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Nov 09, 2023

EMI O 디자인

도미니크 테스토 | 2023년 1월 25일 EMI O-링은 결합된 도넛 모양의 개스킷입니다.

도미니크 텍스트 | 2023년 1월 25일

EMI O-링은 전자 및 전기 장비의 효과적인 성능을 제한하는 교란인 전자기 간섭(EMI)에 대한 보호와 환경적 밀봉을 결합한 도넛 모양의 개스킷입니다. 전도 또는 방사를 통해 전파되는 EMI를 유발하는 신호는 전자기 호환성(EMC), 즉 서로 다른 장치가 상호 간섭 없이 작동할 수 있는 능력을 제한합니다. EMI O-링의 응용 분야에는 전기 자동차, 로봇 팔, IV용 의료용 융합 펌프, 5G 통신 장비, 군사 및 항공우주 전자 장치가 포함됩니다.

이와 같은 EMI 차폐는 EMC를 촉진하고 전기 전도성을 보장하는 유일한 방법은 아니지만 구체적이고 중요한 기능을 수행합니다. 전자 설계자는 일반적으로 전기 시스템의 입력 및 출력이나 대상 보호를 위한 기타 특정 회로 위치에서 EMI 억제 필터를 사용할 수도 있습니다. 그러나 전자 및 전기 인클로저의 경우 덮개 및 패널과 같은 결합 표면 사이의 간격을 메우려면 EMI 개스킷이 필요합니다. 이러한 개스킷은 다양한 모양으로 제작될 수 있지만 EMI O-링은 홈에 맞도록 설계되었으며 설치 중에 제자리에 압착됩니다.

설계자는 단면적, 내부 직경 등 EMI O-링 치수를 지정해야 하지만 재료 선택도 중요합니다. 합성 탄성중합체 계열인 실리콘은 일반적으로 전기 절연성을 갖습니다. 그러나 금속 또는 금속 코팅 입자를 추가하면 실리콘이 전기 전도성이 됩니다. EMI O-링의 기본 엘라스토머인 실리콘은 높은 압축성과 광범위한 온도 저항성을 포함한 강력한 환경 저항성을 결합합니다. 이러한 EMI 개스킷은 배치된 홈에 맞게 압축되지만 압축력이 제거되면 "반동"할 수도 있습니다.

EMI 실리콘의 입자는 순은, 다른 금속 위에 코팅된 은, 금속과 비금속으로 구성됩니다. 순은은 뛰어난 전기 전도성을 제공하지만 가격이 비싸고 쉽게 부식될 수 있습니다. 바이메탈 입자에는 니켈-알루미늄, 은-알루미늄, 은-구리 및 은-니켈이 포함됩니다. 니켈-흑연 및 은-유리 입자는 금속 및 비금속 재료로 구성됩니다. 오늘날 니켈-흑연 충전 화합물은 100MHz ~ 1GHz에서 100dB 이상의 차폐 효과 값을 제공합니다. 이러한 EMI 엘라스토머 중 일부는 엘라스토머 차폐 개스킷에 대한 미국 군사 세부 사양인 MIL-DTL-83528도 준수합니다.

EMI O-링 치수 및 재료 외에도 설계자는 프로토타입 제작 및 제조 방법을 고려해야 합니다. 성능 문제, 프로젝트 지연 및 비용 초과를 방지하려면 성형과 접착을 비교하는 것이 좋습니다. EMI O-링은 단일 조각으로 성형되거나 절단된 길이의 돌출부에서 접착될 수 있습니다. 성형은 대량 생산을 지원하지만 툴링은 더 비싸고 생산하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. 또한 설계가 변경될 수 있는 경우 프로토타입 제작을 위해 값비싼 금형의 비용을 정당화하는 것도 더 어렵습니다. 본딩은 더 간단하고 저렴한 도구를 사용하지만 일부 본딩 방법에는 단점이 있습니다.

EMI O-링을 접착하는 첫 번째 방법은 EMI 필러가 없는 비전도성 실온 경화(RTV) 실리콘 접착제를 사용하는 것입니다. 이 RTV 실리콘 필러는 가격이 저렴할 수 있지만 신호가 접합부를 관통하여 최종 제품에 EMI를 생성할 수 있습니다. 두 번째 접근 방식은 비실리콘, 비전도성 아크릴 접착제를 사용하는 것입니다. 그러나 이 접착제는 개스킷에 "딱딱한 부분"을 남기며 아크릴 접착제는 EMI 코드 스톡 자체의 온도 범위와 일치할 수 없습니다. 이와 같은 EMI O-링에서는 매우 높거나 낮은 온도에서 조인트가 파손될 수 있습니다. 이는 의료, 군사 및 기타 여러 응용 분야에서 허용할 수 없는 위험입니다.

EMI O-링을 접착하는 세 번째 방법은 핫 스플라이싱(hot splicing)이라는 기술을 사용하는 것입니다. 콜드 본딩 형태인 처음 두 가지 방법과 달리 핫 스플라이싱은 EMI 코드 자체와 유사한 경도계 또는 경도를 갖는 전도성 실리콘에 열과 압력을 가합니다. 이 접근 방식은 "하드 스팟" 생성 위험을 줄이고 필러가 전도성이므로 EMI 누출을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이 기술은 아크릴 대신 실리콘을 사용하기 때문에 조인트의 내열성이 뛰어나 까다로운 환경 조건에서도 더욱 안정적인 성능을 발휘합니다.