ESD 로 인한 전자 제품 피해

Lightning over Rymań. Northern  Poland 

 

 

ESD로 인한 전자 제품 피해

 

반도체 공정이 미세화 될 수록 ESD 손상에 점점 더 민감 해졌다.

사람이 금속 손잡이를 만질 때 느끼는 전하는 아무런 해를 끼치 지 않지만, 그러한 양의 전하는 실제로 전자제품, 특히 반도체 구성 요소를 손상 시켜서 쓸모 없게 만들 수 있다.

실제로, ESD 보호회로 가 없으면 손으로 잡기만 해도 반도체 제품은 손상될 수 있다. 

  ESD 또는 정전기 방전에 민감한 장치를 사용하는 반도체회사, 전자제품 관련회사는 생산라인에서 정전기를 잘 조정해야 제품 불량율을 낮출 수 있다. 

 

ESD 피해를 받은 전자부품1

ESD 피해를 받은 전자부품2

CMOS 미세 회로 ESD 손상  -NASA

 

 

ESD 장치 손상 유형 

 ESD로 손상된 전자 부품은 두 가지 유형의 손상으로 나눌 수 있다.

• 직접적인 결함
• 잠재 결함

직접 결함

ESD 손상의 30 %는 직접적인 결함이거나 치명적인 고장이라고 한다. 이들은 일반적으로 보이는 손상 유형이며 일반적으로 구성 요소를 완전히 쓸모 없게 만든다.

전기적인 검사로 직접적인 결함을 식별하고 선별할 수 있다.

 

잠재 결함

 반도체 소자가 약한 ESD에 노출되어 부분적으로 손상된 경우 장치가 계속 제대로 작동하고 데이터 시트 사양을 충족하는 생산 자동화 테스트 장비 (ATE) 테스트를 통과 할 수 있다.
그런 다음 몇 시간 후에 장치가 고장 나면서 시간이 지남에 따라 결함이 확장 된다. 

전 세계 ESD 피해의 70 ​​%는 잠재 결함이거나 본질적 결함이다. 육안으로 볼 수 없으며 일반적으로 구성품을 즉시 손상 시키거나 손상시키지 않는다.

  구성 요소가 사용 중이거나 작동 중일 때 오류가 발생한다. 이러한 손상이 발생하면 심각한 결과가 발생하여 다른 구성 요소에 영향을 줄 수 있다.

특히 장치가 완제품으로 조립 된 후에는 감지하기 어렵다.

 

 

반도체 소자 내압

 

전기에 약한 대표적인 소자들이다.

반도체 소자별 ESD 민감도 단위 Volt

반도체 소자로 가장 많이 사용하고 있는 MOSFET의 내압은 10V로 매우 낮다.

작은 면적에 많은 회로를 넣기위해 회로선폭이 좁아지고 있기 때문에,

이 내압은 점점 낮아지고 있는 추세다. 

 

 

 

시장 불량 원인. 출처 :  Electrostatic discharge in semiconductor devices: An overview Article (PDF Available) in Proceedings of the IEEE 86(2):399 - 420 · March 1998 with 1,563 Reads

EOS와 ESD에 의한 시장불량율이 전체 42%를 차지 한다. 

 

많은 비용을 들어 만든 제품이 ESD에 의해 손상을 받는다면 손해는 쉽게 측정하기 어렵다.

생산라인에서는 정전기를 잘 제어해야하고, 반도체 제품 안에는 ESD로 부터 보호하는 적절한 회로가 필요하다. 

 

ESD로 부터 전자제품을 보호하기 위해,  JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)에서 ESD model을 만들었고,

ESD model 마다 보호하는 회로가 다르다.

 다음포스팅에서는 ESD model에 대해 알아보자.

 

ESD(Electro-Static Discahrge)란?

ESD(Electro static discharge) 란?