RF 파워를 이용한 플라즈마 공정에서 RF 노이즈 문제와 유전율 확인 필요성

RF파워를 사용하면서 플라즈마를 방전시키는 시스템의 경우 노이즈 발생은 꽤나 자주 심각하게 발생하는 문제 중에 하나이다.

이부분에서 생각해 보아야 하는 것이 유전율이다. 유전율과 차폐율은 밀접한 관계가 있다. 보통 RF가 샌다고 많이 이야기 하는데, 전자기파는 전기장과 자기장으로 이루어진 전자기적 파동이기 때문에, 이 파동은 자유롭게 전파 될 수 있다. 이것이 다른 디바이스에 영향을 주면서, 전기적, 자기적으로 오동작 하게 하는 것이 노이즈라고 표현 하는 것이다.

이런 노이즈성 전기적 자기적 전파를 차단 하는 것을 차폐라하며, 일부 물질을 사용하여 이러한 효과를 낼 수 있다. 전자기파의 차폐는 전자기파를 차단하는 물리적 특성과 관련 되어있다. 이 특성을 나타내는 것이 바로 유전율이다.

유전율은 물질내에서 전자기파의 속도와 진폭을 변화시키게 된다. 유전율이 높은 물질은 전자기파를 차단하는데 매우 효과적이다. 그러므로 전자기파 차폐 물질을 만들기 위해서는 유전율이 높은 물질을 사용하는 것이 좋다. 예를 들어 무전기 외부 케이스와 같은 것들은 유전율이 높은 금속 또는 그에 상응하는 재질을 사용하는 것이 유리하다.

참고로 유전율을 측정하는 방식은 여러가지가 있다. 그중에 몇가지를 살펴보면 다음과 같은 것들이 있다.

1. 쿼티스 테스트

2. 엘립소미터

3. 노른안테나

4. 네트워크 분석기

참고사이트

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EC%9E%90%EA%B8%B0_%EC%B0%A8%ED%8F%90

전자기 차폐 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

라디오주파수 부근의 전자기파를 막는 것을 RF Shielding 이라고 한다.

전자기파의 차폐 정도는 사용되는 물질과 두께, 차폐하려는 공간의 크기, 막으려는 전자기파의 진동수에 따라 결정된다.

잘 알려진 예로는 차폐 케이블이 있는데, 차폐 케이블은 안쪽의 중심 전도체를 감싸서 전자기 차폐를 일으키는 것으로 중심을 싸는 물질들은 중심으로부터 신호가 빠져나가지 않게 하고 동시에 외부의 신호에 영향을 받지 않도록 한다. 또한 몇몇 케이블의 경우 두 개의 분리된 동축막을 가지고 있어서 양쪽의 전자기장과 정전기장을 막을 수 있도록 한다.

정전기적 평형상태에서 도체 내부에는 전기장이 0이된다. 도체 내부에 전기장이 0이 아니라면 이 전기장에 의해서 도체 내부의 자유전자가 전류를 형성한다. 전류가 흐르게 되면 전하의 분포가 달라지게 되고 그 분포는 도체 내부의 전기장을 0으로 만들도록 바뀐다. 도체 내부에서 어떠한 가우스면을 잡아도 전기장이 0 이므로 총 플럭스0이 되고 이는 도체 내부에는 항상 알짜 전하가 0임을 알 수 있다. 즉 도체 외부에서 전기장이 바뀌더라도 도체 표면의 전하분포가 바뀔 뿐 내부의 전하분포에는 변화가 없다.

도체로 둘러싸인 동공의 경우, 언급한 것처럼 외부의 전기장은 도체 내부에 영향을 주지 못한다. 그러므로 외부에 전기장이 가해진 상태에서 내부의 도체를 제거하더라도 전하 분포의 변화가 없으므로 전기장의 분포는 변화가 없다. 즉 도체로 둘러싸인 동공은 항상 전기장이 0이 되어버림을 알 수 있다. 그러므로 전기장은 도체로 물체를 둘러싸기만 해도 완벽하게 차폐가 가능하다.

항공기는 도체로 둘러싸여있기 때문에 번개를 맞더라도 전기장에 대해서 내부가 차폐되어 있어 내부에 아무런 영향을 주지 않고 운행할 수 있다.

자기장의 차폐는 높은 투자율을 가진 물질로 둘러싸는 방법을 사용한다.