노이즈(Noise)의 정체
전자파 노이즈는 전자기기 내부의 클럭(Clock) 신호, 스위칭 전원(SMPS), 고속 디지털 신호 등이 동작 과정에서 만들어내는 원치 않는 전자기 에너지입니다. 특히 디지털 신호의 가파른 상승·하강(스위칭)은 기본 주파수의 수 배~수십 배에 이르는 고조파(Harmonics)를 발생시키며, 동작 속도가 빨라질수록 노이즈의 주파수 대역도 함께 넓어집니다.
이 에너지가 다른 회로나 기기에 침입하면 오동작, 화질·음질 저하, 통신 감도 저하(안테나 수신 감도 하락) 같은 문제를 일으킵니다. 이것이 EMI(전자파 간섭)입니다.
모든 노이즈 문제는 발생원(Source), 전달 경로(Path), 피해 회로(Victim)의 세 요소로 이루어집니다. 발생원과 피해 회로는 설계상 바꾸기 어려운 경우가 많기 때문에, 실무 대책의 대부분은 전달 경로를 끊거나 약하게 만드는 것이며, 그래서 노이즈가 어떤 경로로 전달되는지를 아는 것이 대책의 출발점이 됩니다.
전달 경로에 따른 구분 : 전도성 vs 방사성
| 구분 | 전달 경로 | 주요 주파수 대역 | 대표 대책 |
|---|---|---|---|
| 전도성 노이즈 (Conducted Emission) |
전원선·신호선·케이블 등 도체를 타고 전달 | 주로 30MHz 이하 (규제 기준 통상 150kHz~30MHz) |
노이즈 필터, 페라이트 코어, 콘덴서 |
| 방사성 노이즈 (Radiated Emission) |
공간으로 전자파 형태로 방사 | 주로 30MHz 이상 고주파 | 차폐(도전성 테이프·차폐 시트), 흡수체, 접지 |
도전성 테이프와 차폐 소재가 주로 대응하는 영역은 방사성 노이즈입니다. 주파수가 높아질수록 짧은 배선이나 작은 틈새도 안테나처럼 동작하기 때문에, 고속화·고집적화된 최근 기기일수록 방사성 노이즈 대책의 비중이 커지고 있습니다.
실제 EMI 문제의 주범 : 커먼모드(CM) 노이즈
노이즈는 흐르는 방식(모드)에 따라 두 가지로 나뉩니다.
- 디퍼렌셜 모드(Differential Mode, DM) : 신호선과 리턴선 사이를 왕복하는, 정상 신호와 같은 경로의 노이즈입니다. 왕복 전류의 자계가 서로 상쇄되어 방사가 비교적 작습니다.
- 커먼모드(Common Mode, CM) : 케이블 전체·섀시·그라운드를 통해 같은 방향으로 흐르는 노이즈입니다. 상쇄가 일어나지 않아 미세한 전류로도 강하게 방사되며, 이때 케이블이 송신 안테나 역할을 합니다.
실무에서 마주치는 EMI 문제의 대부분은 커먼모드 노이즈입니다. 기판에서 발생한 노이즈가 그라운드의 미세한 전위차를 타고 케이블로 흘러나가 방사되는 구조이기 때문에, 발생원 차폐와 함께 노이즈 전류를 안전하게 되돌리는 접지 경로를 만들어 주는 것이 핵심 대책이 됩니다.
도전성 테이프가 노이즈를 없애는 원리
도전성 테이프는 두 가지 작용으로 노이즈에 대응합니다.
- 차폐(Shielding) : Cu·Al·도전성 섬유(Fabric) 등의 도전층이 전자파를 반사·흡수해 통과를 막습니다. 도전율이 높고 개구부(틈)가 없을수록 차폐 성능이 높아집니다.
- 접지(Grounding) : 노이즈 발생원이나 차폐층을 낮은 임피던스로 GND·섀시에 연결해, 노이즈 전류를 안전한 경로로 흘려보냅니다. 커먼모드 노이즈 대책의 핵심으로, 점착층까지 전기가 통하는 수직 도전성(Z축 도전성)이 확보되어야 테이프 위·아래가 전기적으로 이어집니다.
소재가 전자파를 얼마나 감쇠시키는지를 나타내는 지표로, 전계 기준 SE 20dB는 전자파를 1/10로, 40dB는 1/100로 줄인다는 의미입니다. 근방계 특성을 보는 KEC법, 원방계 특성을 보는 ASTM D4935 등 측정 방법에 따라 값이 달라지므로, 소재를 비교할 때는 반드시 시험 규격과 주파수 대역을 함께 확인해야 합니다.
실무 체크포인트
- 접촉 저항 : 접촉 저항이 낮아야 고주파에서 차폐·접지 효과가 유지됩니다. 표면 산화나 점착제 열화로 저항이 올라가면 시간이 지나며 성능이 떨어질 수 있으므로, 내식성과 접착 신뢰성이 검증된 소재를 선택해야 합니다.
- 틈새(Slot) 관리 : 틈새 길이가 노이즈 주파수 파장의 1/20~1/10 수준만 되어도 누설이 시작됩니다. 예를 들어 1GHz(파장 약 30cm)에서는 1.5~3cm의 틈이면 차폐가 무너질 수 있습니다. 테이프 접합부는 오버랩을 두고 연속 접촉을 유지하는 것이 중요합니다.
- 접지 포인트 : 차폐층을 띄워 두면 오히려 안테나가 될 수 있습니다. 차폐층은 가능한 짧고 낮은 임피던스 경로로 GND·섀시에 연결합니다.
- 주파수 대역 확인 : 문제가 되는 노이즈의 주파수를 알아야 소재와 대책을 맞출 수 있습니다. EMC 시험 데이터나 근방계 스캔 결과를 활용하세요.
자주 묻는 질문
- 차폐 테이프를 붙였는데도 노이즈가 줄지 않습니다.
- 가장 흔한 원인은 세 가지입니다. 첫째, 차폐층이 접지에 연결되지 않아 노이즈 전류가 빠져나갈 경로가 없는 경우. 둘째, 커먼모드 노이즈가 케이블을 타고 차폐 구간 밖에서 방사되는 경우로, 이때는 케이블 접지·필터 대책을 병행해야 합니다. 셋째, 접합부 틈새로 고주파가 누설되는 경우입니다. 차폐 범위와 접지 상태를 먼저 점검해 보시기 바랍니다.
- 처음에는 효과가 있었는데 시간이 지나면서 노이즈가 다시 커졌습니다.
- 도전층 표면의 산화나 점착제 열화로 접촉 저항이 상승하면 접지 성능이 저하되어 차폐 효과가 떨어질 수 있습니다. 고온·고습, 진동 환경이라면 신뢰성 평가(내환경 시험)를 거친 소재인지 확인하고, 체결 구조상 지속적인 접촉 압력이 유지되는지 함께 검토하는 것이 좋습니다.
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