PCB, EMI(Electro Magnetic Interface) 대책 기술

 

 

 

 

EMI (Electro Magnetic Interface)

 

출저 :www.blikai.com

 

 EMI (Electromagnetic Interference)는

전자 방해 (전자 간섭, 전자 장해) 를 나타내는 용어다

 

 EMI는 제품의 동작으로 인해 Noise 가 발생하여

주변의 IC나 시스템에 영향을 미치는지에 대한 지표로서 사용된다

 

" EMI 특성이 좋다 " 라는 뜻은 Noise의 발생이 적다는 것 을 의미한다

 

 

 

 

 

EMI (Electro Magnetic Interface) 대책 기술

 

 

▶ EMI 대책의 필요성

 

 회로에 다양한 경로를 통하여 불필요한 Noise가 PCB로 유입이 되는데Noise가 회로에 영향을 미치게 되면 정상적인 동작을 할 수 없게 된다

 

 이로 Noise을 최소화 하거나 억제하는 대책 기술이 마련되어야 한다

EMI의 문제를 해결하기 위한 기술은 갈수록 심화되고 있다

 

 EMI 대책은 기간 및 비용, 기술의 적절한 적용 등을

고려해야 하기에 많은 제약, 규정, 조건 등이 따른다

 

 

 

▶ EMI 대책 기술

 

 

 PCB 설계에서는, Lay out 설계 기술, Ground 설계 기술 

회로 설계에서는, Filtering 기술, Shielding 기술 이 있다

+ 배선 설계 기술

 

 

   ▷ 레이아웃( Layout ) 설계 기술

 

    개발 초기 단계부터 고려하여 설계에 반영
    노이즈에 강한 패턴 설계 기술
    신호 라인과 파워 라인의 충분한 분리 

< 합리적인 회로의 배치 >

 

    Noise 발생원 혹은 출력회로( 전원회로, 외부연결단자 ) 등은

   회로와 충분한 이격거리 를 가져야 한다

 

    고주파 라인, 고전류는 가능한 일자가 되도록 Routing 해야 한다

   절때로 Via를 생성해서는 안된다

 

    부품의 리드(Lead) 길이는 최대한 짧게 해야 하고

   아날로그, 디지털 회로 혼합 시 그라운드를 삽입하여 격리시켜야 한다

 

 

 

   ▷ 그라운드( Ground ) 설계 기술 

 

    그라운드 연결 방법(Method)을 적절히 활용
    신호 그라운드(일반 그라운드)와 프레임 그라운드를 올바르게 사용
    리턴 전류 경로(Return Current Path)를 고려하여 설계에 반영

 

< 성질이 서로 다른 Ground 분리 >

 

   Groud 설계는 EMI 해결을 유용하게 활용 가능하다

   

    Ground 설계의 장점은 제품의 가격 절감, 개발시간 단축, 

   Noise의 최소화, 인증시험, ESD(Electro Static Discharge, 정전기 방전)

   서지 등에 매우 효과적인 설계이다

 

    위 그림과 같이 성질이 다른 Ground는

   서로 분리하여 상호 간의 간섭을 방지 해야 한다

   

 

 

▷ 필터링 ( Filtering ) 설계 기술 

 

    적절한 소자 사용
    커패시터나 인덕터 활용
    페라이트 비드(Ferrite Bead)를 활용하여 Noise 억제

 

    필터(Filter)는 전력 및 제어 라인의 원치 않는

   전자기 간섭 신호를 억제하도록 설계 된 전자 시스템의 구성 요소이다

 

    내부 Noise 가 탈출하는 것을 막고

   장치에 들어가는 것을 막아 전자 장비 작동의 중단을

   방지하여 신뢰할 수 있는 성능을 보장한다

 

   주요 필터로는 전원용 필터, 디커플링 커패시터 가 있다

 

 

 

   ▷ 실딩( Shielding )  설계 기술 

 

    금속, 알루미늄 호일 등을 적절히 활용
    성질이 서로 다른 Cable 을 분리
    가능한 충분한 Ground 를 활용

 

    실딩(Shielding) 은

   회로 내부의 Noise 를 외부로 방출하게 하지 않거나

   외부의 Noise 성분을 회로 내부로 유입되지 않게 한다

 

    도전성 테이프를 감쌀 경우에는 단단하게 감싸야한다

   테이프를 단단하게 감싸주지 못하면 Nosie 소스 원이 되기 쉽기 때문이다

 

 

  ▷ 배선 설계 기술 

 

    신호 라인은 짧게 배치
    각도는 예각으로 임피던스의 연속성 유지
    루프(Loop) 형태의 배선 금지

    크로스토크(Crosstalk) 현상 억제

< 올바른 Grond 설계 >

 

    배선 설계 완료 후, 회로의 빈 영역들은 Ground를 형성해

   임피던스를 낮추게끔 설계 되어야 한다

   → Ground 폭은 넓고 굵게 설계 ( Inductance 감소 )

 

    전류가 높은 경우에는 그라운드 비아(Via)를 삽입해야 한다

   Noise 의 방출을 억제하고, 열을 분산시킨다

 

    Ground를 위의 그림처럼 라우팅(Routing) 할 경우

   루프 형태로 설계하지 않도록 주의해야 한다