학문
정전기가 전자기기를 고장낼 수 있는 이유는?
사람 몸에 쌓인 정전기는 순간적으로만 느껴지는데도 민감한 전자부품에는 손상을 줄 수 있다고 합니다. 정전기 방전이 반도체와 회로에 어떤 영향을 끼치는지 궁금합니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
정전기는 순간적으로 높은 전압이 발생하면서 아주 작은 반도체 내부에 강한 전류가 흐를 수 있기 때문이에요. 특히 반도체의 얇은 절연막이 손상되거나 내부 회로의 접합 부분이 파괴된다면 부품이 고장나는 것이죠.
더 까다로운 점은 정전기를 맞았다고 바로 고장 나는 것 만은 아니라는 점이에요. 내부가 일부 손상된 상태로 작동하다가 시간이 지나면서 문제가 나타나기 때문이죠.
감사합니다.
채택 보상으로 566베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
사람이 느끼는 정전기는 순간적으로 수천 볼트에 달하지만 지속 시간이 짧아 인체는 가벼운 따끔함만 느끼고 지나치지만 반도체 내부의 초미세 회로와 절연막에는 치명적인 고전압 충격을 가합니다. 정전기 방전이 발생하면 이 순간적인 고압 전류가 미세한 트랜지스터의 얇은 절연막을 관통해 파괴하거나 눈에 보이지 않게 가늘어진 금속 배선 회로를 과열시켜 녹여버리기 때문입니다 이로 인해 내부 소자가 영구적으로 손상되어 전자기기가 곧바로 고장나거나 영구적인 오작동을 일으키게 됩니다. 당장은 정상 작동하는 것처럼 보여도 미세한 잠재적 결함 상태로 남아 부품의 수명을 급격히 단축시키는 원인이 되기도 합니다 따라서 민감한 전자부품을 다룰 때는 반드시 접지 스트랩이나 ESD 보호 회로를 통해 정전기 유입을 철저히 차단해야 합니다
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
카펫 위를 걷거나 스웨터를 벗을 때 몸에 쌓이는 정전기는 수천에서 수만 볼트에 이르러요. 전하량 자체는 아주 적어서 에너지는 작지만, 이 전하가 수십억 분의 1초 만에 한꺼번에 빠져나가면서 순간 전류가 수 암페어까지 치솟아요. 사람은 3천 볼트쯤 넘어야 따끔함을 느끼는데, 반도체 부품은 그보다 훨씬 낮은 수백 볼트에도 손상될 수 있어요. 아무 느낌 없이 칩을 만졌는데 고장이 나기도 해요.
요즘 반도체 트랜지스터는 전류를 켜고 끄는 게이트 아래에 두께가 몇 나노미터밖에 안 되는 얇은 절연막이 깔려 있어요. 정격보다 훨씬 높은 전압이 순간적으로 걸리면 이 막에 구멍이 뚫리듯 절연이 깨지고, 한 번 뚫린 자리는 다시 막히지 않아요. 방전 전류가 좁은 회로를 지나며 생기는 열로 금속 배선이나 접합부가 녹기도 해요.
절연막이 살짝만 상하면 처음엔 정상 작동하다가 몇 주나 몇 달 뒤에 고장 나는 잠복 손상도 생겨요. 그래서 칩 안에는 정전기를 접지로 흘려보내는 보호 다이오드가 들어 있고, 조립 현장에서는 손목에 접지 밴드를 차고 부품을 정전기 방지 봉투에 담아 다뤄요 :)
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
우리가 실제로 느끼는 정전기는 전압이 수천 V로 엄청 높습니다. 그렇지만 전류가 아주 잠깐 흘러서 사람 몸에는 해가 없지요. 그런데 스마트폰 속에 반도체는 구조가 미세해서 그 순간적인 고전압을 버텨내지를 못합니다. 실제로 정전기가 튀게 되면 강한 전류가 얇은 절연막을 뚫을수도 있죠. 또는 과열을 시켜서 망가뜨릴 수도 있습니다. 당장은 고장이 안 난다고 해도 회로의 흠집이 나와서 수명이 떨어질 수가 있기 때문이죠. 그래서 전자기기를 다룰 때는 항상 주의가 필요한 겁니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
정전기는 인체에는 짧은 따끔함이지만 반도체의 나노급 절연막과 미세 배선에는 절연 파괴,과열,잠복 손상을 일으켜 치명적인 고장을 유발한답니다.