SEMI F47는 반도체 제조장치에 대한 전압순간저하(Sag) 내성기준입니다. 전압순간저하(Sag)는 짧은 시간동안 (1 cycle - 몇초) AC 메인전원의 전압이 감소하는 것입니다. 주로, 전기회사 송배전선로의 순간단락이나 산업설비에서 큰부하의 갑작스런 투입으로 발생되는 순간전압저하(Sag)는 가장 흔하게 발생되는 전기품질 이벤트입니다.SEMI F47은 모든 반도체 제조장치가 다음의 전압순간저하(Sag)에 반드시 "견뎌내야 하는" 전기품질기준으로, %는 정상전압 대비 크기입니다.
50% 전압에서 200 msec 지속
70% 전압에서 500 msec 지속
80% 전압에서 1 sec 지속
즉, 240V 에서 80% 순간전압저하(Sag)은 192V까지 떨어진 전압입니다.
2. SEMI F47 에는 추가적인 순간전압저하(Sag) 기준이 있습니까?
그렇습니다. 위에 제시한 3가지 필수항목 외에, SEMI F47은 다음을 권고항목으로 하고 있습니다.
0% for 1 cycle (no voltage at all)
80% for 10 seconds
3. 본 기준은 어떻게 제정 되었습니까?
전세계에 위치한 반도체 제조 공장에 대한 3년 동안의 긴 조사기간 동안, 모든 공장에 대하여 개략 월1회 기록되어 수천 건의 순간전압저하(Sag)가 발생되었습니다. SEMI F47의 요구수준에 만족하지 않는 장치는 월 1회 고장이 발생하였지만, 이와 상반되게 SEMI F47을 만족하는 장치는 20개월에 1번정도 고장이 발생하게 됩니다.
4. 견뎌내야 하는 기준은 무엇을 의미합니까?
일반적으로 운영자의 적절한 대책이 없으면, 전압순간저하(Sag)이 발생되는 동안 오동작을 하게 됩니다. 그러나, 일부 고객은 휠씬 엄격한 기준이 있지만, SEMI F47은 견디야 하는 기준을 명확히 알려줍니다.
5. "Voltage Sag"와 "Voltage Dip"의 용어의 차이점?
전혀 없습니다 . 미국식 영어는 "Sag"라 하고, 영국식 영어는 "Dip"라 부릅니다. 그러나 이 두 단어의 의미는 완전히 동일합니다.
6. CE, UL, SEMI S2의 기준에 만족하는 장치는, SEMI F47을 만족합니까?
아닙니다. SEMI F47은 더욱 엄격한 기준이고, 비슷한 CE 테스트에 사용된 IEC61000-4-11 기준보다 일부 더 엄격한 항목이 있습니다. 그리고, UL 및 SEMI S2 기준은 안전성에 대한 것이지, 성능에 대한 규격은 아닙니다. 또한 SEMI F47은 법적 또는 국가적인 강제 규정이 아니므로 반드시 각 회사별로 별도로 테스트하여야 합니다.
7. SEMI F47은 누구를 위한 기준입니까?
고객입니다. 만약 인텔, 모토로라, TI, IBM, Infenion 등에 장비를 납품하려면, 주문서에는 SEMI F47 기준 만족을 요구하므로, 그 기준을 충족하여야 합니다. 충족하지 못하면, 납품할 수 없습니다.
SEMI F47에는 법률적 또는 안전에 대한 항목이 없습니다.
SEMI F47은 순수하게 신뢰성과 성능기준에 대한 것입니다.
8. SEMI F47 기준은 UPS가 필요하다는 의미입니까?
절대로 그렇지 않습니다.
SEMI F47은 특히 UPS의 사용하지 않기를 바랍니다. 그 대신에, SEMI F47 테스트 중에, 일부 설계 변경을 필요로 할 수도 있습니다.
아마, 전원 공급부의 출력에 "필터 콘덴서"를 추가, 또는 SEMI F47에 승인된 타입의 "컨텍터"로 교체가 필요할 수 있습니다.
비싸고 부피가 커서 반도체 공장안의 작업공간을 많이 차지하므로, 전기품질 개선장치의 추가 는 항상 마지막 수단입니다.
9. 이미 설계기준이 SEMI F47에 충족하면 어떻게 됩니까?
매우 훌륭합니다. 최상급의 반도체 제조업체의 수준에 만족하기 위해서는 "Power Standards lab" 또는 타 공인업체로 부터 객관적인 F47 인증을 받아야 합니다. (올바른 SEMI F47 테스트 및 인증에는 이것을 수행하기 위한 계측기가 필요하고, 대부분의 타 공인 연구소는 Power Standard Lab과 F47시험을 위한 계약을 맺고 있습니다.)
10. SEMI F47의 적용이 제외되는 장치는 있습니까?
만약 장치나 부품이 DC전원에서 동작하면, SEMI F47의 기준에서 제외되고, 인증받을 필요가 없습니다. 만약 장치에 AC전원이 인가되지 않는 (예를 들어, 가스 또는 유체로만 확실하에 작동하는) 시스템이면, SEMI F47로부터 제외입니다. 그러나 AC전원 코드가 있으면, SEMI F47을 충족하여야 합니다.
