EMI 전자파 차폐 지식 포인트 소개

전자공학자로서 노이즈와 방사능은 어디에나 있고, 전자설계자로서 EMI 전자파 차폐에 대한 지식이 필요하며, 이러한 지식과 솔루션은 외부 전자파 간섭으로부터 장비를 개선하는 데 널리 사용될 것입니다.

Maxwell의 방정식은 전류가 도체를 통해 흐를 때마다 자기장이 생성되고 이 자기장이 전기장을 생성한다는 것을 보여줍니다. 전기장과 자기장의 복사 특성을 복사 방출이라고 합니다. 이러한 복사 방출은 회로 또는 전체 인쇄 회로 기판(PCB)에 문제를 일으킵니다. 이상적인 회로에서 회로 자체가 방출하는 신호에는 전류와 전압만 포함되지만 현실 세계에서 노이즈는 피할 수 없는 문제입니다. 이것은 회로 신호에 방해가 있을 때 발생합니다. 전자기 신호의 특성으로 인해 노이즈의 존재를 피할 수는 없지만 그 영향을 크게 줄일 수 있습니다. 장치가 다른 장치의 영향을 받지 않는 것처럼 장치가 작동 중에 다른 장치의 영향을 받지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 전자파 민감성은 방해를 받았을 때 기능을 유지하는 회로 시스템의 능력입니다. 이 감도는 적용되는 잡음 수준에 따라 달라지며 자동차, 의료, 군사 등과 같은 다양한 애플리케이션은 자기 민감도의 정도가 다릅니다. 모든 회로, 장치 또는 시스템은 높은 수준의 전자기장에만 민감하도록 방사선 수준을 최소화하도록 적절하게 설계되어야 합니다.

EMC 인증

전자파 적합성(EMC) 인증은 모든 제품이 시장에 출시되기 위한 필수 단계이며, 모든 제품은 다른 장비(예: 방사선 테스트)에 영향을 미치지 않고 설치되도록 보장하기 위해 EMC 테스트를 통과해야 합니다. (예: 민감도 테스트).

일반적으로 전자 장치는 인클로저에 보관되며 금속 인클로저는 전자파 차폐를 제한하는 데 탁월하지만 상대적으로 불완전합니다. 구멍이나 슬롯은 PCB와 하우징 사이의 접합부에 나타나며 전자기장이 통과할 수 있습니다. 요컨대 EMI 차폐는 이러한 구멍 또는 슬롯을 덮는 것입니다. 또한 많은 제품 설계에는 공통적인 문제가 있습니다. EMC 인증은 설계 주기의 마지막 단계에서만 고려되며, 이 경우 전체 설계는 이 단계에서 동결되며 EMC 엔지니어는 제품 설계를 수정할 여지가 없습니다. . 전자기 관련 문제를 해결합니다. 따라서 PCB를 다시 수정할 필요가 없는 완전한 도구 세트와 환경은 EMI 차폐에서 중요한 역할을 합니다. 소형화 및 고성능화는 전자 제품 개발의 세계적인 추세였으며 PCB는 상승 시간이 점점 짧아지고 디지털 회로가 더욱 빨라졌습니다. 상승 시간이 짧을수록 대역폭은 커지고 동시에 파장은 작아집니다. 회로의 파장이 PCB의 물리적 치수와 비슷할 때 특정 문제가 발생합니다. 이러한 파장이 충분히 작으면 외부에 도달하여 다른 장비와 간섭을 일으킬 수 있습니다. 이러한 개구부는 EMI 차폐(즉, 이러한 작은 구멍을 덮고 기계적 인클로저의 패러데이 케이지 효과를 개선하는 데 도움이 되는 자성 재료 사용)로 닫을 수 있습니다.

EMI 차폐 효과 및 표피 깊이 계산

셀 수 없이 많은 EMI 실드가 다양한 재료와 모양으로 제공되지만 일반적으로 궁극적인 목표는 전자기장을 제한하는 것입니다. 차폐 요소는 전자기 복사에 대한 장벽 역할을 합니다. 실제로 이 차폐 방법의 프로세스는 전자파와 차폐 요소의 재료에 따라 크게 감쇠됩니다. 파동이 차폐 물질에 부딪히면 두 개의 새로운 파동이 생성되고 반사되어 전송됩니다. 따라서 입사파의 에너지는 이 두 파동으로 분리됩니다. 전달되는 성분이 핵심 관련 성분이며 파동은 차폐재를 통과하여 외부로 전달됩니다. 실드의 효과에 따라 이 구성요소를 감쇠시키는 능력이 결정됩니다. 표피 깊이는 진폭이 1/e로 감소하기 전에 파동이 이동할 수 있는 거리이며, 이 매개변수는 재료 투과성, 주파수 및 저항률의 요인에 따라 달라지며 다음 식으로 근사화할 수 있습니다.

참고: σ는 전도성, μ는 투자율, F는 주파수를 나타냅니다.

차폐재를 사용하는 목적은 전파가 통과한 후 전파의 진폭을 최소화하기 위함입니다. 따라서 시스템의 모든 주파수가 감쇠되도록 적절한 재료 유형과 두께 t를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 이 작업에서 차폐 재료의 성능은 다음과 같이 차폐 효과(SE)에 따라 달라집니다.

참고: 첫 번째 용어는 반사 손실을 나타내고 두 번째 용어는 흡수 손실을 나타냅니다.

EMI 차폐 유형 EMI 차폐 유형은 주로 제품 유형, 전자파 요구 사항 및 환경 조건에 따라 달라집니다. 가장 일반적인 EMI 차폐는 다음과 같습니다. - EMI 개스킷 - EMI 차폐 테이프 - 금속 클립 - 차폐 캐비닛 EMI 개스킷 EMI 개스킷은 불규칙하지만 두 기계 표면 사이에 존재하는 미세 구멍을 덮는 데 사용됩니다. 접지 연결을 개선하십시오. 접착 부분과 많은 프로파일이 있어 다양한 유형의 기계적 조인트에 쉽게 맞출 수 있습니다.

EMI 차폐 테이프 EMC 테이프는 모든 마이크로비아를 덮고 싶지만 EMI 개스킷과 같은 옵션을 위한 수직 공간이 많지 않은 경우 첫 번째 선택입니다. 이 테이프의 상단에는 전도성이 높은 재료(예: 니켈 또는 구리)가 있고 다른 면에는 접착제가 있습니다.

금속 클립 모든 장치에는 짧고 넓은 직선 접지선이 필요하며 이 연결이 제대로 이루어지지 않으면 원치 않는 모노폴이 형성되어 방사 전자기장을 생성합니다. 금속 클립은 이 연결을 개선하고 기계적 연결을 강화합니다. 차폐 캐비닛 CPU, 스토리지 IC 및 RF(무선 주파수) 레벨과 같은 간섭 소스의 경우 PCB 레이어의 개별 차폐를 위해 차폐 캐비닛을 사용하는 것이 탁월한 선택입니다.

결론 모든 회로는 전자기 복사를 방출하며 다른 회로에 의해 쉽게 방출됩니다. 제품을 시장에 출시하는 데 필요한 인증을 획득하는 것은 고통스러운 테스트 프로세스가 될 수 있습니다. 다양한 형태와 유형의 EMI 차폐는 EMI 문제를 해결하는 데 기본이 됩니다.