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전자회로 및 부품 보호용 방열기능형 스마트 전파 흡수체의 개발과 전망
Development and prospect of Smart EMW Absorber for Protection of Electronic Circuits and Devices with Heat Radiating Function 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.19 no.5, 2015년, pp.1040 - 1046  

김동일 (Dept. of Radio Sciences & Eng., Korea Maritime & Ocean University) ,  박수훈 (Gyeongnam Technopark) ,  주양익 (Elec. & Electronics Eng. of Korea Maritime University)

초록
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전자 및 전파통신기술의 급속한 발전에 따라 인류는 정보통신의 커다란 혜택을 누릴 수 있게 되었다. 그러나 전자파환경은 보다 복잡해지고, 그만큼 제어하가 어려워졌다. 이에 따라 ANSI, FCC, CISPR(국제무선장해규제기구) 등과 같은 국제기구에서는 다양한 전자파환경의 제어 및 대책을 수립해 오고 있다. 본 논문에서는 전파흡수체의 현황과 미래의 스마트 흡수체, 나아가서 방열 기능을 가지는 전파흡수체의 설계 방법을 제안한다. 설계한 전파흡수체는 2 GHz~2.45 GHz에서 20 dB 이상의 흡수능을 발휘하며, 개구의 크기, 간격 및 두께는 각각 6 mm, 9 mm, and 6.5 mm로 하였다. 이 스마트 전파흡수체는 다양한 전자, 통신, 제어, 전파 시스템의 회로 및 부품 보호용 소재로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With the rapid progress of electronics and radio communication technology, human enjoys greater freedom in information communication. However, EMW (Electro-Magnetic Wave) environments have become more complicate and difficult to control. Thus, international organizations, such as the American Nation...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 현재 미국이나 유럽 등 대부분의 선진국에서는 전자파장해에 관련된 자국의 규정을 제정하여 전자파장해 문제가 해결되지 않은 가전제품을 비롯한 자동차, 기기류 및 전기전자정보처리 장치 등을 비롯한 거의 모든 시스템의 수입을 엄격히 규제하고 있어서 비관세 무역장벽으로 이용하고 있는 현황이다. 따라서, 본 논문에서는 전자회로에서 발생하는 불요 전자파를 흡수/차폐함으로써 전자제품의 안정성과 신뢰성을 확보하고 전자제품의 집적회로에 적용된 방열팬이나 방열소자의 대체부품으로 기능하면서 해당제품의 정숙성과 슬림화를 가능하게 하고자 한다.
  • 이는 전자파환경 대응 소재의 특성, 즉 전기적 성질, 자기적 성질, 물리적 성질 등을 파악하고 이를 제어하여, 대책하고자 하는 주파대역에서 전자파 에너지를 열에너지로 변환시키거나 전자파 에너지의 흐름을 차단하여 인접한 기기나 인체 등에 영향을 미치지 않게 하는 것이 중요하다. 따라서, 전자파환경 대응 부품의 제작에 적합한 소재를 개발하고, 이를 이용하여 방열 기능을 가지는 스마트 전파흡수체 설계·제작 기술을 개구 형성의 방법을 통하여 한 단계 발전시켰다[1].
  • 방열 기능을 가지는 스마트 전파흡수체는 전자파환경에 관련된 IEC, CISPR, FCC, ANSI 등 국제위원회에서 권고하는 국제규격을 만족시키는 전자파환경 대응부품 및 소재를 지칭하지만, 여기에 전자기기에서 발생하는 열을 방출시켜 기기 내부에 축열되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이와 관련된 기술개발이 이루어지지 않으면, IT 관련 회로 및 부품의 신뢰성이 확보되지 않아 기술적 우위와 세계시장에서의 제품 경쟁력을 유지 할 수 없으며, 심지어는 IT 관련 제품의 수출이 불가능한 소위 무역장벽으로 이용되기도 한다.
  • 본 기술개발의 핵심은 전자파재료의 전자파 흡수특성과 물성을 파악하고 제어하여, 원하는 방열기능을 발휘하는 스마트 전파흡수체를 개발하는 것이다. 이는 전자파환경 대응 소재의 특성, 즉 전기적 성질, 자기적 성질, 물리적 성질 등을 파악하고 이를 제어하여, 대책하고자 하는 주파대역에서 전자파 에너지를 열에너지로 변환시키거나 전자파 에너지의 흐름을 차단하여 인접한 기기나 인체 등에 영향을 미치지 않게 하는 것이 중요하다.
  • 이에 맞서, 본 논문에서 제안한 기술개발을 통하여 이들과의 기술 격차를 줄이고 제품의 국산화가 이루어 질 수 있을 것으로 사료된다. 본 논문에서 제안하는 전파흡수체는 각종 전자제품의 집적회로에 적용되어 방열 팬 또는 방열판의 대체부품의 기능을 하면서 해당 제품의 정숙성, 슬림화를 구현하기 위한 시도를 하였다. 그 방법으로서 효율적인 열의 분산처리를 가능하게 할 뿐만 아니라, 전자회로에서 발생하는 불요 전자파를 흡수/차폐함으로써 전자제품의 안정성과 신뢰성을 보장하는 개선된 기능을 함으로써 전자산업에 크게 기여할 수 있다.
  • 본 논문에서는 방열 기능을 가지는 스마트 전파흡수체 개발 방향을 제시하였다. 그 결과로서 전파흡수체 원형 홀 형태의 개구를 개설하는 방법을 제시하였으며 홀의 크기가 6 mm, 홀 사이의 간격이 9 mm 가지는 두께 6.
  • 본 논문에서는 상기한 전파흡수체의 기술현상을 조사·분석하여 향후 발전방향을 모색하는데에 참고가 되게 하고자한다. 나아가서, 전파공학적 이론에 근거한 전자파환경 대책부품의 설계 기술과 전자파재료의 물성을 제어하는 소재 가공 기술을 함께 적용하여, 전자파 환경 대응 부품을 최적 설계·제작함으로써 목표 주파수에서 전자파 대책 기술을 확립하는 것이 핵심사항이다[1,2].
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참고문헌 (10)

