업계에서는 ESD ( 정전기 방전) 라고하며 , ESD 손상 제품의 가능성을 낮추는 데 도움이되는 정책과 절차가 최근에 널리 채택되면서 다소 완화 되었음에도 불구하고 지금보다 훨씬 더 많은 문제가 있습니다.
어쨌든 전자 산업에 미치는 영향은 많은 산업 전체보다 큽니다. 또한 매우 큰 주제의 주제이며 매우 복잡하므로 몇 가지 사항 만 다룰 것입니다. 관심이 있으시면 주제를 다루는 수많은 무료 소스, 자료 및 웹 사이트가 있습니다. 많은 사람들이이 분야에 자신의 경력을 바칩니다. ESD로 손상된 제품은 제조업체, 디자이너 또는 소비자, 산업계에서 다루는 많은 것들과 같이 전자 제품과 관련된 모든 회사에 매우 실질적이고 큰 영향을 미칩니다. 비용은 우리에게 전달됩니다.
ESD 협회에 따라 :
“전자 시대는 정전기와 정전기 방전과 관련된 새로운 문제를 일으켰습니다. 그리고 전자 장치가 점점 더 작아지면서 ESD에 대한 감도가 증가했습니다. 오늘날 ESD는 오늘날 전자 환경의 거의 모든 측면에서 생산성과 제품 안정성에 영향을 미칩니다. 업계 전문가들은 정적에서 최대 33 %까지의 평균 제품 손실을 추정했습니다. 다른 사람들은 전자 산업에 대한 ESD 피해의 실제 비용이 매년 수십억 달러에 이르는 것으로 추정합니다.”
장치와 기능 크기 (특정 기술로 생산 가능한 가장 작은 구성 요소 크기를 의미하지 않음)가 지속적으로 작아짐에 따라 ESD에 의해 손상 될 가능성이 높아집니다. 일반적으로 전자 기기 제작에 사용되는 재료의 기계적 강도는 크기가 작아짐에 따라 감소합니다. 재료는 '매크로'규모의 물체와 마찬가지로 열 질량으로 불리는 빠른 온도 변화에 저항 할 수 있습니다. 2003 년 경에 가장 작은 피처 크기는 180nm 범위에 있었으며 현재 10nm에 빠르게 접근하고 있습니다.
20 년 전의 무해한 ESD 사건은 현대 전자 장치를 잠재적으로 파괴 할 수 있습니다. 트랜지스터에서 게이트 재료는 매우 자주 희생되지만 다른 전류 전달 요소는 기화되거나 녹을 수 있습니다 .IC 핀의 납땜 (기술적으로 볼 그리드 어레이 (BGA) 와 같은 표면 실장 은 훨씬 일반적입니다) PCB는 녹을 수 있고 실리콘 자체는 높은 열에 의해 변화 될 수있는 몇 가지 중요한 특성 (특히 유전체 값)을 갖는다. 칩을 켤 때 일반적으로 스파크와 나쁜 냄새로 끝나는 반도체에서 반도체로 회로를 바꿀 수 있습니다.
더 작은 피처 크기는 지원 가능한 작동 / 클럭 속도, 전력 소비 (및 밀접하게 결합 된 열 발생 등)와 같은 대부분의 메트릭 관점에서 거의 완전히 긍정적이지만 그렇지 않으면 사소한 양으로 간주되는 것의 손상에 대한 민감도 기능 크기가 감소함에 따라 에너지의 양도 증가합니다.
ESD 보호는 오늘날 많은 전자 장치에 내장되어 있지만 집적 회로에 5 천억 개의 트랜지스터가 있다면 정전기 방전이 100 % 확실하게 걸리는 경로를 결정하는 것은 어려운 문제가 아닙니다.
