정전기 방지 (Anti-Static)
정전기는 방전 시 제품 손상, 축적 시 집진 등 제품 수율에 영향을 줄 수 있어 가동형 케이블에는 이에 대한 대책이 요구되기도 합니다.
Gore(고어)의 Anti-Static 기술이 적용된 ePTFE 자켓은 가동형 클린 케이블 시스템의 정전기 방지를 위한 해법을 제시합니다.
정전기에 대한 대책이
클린 케이블 시스템에
요구되는 사유
반도체 등의 민감한 전자부품은 정전기에 의해 제품이 손상될 수 있어 특히 제조공정 중 가동부에는 정전기에 대한 대책이 필수적으로 요구됩니다.
정전기는 방전되면서 회로가 손상되기도 하고 일정 한도 이상으로 축적되면 반대 극성의 분진을 포집할 수도 있어 이물 관리가 필수적인 공정에서는 적절한 대책을 필요로 합니다.
PTFE는 우측 표에 나타나 바와 같이 마찰전기 시리즈 중 가장 음전하 쪽에 치우쳐져 있어 정전기 발생이 쉬운 물질입니다.
고어는 ePTFE 재질을 특수 처리를 하여 정전기 축적(Charging)을 최소화한 케이블 자켓을 개발하여 GORE® 트랙리스 하이 플렉스 케이블 제품에 적용하고 있습니다.
표면 저항
케이블의 피복이나 외피는 절연을 위해 부도체인 물질을 사용하고 있고 정전기 방지를 위해서는 부도체인 물질을 도체에 가깝게 만들어 정전기가 소산되도록 해야 합니다. (정전기 방지 정전기 소산 영역 : 106 ~ 109 Ω)
단, 전도성 Carbon 등의 전도성 물질의 혼합이나 코팅 등의 방법은 분진으로 흩날릴 때 반도체 제조 수율에 영향을 줄 수 있어 배제하도록 합니다.GORE® 안티-스태틱 하이 플렉스 케이블은 기존의 모든 성능을 만족하면서 제품의 기대수명 동안 계속 109Ω 이하의 표면저항을 갖도록 한 최초로 정전기 방지 대책이 적용된 클린 케이블 시스템입니다.
축적 전압 관리
(100V 이하)
GORE® 안티-스태틱 하이 플렉스 케이블은 마찰로 생성되는 전압이 100V를 넘지 않도록 개발되었습니다. (23℃, 45% Rh 기준)
상단의 그래프는 기존의 재질과 Anti-Static 재질은 각 1000회까지 마찰하면서 전압을 측정하여 비교한 값을 보여주고 있습니다.
추가적인 테스트
표면저항이나 마찰 후 축적되는 전압 등이 실제 케이블이 가동되는 상태에도 동일한 성능이 유지되는지 검증하기 위해 제품의 가동 기대수명인 1000만 회까지 실제 케이블을 가동하면서 측정하였습니다.
케이블은 클린룸 조건 (23℃, 45% Rh)에서 가동되지만 제작 후 장비에 납품되기 전과 장비에 설치되어 최종 고객사의 클린룸까지 운송되는 과정에서 다양한 환경조건에 노출됩니다. 이러한 조건에서도 물성의 변화가 없음을 보증하기 위해, 제품 개발 기간 동안 고어는 다양한 환경조건에서 테스트를 수행하였습니다.
기존 제품과의 분진 제어 성능 비교를 위해 외부 연구소(Fraunhofer IPA)에 분진 테스트를 의뢰하여 가동 100만 회 까지 ISO Class1 을 만족함을 확인하였고, 1000만 회의 기대수명까지 동일한 분진 제어 성능을 보이는지 제품을 자체 테스트하여 기존제품과 동등한 수준임을 검증하였습니다.
단순한 정전기 방지 코팅만으로는 위와 같은 여러 가지 조건에 따라 정전기 방지 기능이 저하되거나 분진이 발생하는 등 제품의 성능 변화가 클 수 있습니다.