  1. D. I. Kim, EMW Absorber Engineering, Dae-Young Pub. Co., 2006. 

  2. O. Hashmoto, Introduction to Wave Absorber, Tokyo, Morikita Publishing Co., 1997. 

  3. T. Soh, O. Hashmoto, “A Study on Millimeter-Wave Absorber Coating for V Band and W Band”, Trans. IEICE, Vol.J84-B, No.8, pp. 1401- 1556, 2001. 

  4. Jae-Man Song, Hyun-Jin Yoon, Dong Il Kim, et al., "Dependence of electromagnetic wave absorption on ferrite particle size in sheet-type absorbers," J. Korea Phys. Soc., vol.42, no.5, pp.671-675, 2003. 

  5. C. B. Mo, et al., " Fabrcating Process and Characristics of CNT/Metal Nano Composite Material," Korea Institute of Fine Engineering, Vol. 24, No.8, pp. 7-14, 2007. 

  6. J. H. Seong, et al., "Effects of Mechanical Characteristics on Crystalization by Variation of CNT and Carbon-Black Reinforced Rubber Composite Material," J. of Korea Institute of Mechanics, Vol. 35, No. 9, pp.999-1005, 2011. 

  7. Mehdipour, A., Rosca, I.D., Trueman, C.W., Sebak, A., Suong Van Hoa, "Multi-wall Carbon Nanotube-Epoxy Composites with High Shielding Effectiveness for Aeronautic Applications," IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol.54, Issue.1, pp.28-36, 2012. 

  8. Decrossas, E., El Sabbagh, M. A. El-Ghazaly, S. M., Hanna, V.F., "Engineered Carbon-Nanotubes-Based Composite Material for RF Applications," IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol.54, Issue.1, pp.52-59, Feb. 2003. 

  9. D. I. Kim, "Design of Super Wide-Band Ferrite EMW Absorber in Multi-Layer Type," J. of KIEES, Vol. 7, No. 4, pp.346- 352, Oct. 1996. 

  10. Dong Soo Choi, Dong Il Kim, Do Yeol Kim, and Dong Han Choi, "A Study on Smart Heat Radiating Sheet for Protecting Electronic Equipments on the Ship," International Journal of Navigation and Port Research, Vol.35, No.7, pp.569-573, Jul, 2011. 

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