인체는 때때로 100 내지 250 피코 파라 드의 커패시턴스를 갖는 것으로 모델링된다 ( 인체 모델 ; HBM); 이 모델에서 전압은 25kV (일부 주장은 3kV만큼 높음)만큼 높을 수 있습니다 (소스에 따라 다름). 더 큰 숫자를 사용하면 약 150 밀리 볼의 에너지 '충전'을 갖게됩니다. 완전히 '충전 된'사람은 일반적으로이를 인식하지 못하며, 종종 전자 장치 인 첫 번째 사용 가능한 접지 경로를 통해 몇 초 안에 방전됩니다. 이 숫자는 개인이 추가 비용을 지불 할 수있는 옷을 입고 있지 않다고 가정합니다.
ESD 위험 및 에너지 수준을 계산하는 데에는 여러 가지 모델 이 있으며, 서로 상충되는 것처럼 보일 때 매우 혼동됩니다. 다른 것보다 더 확실한 소스를 찾을 수 없으므로 많은 표준과 모델에 대한 훌륭한 토론 에 연결합니다 .
그것을 계산하는 데 사용 된 특정 방법에 관계없이, 그것은 많은 에너지처럼 들리지 않으며 확실히 들리지 않지만 현대 트랜지스터를 파괴하기에는 충분합니다. 문맥 상, Wikipedia에 따르면 1 줄의 에너지는 지구 표면에서 수직으로 1m의 중간 크기 토마토 (100g)를 들어 올리는 데 필요한 에너지와 같습니다.
이것은 인간이 ESD를 발생시키는 '가장 최악의'상황에 있으며, 인간은 전하를 운반하고이를 감수성 장치로 방출합니다. 사람이 접지 상태가 매우 좋지 않은 경우 비교적 적은 양의 충전으로 인해 높은 전압이 발생합니다. 무엇을 얼마나 많이 손상 시키는가에 대한 핵심 요소는 실제로 충전이나 전압이 아니라 전류입니다.이 맥락에서 전자 장치의 접지 경로의 저항이 얼마나 낮은지를 생각할 수 있습니다.
전자 제품을 다루는 사람들은 일반적으로 발에 손목 끈 및 / 또는 접지 끈이있어 항상 접지됩니다. 이것들은 접지에 대한 '단락'이 아닙니다. 저항은 작업자가 피뢰침 (쉽게 감전되는 것)을 방지하기 위해 크기가 조정됩니다.-손목 밴드는 일반적으로 1Mohm 범위에 있지만 누적 된 에너지를 빠르게 배출 할 수 있습니다. 다른 전하 생성 또는 저장 물질과 함께 용량 성 및 절연성 품목은 폴리스티렌, 버블 랩 및 플라스틱 컵과 같은 작업 영역에서 격리됩니다.
말 그대로 셀 수없이 다른 전하와 내부 전하를 운반하지 않는 장치에 ESD 손상을 초래할 수있는 수많은 재료와 상황이 있습니다. 예를 들어 카펫을 가로 질러 걷는 동안 양모 스웨터와 양말을 착용하고 금속 물체를 만지는 것을 선택하면 신체 자체가 저장할 수있는 것보다 훨씬 많은 양의 에너지가 생성됩니다.
현대 전자 장치를 손상시키는 데 소요되는 에너지가 얼마나 작은 지에 대한 마지막 요점 : 10nm 트랜지스터 피처 크기 (일반적인 것은 아니지만 향후 몇 년 내에)는 게이트 두께가 6nm 미만입니다. 그들은 '단일 층 (monolayer)'-단일 원자 층이라고 부릅니다.
매우 복잡한 영역이며, 방전 속도 (충전과 접지 사이의 저항의 양), 수를 포함하여 수많은 변수로 인해 ESD 이벤트로 인해 장치에 발생할 수있는 손상의 양을 예측하기가 어렵습니다. 장치를 통한 접지 경로, 습도 및 주변 온도 등. 이러한 모든 변수는 영향을 모델링하는 다양한 방정식에 연결될 수 있지만 실제 손상을 예측하는 데는 아직 정확하지 않지만 이벤트에서 발생 가능한 '손상'피해를보다 효과적으로 파악할 수 있습니다.
