ESD WORK

대전방지용 플라스틱

1. 개요 플라스틱은 포장재, 건축재, 자동차 내장 부품등 실생활에 다양하게 적용되고 있다. 그러나, 금속과는 다른 전기 절연성이라는 특성을 가지고 있기 때문에 정전기를 장시간에 걸쳐 축적함으로 인한 여러 폐해를 야기할 수 있다.

   표면 고유저항 (Ω/□)	목적	응용분야
   10^13<	절연	절연
   10^13 ~ 10^12	정적 상태에서의 장해 방지	대전방지용
   10^12 ~ 10^10	동적 상태에서의 장해 방지, 필름, 섬유 제조 공정
   10^9 ~ 10^6	축전 방지, 전도성 부여, 전자기기 보호, Tray
   10^6 ~ 10^3	전자파차폐용 코팅, 클린룸용 바닥재	전자파 차폐
   10^3<	전극, ITO Glass	전극(ITO Glass)

2. 대전방지성 부여방법

   	ICP 코팅 타입	IDP 내첨 타입	시험 방법
   Surface Resistivity (표면저항)	<10^9Ω/sq.	<10^10Ω/sq.	ESD STM 11.11
   마찰대전압	<100V	<100V	ESD ADV 11.2
   대전방지기능	반영구 (마모에 의한 변화)	영구 대전 방지	-
   환경안정성 (온도, 습도 변화)	안정적	안정적	-
   Particle (내마모)	문제없음	문제없음	-

플라스틱 일반 구별법

1. PP 0.9g/㎤의 밀도를 가지며 물에 뜬다. 실내온도에서 모든 용매에 불용이지만 비등 돌루엔에 용해한다.
   연소시에는 선단에 황색을 가진 청색불을 내며 용이하게 연소한다. 그리고 탈 때는 양초냄새를 낸다. 불꽃에서 멀리해도 계속 탄다.
   연기발생은 적으나 성형부품이 딱딱하고 초와 같은 감촉을 갖는다. 자르지 앟는 이상 좀처럼 부서지지 않는다.
2. PE 물에 뜬다. 카로써 용이하게 절단된다. 거의 동상적인 용매에는 녹지 않으나 뜨거운 벤젠이나 돌루엔에는 녹는다.
   용이하게 착화하며 급속히 연소한다. 연소하면 숯이 떨어지며 왁스나 파라핀이 타는 냄새를 낸다. 불꽃은 청색이며 선단은 황색을 띤다.
3. PS 수중에 천천히 가라앉는다. 연소시 황색의 화염을 내며 강한 냄새와 많은 연기 및 숯을 낸다.
   성형 품은 무르고 딱닥한 표면에 떨어졌을 경우 금속성의 음를 낸다. 칼로써 좀처럼 절단되지 않으며 사염화탄소에 용해된다.
4. ABS 칼로 깨끗이 절단되며 절단된 것은 부드러운 끝을 갖는다. 반취성에 강인성까지 이룬다. 연소 시 황색의 숯이 많은 불꽃을 내며 고무의 냄새가 나는 산의 냄새를 방출한다.
   1.05g/㎤의 밀도를 가지고 있어 물 속에 천천히 가라 앉는다.
5. PC 1.2g/㎤의 밀도를 가지고 있어 물에 가라앉는다. 불꽃에서는 청색 불꽃을 내며 타지만 쉽게 타지는 않는다.
   그리고 성형 물은 탄화하여 곧 발포한다. 불꽃이 제거되면 연소는 계속 되지 않는다. 그리고 페놀 냄새가 약간 발생한다.
6. POM(Acetal) 수중에 용이하게 가라 앉으며 밀도는 1.41g/㎤로서 결정성이기 때문에 투명 그레이드를 얻을 수는 없다.
   자연 그레이드는 견고하고 백색 성형 품이다. 연소 시 담청색 불꽃을 내며 포름알데히드의 자국적인 냄새를 방출하고, 비교적 절단이 곤란하지만 매끈한 끝을 갖는다.

