가 물체의 환경 변화에 의해 발생된 정전기이며 더욱 정확하게 하자면 물체의 용량 변화에 의해 발생된 정전기입니다.

 

이러한 용량 변화에 의한 정전기 말고도 상대습도와 같이 주위 환경에 따라서도 정전기가 대전되는 방식을 물체의 환경 변화에 대한 대전이라고 합니다.

 

세 번째 유도성 대전입니다.

유도성 대전이란 이미 대전되어 있는 물체에 대전되지 않은 다른 물체가 가까이 접근하는 경우 대전되지 않은 물체의 전하도 불균형 상태가 되어 이 물체 역시 대전되는 상황을 말합니다.

여기서 이미 대전되어 있는 물체는 접촉성 대전이나 물체의 환경변화에 의해 미리 대전된 물체입니다.

 

ESC 센서란?

ESC센서란 정전기 탐지 센서의 일종으로 이오나이저가 부착되어 있어 현재 공정중 정전기의 상태를 파악하고 이오나이저를 통해 정전기를 방지하는 장치입니다.

 

<참조 및 출처>

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=lohasprint_k&logNo=120126489193&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F

https://tozest.tistory.com/8