대부분의 경우-이것은 산업별로 매우 다르며 (의료 또는 항공 우주라고 생각), ESD 이벤트를 유발하는 치명적인 오류는 제조 및 테스트를 통해 눈에 띄지 않는 ESD 이벤트보다 훨씬 더 나은 결과이지만, 매우 작은 결함을 야기하거나 아마도 기존의 발견되지 않은 잠재 결함을 약간 악화시킬 수 있습니다. 두 시나리오 모두 추가적인 '사소한'ESD 이벤트 또는 규칙적인 사용으로 인해 시간이 지남에 따라 악화 될 수 있으며, 궁극적으로 장치의 치명적인 조기 고장 (영아 사망률)을 초래합니다. 신뢰성 모델에 의해 예측되지 않은 인위적으로 단축 된 시간 프레임 (유지 보수 / 교체 일정의 기초) 이러한 위험 때문에 심박 조율기 마이크로 프로세서와 같은 끔찍한 상황을 쉽게 생각할 수 있습니다.
전자 제품 제조 분야에서 일하지 않거나 많은 것을 알고있는 소비자는 문제가되지 않는 것 같습니다. 대부분의 전자 제품을 판매 할 때 대부분의 ESD 손상을 방지 할 수있는 수많은 안전 장치가 있습니다. 구성 요소는 물리적으로 접근 할 수없고 접지에 대한보다 '편리한'경로를 사용할 수 있습니다 (예 : 컴퓨터 섀시가 접지에 연결됨-ESD를 방전 시키면 케이스 내부의 CPU가 거의 손상되지 않지만 대신 낮은 저항 경로를 통해 접지로 전달) 전원 공급 장치 및 벽면 전원) 또는 대안으로 합리적인 전류 전달 경로가 불가능합니다. 많은 휴대 전화에는 비전 도성 외부가 있으며 충전시 접지 경로 만 있습니다.
기록을 위해 3 개월마다 ESD 교육을 받아야하므로 계속 진행할 수 있습니다. 그러나 이것이 귀하의 질문에 대답하기에 충분해야한다고 생각합니다. 나는 이것의 모든 것이 정확하다고 생각하지만, 호기심을 호소하지 않으면 현상을 더 잘 알기 위해 직접 읽으십시오.
사람들이 반 직관적이라고 생각하는 것 중 하나는 정전기 방지 백에 보관 및 배송되는 전자 제품을 자주 볼 수있는 백도 전도성입니다. 정전기 방지는 재료가 다른 재료와 상호 작용하여 의미있는 전하를 수집하지 않지만 ESD 세계에서는 모든 것이 동일한 '접지'전압 기준을 가지므로 작업 표면 (ESD 매트)도 마찬가지로 중요합니다 ), ESD 백 및 기타 재료는 일반적으로 공통 접지에 연결되어 있거나 (간단히 절연 재료를 가지지 않음)보다 명확하게 모든 작업대 사이의 접지에 낮은 저항 경로를 연결하여 작업자 손목 용 커넥터 밴드, 바닥 및 일부 장비. 여기에는 안전 문제가 있습니다. 폭발물 및 전자 제품을 다룰 경우 손목 밴드는 1Mohm 저항 대신 접지에 직접 연결될 수 있습니다. 매우 높은 전압에서 작업하면 전혀 접지하지 않습니다.
시스코의 ESD 비용에 대한 또 다른 인용문-시스코의 현장 고장으로 인한 부수적 인 피해는 일반적으로 인명 손실을 초래하지 않기 때문에 약간의 보수적 일 수도 있습니다.
ESD로 손상된 구성 요소와 관련된 비용을 볼 때 놀랍습니다. 실패와 관련된 비용은 손상이 발견 된 시점에 따라 다릅니다. 손상이 발견되면 다음과 같이 추정됩니다.
- 조립하는 동안 비용은 조립 및 인건비의 1 배입니다.
- 테스트하는 동안 비용은 조립 및 인건비의 10 배입니다.
- 고객 사이트에서 비용은 조립 및 인건비의 100 배입니다