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1. 정전기 측정이 필요한 이유와 목적
전자제품이나 반도체를 다루는 작업 현장에서는 눈에 보이지 않는 정전기 하나로도 큰 문제가 발생할 수 있습니다.
우리가 느끼지도 못하는 몇십 볼트의 정전기가 회로를 망가뜨리거나, 민감한 부품을 손상시키는 일이 생각보다 자주 일어납니다.
그래서 정전기를 무조건 없애는 것보다 먼저 해야 할 일은, 정전기가 어디에서 어떻게 발생하고 있는지를 정확히 측정하는 것, 즉 정전기 측정 방법을 잘 아는 것입니다.
정전기 측정이 필요한 이유는 단순히 ‘전기가 통했는지 안 통했는지’를 보는 게 아니라, 현장에서 사용하는 인두기, 작업자의 어스링, 바닥 매트, 도구 표면까지 전반적으로 정전기 방지 장치가 제대로 동작하고 있는지를 확인하기 위함입니다.
특히, 정전기는 잘 관리하지 않으면 제품 불량이나 클레임의 원인이 되기 때문에, 사후 처리보다는 사전 측정과 예방이 훨씬 중요합니다.
예를 들어 어스링을 차고 있어도 내부 배선이 끊어졌다면 의미가 없습니다.
이럴 때는 어링 테스터기로 저항값이 정상 범위인지 확인해야 합니다.
또 인두기에서도 미세한 누설 전압이 흐를 수 있기 때문에, 이를 체크하는 전용 측정기가 필요합니다.
이런 다양한 장비를 이용해 정전기 측정 방법을 제대로 익혀두면, 불필요한 불량이나 안전사고를 막는 데 큰 도움이 됩니다.
결국 정전기 관리는 “측정에서 시작된다”고 해도 과언이 아닙니다.
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2. 주요 정전기 측정 장비 및 측정 방법
정전기를 제대로 관리하려면 눈에 보이지 않는 정전기를 눈에 보이게 만들어주는 장비, 즉 정전기 측정 장비를 먼저 알아야 합니다.
마치 체온계 없이 열이 나는지 모를 수 있듯, 정전기 역시 측정기 없이는 원인을 파악할 수 없습니다.
2-1) 표면 저항 측정기
정전기 측정 방법 중 가장 기본이면서도 중요한 장비입니다.
표면 저항 측정기는 작업대 매트, 바닥재, 제전 비닐 등의 표면이 얼마나 정전기를 잘 흘려보내는지를 확인하는 장비입니다.
일반적으로 측정 단자가 두 개 있으며, 일정한 전압(보통 10V 또는 100V)을 걸어 표면의 저항을 측정합니다..
왜 중요할까?
표면 저항이 너무 높으면 정전기가 쌓여 방전되지 않고, 너무 낮으면 도전성 재질의 의미가 사라집니다.
대부분의 ESD 매트는 10⁶ ~ 10⁹ Ω 범위의 저항을 가져야 이상적입니다.
측정 방법 (정전기 측정 방법의 기본)
- 측정하고자 하는 표면 위에 두 개의 전극(Probe)을 일정 간격으로 올려둡니다.
- 측정 버튼을 누르면 장비가 저항 값을 표시합니다.
- 결과가 너무 높거나 낮으면, 해당 자재는 ESD 환경에 부적합하므로 교체합니다.
2-2) ESD Wrist Strap 테스트기
정전기 측정 방법 중 작업자가 착용한 어스링(정전기 방지용 띠)이 제대로 접지되어 정전기를 흘려보내고 있는지 확인하는 테스트기입니다.
대부분의 장비는 Good(정상), Low/High(불량) LED로 결과를 표시해 줍니다.
어스링 테스트 방법
- 어스링을 손목에 밀착되게 착용합니다.
- 어스링의 플러그를 테스트기에 연결한 후, 테스트 버튼을 누릅니다.
- 초록불이 들어오면 정상. 빨간불이 들어오면 배선 단선이거나 접지가 제대로 되지 않았다는 의미입니다.
매일 아침 작업 시작 전에 테스트하는 습관을 들이면 정전기 방전 사고를 예방할 수 있습니다.
아래 사진처럼 OK/NG 제전링을 사전에 부착해 놓으면 설비 정상 동작 유무도 테스트할 수 있습니다.
정전기 측정 방법 중 “사람 중심”에 해당하는 가장 쉬우면서 중요한 절차입니다.
2-3) 정전압 측정기
정전기 측정 방법 중 정전기가 얼마나 쌓였는지를 정확하게 알고 싶을 때 가장 직접적인 방법은 정전압 측정기를 사용하는 것입니다.
아 장비는 비접촉식으로 대상 물체의 대전 전위를 측정할 수 있어, 민감한 전자 부품에 손상을 주지 않고 정전기 위험을 진단할 수 있습니다.
- 1단계. 장비 전원 켜기 및 Zero 조정
장비를 공중에 두고 “Zero(제로)” 버튼을 눌러 주변 전계 영향을 제거합니다.
주변 금속체나 정전기 발생원이 없도록 주의합니다. - 2단계. 측정 거리 유지
측정 대상과 약 25mm 거리를 유지해야 합니다.
전면 LED로 적정 거리를 알려줘 초보자도 쉽게 측정 가능. - 3단계. 측정
측정기의 센서를 대상 물체 쪽으로 향하게 하며, 화면에 나타나는 값(단위: Volt)을 확인합니다.
±100V 이상이면 정전기 위험이 있는 상태로 판단합니다. - 4단계. 정전기 제거 후 재측정
이오나이저, 접지 등의 정전기 제거 장치를 사용한 후 다시 측정하여 정전기가 잘 제거되었는지 확인합니다.
주의사항
- 금속이나 도전체 측정 시, 빠르게 정전기 방전이 발생할 수 있으므로 측정은 반드시 간접적으로 진행해야 합니다.
- 습도가 낮은 환경에서는 대전량이 더 커지므로 측정 시 실내 습도도 참고해야 합니다.
- 배터리 잔량이 부족하면 측정 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.
2-4) 인두기 누설 전압 측정기
인두기 팁에 누설 전압이 흐르면 부품이 손상될 수 있기 때문에, 이를 사전에 측정하고 예방하는 데 쓰입니다.
팁 접지 상태를 측정하고, 때로는 미세한 AC 전압이 검출될 수 있습니다.
측정 방법
- 인두기의 팁 연결 부위를 분리하여 측정선을 넣습니다.
- 팁과 접지 사이에 전압이 0V에 가까운지 확인합니다.
- 일반적으로 2V 이하, 이상적인 경우 0.5V 이하가 되어야 합니다.
정전기 측정 방법을 몰라서 팁 접지를 놓치면, 정전기 방전뿐 아니라 직접적인 회로 손상이 생길 수 있으니 주의하셔야 합니다.
이처럼 정전기 측정 방법은 다양한 장비를 활용해 설비, 작업자, 자재 각각의 상태를 확인하고 사전에 문제를 발견하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
표면저항 측정기부터 어스링 테스트기, 정전압 측정기, 인두기 누설 전압 측정기까지 각 장비의 사용법을 잘 익혀두면, 정전기 문제를 선제적으로 대응할 수 있습니다.