11. 3상 전원에는 어떻게 순간전압저하(Sag)를 인가합니까?
순간전압저하(Sag)는 한번에 1쌍의 도체 사이에만 인가됩니다. 예를 들어, 중성선이 없는 3상 전원 시스템에서, 순간전압저하(Sag)는 L1-L2, L2-L3, L3-L1의 순서로 인가합니다. 언제나, 순간전압저하(Sag)가 되지 않는 1상이 최소한 있어야 합니다.
12. SEMI F47 대책을 어떻게 시작합니까?
사업시행 전 회사 내부방침을 먼저 결정합니다.
과거 공장에서의 전기품질의 평균 순간전압강하 데이터를 확인한다.
순간전압강하율이 최대 -몇 %, 몇 싸이클 동안 있었는가?
SEMI F47기준(-20% 1초, -30% 0.5초, -50% 0.2초)은 적합한가?
만약 -100% 1초의 순간전압강하 현상이 발생되었을 경우에도 공장은 계속 운전되어야 할 이유가 있는가? 계속 운전을 해야할 정도로 충분한 예산을 확보하였는가?
아니면 이런 경우에는 공장을 자연적으로 정지되는 것을 허용하는 것이 더욱 신뢰성이 있는지를 결정한다.
충분한 검토가 끝난 후 SEMI F47 기준으로 순간전압강하 대책을 세우는 것이 한국전력의 평균적인 전기공급 수준과 현 예산수준에서 타당하다고 결정이 났을 경우에 다음 단계로 진행한다.
13. SEMI F47 기준으로 공장을 운전할 경우의 실질적인 대책은?
대용량 새그 발생기(480볼트 200암페이급)를 구입 또는 임대하도록 한다.
절대로 장비전원 스위치를 온-오프하는 순간정전 시험을 하지 않도록 한다. 이유는 순간전압강하시의 정확한 상황을 파악하지 못하며, 돌입전류 발생시 장비스위치의 오프 여부도 파악할 수 없으며, 시험하다가 예민한 전자부품을 손상시킬 우려도 있기 때문이다.
과거 전기품질 데이터와 장비 다운목록을 비교하여 순간전압강하 공사대책 장비를 선정한다.
대책 공사시 공사비와 공장 내부 공간 및 사후 유지보수비를 최대한 절감하기 위해서 또한 추가적인 순간전압강하 또는 순간정전보상장치의 고장으로 인해서 또 다른 장비 다운이 발생할 경우 생산 차질을 방지하기 위해서 다음과 같은 작업을 수행한다.
SEMI F47 대책의 구체적인 방법들
방법 1. 사용 전원 변경
민감한 회로는 AC 전원을 사용하지 말고 DC 24볼트를 사용할 것.
- EMO, 인터록장치, 제어회로부
방법 2. 전원 공급기 선정 방법
유니버설 타입으로 사용할 것 (가능한 전원 입력부를 AC 90~260V로 할 것)
상-N 사용보다는 상-상, 3상 공급방식으로 할 것
사용 부하율을 낮출 것
기존 전원공급기의 내성이 저하되면 전원부 콘덴서 용량을 높은 것으로 교체할 것.
방법 3. 센서 조정 방법
조정 대상 센서 종류 : 압력, 속도, 불평형 센서
조정 방법
- 인버터는 전기품질 센서를 활용하여 입력 전압변동을 감시하여 다운되지 않도록 접점을 이용하고 프로그램밍함
- 예민한 센서들을 둔감하게 조정할 것.
- 소프트웨어로 시간을 지연시킴.
- 하드웨어로 센서 신호를 지연시킴.
- 전기품질 센서등을 활용함.
SEMI F47 대책을 PQ1 또는 PQube3(v)로 시행한 사례
방법 4. 하부 시스템간의 상호 작용 조정
새그 발생동안 컴포너트들이 다른 PASS/FAIL 영역을 가짐.(예, RF 발생기)
조정 및 수행 방법
- 새그 발생기로 시험하고 소프트웨어로 조정함.
- 이때 장비 제작사의 엔지니어와 긴밀하게 협의하여 시행하여야 함.
방법 5. 정격 전압 매칭 문제
208볼트와 230볼트를 정확하게 매칭시킬 것.
차단기 특성을 고려할 것.(즉시 트립되는 제품 회피할 것)
범용 릴레이 사용을 피할 것. (70~85% 전압에 트립되는 릴레이 사용 금지)
방법 6. 조절 가능한 스피드 드라이버에 복구시점을 변경
미리 프로그램된 저전압 트립 제한치를 변경 또는 불가능토록 할 것.
인터록 회로에 있는 상 감시용 릴레이를 사용하지 말 것.
방법 7. 전자개폐기(M/C)는 SEMI F47 인정품을 사용하든지 아니면 코일록(Coil-Lock)을 M/C 입력부에 추가 설치하여 새그를 방지하고 가능한 논-트립방식을 회피할 것.
(모터 회로보호 및 -80% 이상의 새그 발생시 장비를 다운시켜야 복귀시 돌입전류의 피해를 방지할수가 있음)
