ESD 시험(IEC 61000-4-2) 실무 요령과 대책

정전기 방전(ESD) 시험은 사람이나 물체에서 제품으로 방전될 때의 내성을 확인합니다. 방전은 매우 빠른 에지(나노초 단위)를 가지므로 보드 레이아웃과 접지가 결과를 크게 좌우합니다.

시험 방식

• 접촉 방전: 도체 부위(금속 외함, 나사, 커넥터 셸 등)에 방전 팁을 먼저 접촉한 뒤 방전합니다. 재현성이 좋아 규격이 우선하는 방식입니다.
• 기중 방전: 절연 표면(플라스틱 외함 틈, 버튼 등)에 팁을 접근시켜 공기 중으로 방전시킵니다. 접촉 방전이 불가능한 부위에 씁니다.
• 간접 방전: 수평 결합판(HCP)과 수직 결합판(VCP)에 접촉 방전 방식으로 가해 근처 물체로부터의 방전 영향을 평가하며, 직접 방전과 함께 수행합니다.

진행 순서와 판정

• 시험 레벨은 낮은 값부터 규정된 값까지 단계적으로 올립니다. 기본 규격은 지정 레벨 이하의 모든 레벨 충족을 요구하며, 제품 규격이 달리 정하면 그에 따릅니다.
• 제품 규격과 시험 계획서에 정한 횟수·극성으로 시험하고(기본 규격은 시험점당 극성별 10회가 통상적), 방전 간격을 지킵니다.
• 판정은 제품 규격이 정한 기준(정상 동작 유지, 일시 오동작 후 자동 복귀, 사용자 개입 필요 등)으로 분류합니다. 시험 계획서에 미리 정의해 두세요.

보드 레벨 대책

• TVS 다이오드는 커넥터 바로 옆에 배치하고, 보호 대상 핀까지의 배선을 최대한 짧게 합니다. 배선 인덕턴스가 클램핑 전압을 높이므로 접지 복귀 경로도 짧게 합니다.
• 방전 전류가 민감한 회로를 지나지 않도록 섀시 접지에 먼저 닿게 하고, 보드 접지와의 연결 경로를 설계합니다.
• 리셋·인터럽트 같은 민감 신호에는 RC 필터와 소프트웨어 디바운스를 함께 적용합니다. (계산기: RC 필터)
• 외함 틈과 이음새는 방전이 들어가는 길이 됩니다. 도전성 개스킷이나 겹침 구조를 고려하세요.

현장 메모

• 기중 방전 시험 중에 외함의 틈새로 방전이 들어가는 것을 직접 확인한 적이 있습니다. 볼트로 체결하는 것만으로는 부족했고, 틈새에 도전성 개스킷이나 절연물을 넣는 것이 중요했습니다.