전자파 차폐

1. 전자파 장애(Electro-Magnetic Interference, EMI) 전자기기에서 방사 또는 전도되는 전자파가 다른 기기의 기능에 장애를 주는 것
2. 전자파 차폐(EMI Shielding) 전자기기의 외부로부터 침입하는 노이즈를 하우징에서 차단하여 전자회로를 보호하거나 내부에서 발생하는 노이즈를 하우징 밖으로 방사시키지 않는 것
3. 차폐효과 축정 방법-일반적으로 차폐 효과(Shielding Effect/SE)는 노이즈가 차폐재를 통과하여 그 강도가 줄어드는 정도의 척도인 dB단위로 표시하는데, 그 수준은 다음과 같이 구분하고 있다.
   • 10~30dB : 최소한의 차폐효과가 있음
   • 30~60dB : 차폐효과가 있음
   • 60~90dB : 차폐효과가 큼
   • 90dB 이상 : 최고 수준의 차폐효과가 있음

전자파차폐 메커니즘

1. 전자파의 반사(Reflection) 전자파 차폐재가 전자파를 반사하기 위해서는 차폐재에 이동 가능한 전하캐리어(Charge Carrier/전자, 홀 등)가 반드시 존재해야 하며 전하캐리어는 전자파의 전자기장(Electromagnetic Field)과 상호 작용하여 전자파의 반사를 가능하게 한다.
   단 이동 가능한 전하캐리어의 존재 때문에 차폐제는 전도성을 갖게 되나 전도성이 높다고 반드시 좋은 차폐재는 아니며 (자기장과도 작용하기 때문), 동상 1Ωㆍcm 정도 이하의 체적저항률 즉, 1 S/cm이상의 전기전도도를 가지면 된다.
   금속의 경우 이동성 자유전자를 포함하고 있기 때문에 전자파의 반사에 매우 효과적으로 적용한다. 그러나 금속은 무겁기 때문에 벌크재료, 섬유, 입자 등에 코팅하여 사용한다. 코딩에는 전기도금, 무전해도금, 진공증착 등의 방법이 사용된다. 그러나 금속으로 코팅된 재료는 마찰이나 스크래치(Scratch)에 약한 단점을 갖는다.
2. 전자파 흡수(Absorption) 전자파흡수를 위해서는 차폐재에 전기쌍극자(Electric Dipole)나 자기쌍극자(Magnetic Dipole)가 존재해야 한다. 이들 쌍극자는 전자파의 전자기장과 상호 작용하여 에너지를 흡수한다.
   전기쌍극자는 BaTiO₃등 유전상수가 큰 재료에 존재하고, 자기쌍극자는 Fe₂O₃ 등 자기 투자율이 큰 재료에 존재한다.
   전자파 차폐효과는 전자파가 차폐재를 통화할 동안 잃어버린 에너지 손실이 클수록 높아진다. 전자피 흡수손실은 전기전도도 σ와 자기투자율 μ를 곱한 값인 σㆍμ의 함수이다.
   이들 상수를 구리에 대한 상수 값을 1로 가정할 때의 배율로 나타내고 σr, μr 등으로 표기한다. 은, 구리, 금, 알루미늄 등은 전기전도도가 높기 때문에 우수한 전자파 반사 재료이다. Superpermalloy와 Mu-metal은 높은 자기 투자율 때문에 우수한 전자파흡수재이다.

Source:JMEPG 9(3), p350, 2000

다중반사(Multiple Reflection) : 전자파의 반사 및 흡수에 추가하여 전자파차폐 기능을 하는 메커니즘은 다중반사이다. 차폐재 내에 존재하는 많은 입자의 표면이나 경계면에서 반복하여 반사하는 것을 의미한다. 이 메커니즘은 표면적이나 경계면이 존재해야 작용한다. 전기전도도 σ등과 당음 식과 같은 관계를 갖는다.

전도성 수지는 전기전도도의 값에 따라 용도가 달라지고, 체적저항과 전자파의 주파수에 따라 전자파차폐 효율이 달라진다.

Source : http://www.jst.go.jp/pr/report/report140/

Source : 고분자과학과기술, 12(5), 2001