KR100455769B1 - 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신기기를 소형화시킴과 동시에 무선 통신기기에서 발생되는 전자파를 감소시킬 수 있는 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법에 관한 것으로서, 종래에는 무선 통신기기의 케이스 전체를 전자파 흡수체 또는 전자파 차폐판으로 차폐시킴으로써 비흡수율(SAR)의 감소에 있어 효과적이나 안테나의 송수신 전파 특성의 저하가 유발되고, 또한 케이스의 두께와 크기를 소형화시킬 수 없는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 케이스 내부에 동작회로가 구현된 회로기판이 위치되어 동작시 상기 회로기판에서 전자파가 발생되는 무선 통신기기의 전자파 차폐 방법에 있어서, 회로기판에 구현된 입출력 신호 라인과 대응되는 케이스 내면에 신호라인의 형성 위치에만 전도성 도체를 부착하여 전자파가 차폐되도록 한다.

Description

무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법{Shielding method of electromagnetic wave in a wireless device}

본 발명은 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법에 관한 것으로서, 특히 무선 통신기기를 소형화하면서 인체에 유해한 것으로 알려지고 있는 전자파를 효과적으로 차폐시키기에 적합한 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법에 관한 것이다.

근래 들어 각종 전자기기가 생활 주변에서 널리 사용되면서 생활의 편리함을 주고 있으나, 생활의 편리함이 증대됨에 따라 새로운 문제점이 대두되고 있다. 이중 대표적인 문제점이 인체에 유해한 것으로 알려지고 있는 전자파이다.

이러한 전자파는 일종의 에너지로, 전기가 흐를 때 그 주위에 동시에 발생하는 전기장과 자기장이 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 말하며, 그 파동이 단위시간당 진동하는 횟수를 주파수라고 하며 그 주파수에 따라 인체에 미치는 영향을 달리하고, 대개 주파수가 높을수록 인체 유해성이 발생하거나 증가하는 것으로 알려져 있다.

이러한 특성을 갖는 전자파는 특히 이동통신 단말기 또는 개인휴대 단말기(PDA) 등의 무선 통신 기기에서 더욱더 많은 논란이 되고 있는 실정이다.

즉, 무선 통신기기는 그 특성상 사용자의 손 또는 머리 부분 등 신체의 어느 일부분에 밀착된 상태에서 사용됨으로써 사용자가 직접적으로 전자파에 노출되기 때문에 전자파의 유해성이 어느 정도인지는 아직 구체적으로 입증되지 않았으나, 인체에 유해할 수 있는 개연성(蓋然性)이 있다는 실험결과가 알려지고 있기 때문이다.

따라서, 근래 무선 통신기기에서 발생되는 전자파의 허용 기준치를 FCC, CENELEC 등에서 국제적으로 규제하고 있어 전자파를 차폐시키기 위한 기술이 무선 통신기기에 적용되기 시작했다.

그 대표적인 것으로는 EMI필터(Electro Magnetic Interference Filter)를 사용하거나 또는 무선 통신기기의 기기 본체 내부에 전자파 흡수체를 형성하는 것이다.

그러나, 이러한 전자파 차폐 기술은 무선 통신기기에 적용함에 있어 매우 불편한 문제점이 있어왔다.

먼저 EMI 필터를 사용하는 경우, 무선 통신 기기의 전자 회로 내에 별도의 EMI 필터를 구비하여야 하므로 무선 통신기기의 생산 단가를 상승시키는 문제점이 있다.

그리고, 전자파 흡수체를 사용하는 경우, 무선 통신기기의 기기 본체 내부에 흡수체를 삽입하면 기기 본체의 두께와 크기가 커져 무선 통신기기의 소형화에 부적합하며, 생산 단가를 상승시키는 문제점이 있다.

또한, 무선 통신기기의 인쇄회로기판에서 전자파가 주로 방사되는 주변에 도전체 금속라인을 적층시켜 차폐방을 형성함으로써 에워싸 격리시키는 경우, 도전체 금속라인이 적층되어 형성된 차폐방에 의해 이 역시 기기 본체의 두께와 크기가 커져 무선 통신기기의 소형화에 부적합한 문제점이 있으며, 인쇄회로기판의 설계에 제약요소로 작용하는 문제점이 있다.

또한, 무선 통신기기의 인쇄회로기판과 서로 대응되는 기기본체의 전면 또는 후면 전체에 도전체 금속판을 형성하는 경우, 기기 본체의 두께와 크기가 커져 무선 통신기기의 소형화에 부적합한 문제점이 있으며, 특히 도전체 금속판의 크기가 넓어 무선 통신기기의 안테나를 통해 송수신되는 전파가 도전체 금속판으로 여기되어 송수신 감도가 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 무선 통신기기를 소형화시킴과 동시에 무선 통신기기에서 발생되는 전자파를 감소시킬 수 있는 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 목적을 이루기 위한 무선통신기기에서의 전자파 차폐방법은 케이스 내부에 동작회로가 구현된 회로기판이 위치되어 동작시 상기 회로기판에서 전자파가 발생되는 무선 통신기기의 전자파 차폐 방법에 있어서, 상기 케이스 내면의 상기 회로기판에 구현된 신호 라인과 대응되는 부분에 상기 신호라인의 형성 위치를 따라 전도성 도체를 부착하여 전자파가 차폐되도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신기기의 평면도.

도 2 는 도 1 의 <II-II'> 방향 단면도.

도 3,4 는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신기기에서 전자파 발생 정도를 측정한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 케이스 12 : 인쇄회로기판

14 : 입출력 신호라인 20 : 전도성 도체

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법에 대한 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따라 전자파 차폐가 이루어진 무선 통신기기를 설명하기 위한 평면도이고. 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따라 전자파 차폐가 이루어진 무선 통신기기를 설명하기 위한 도 1의 <II-II'> 방향 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 전자파 차폐가 이루어진 무선 통신기기는 무선 통신기기의 동작에 필요한 동작회로가 구현된 회로기판(PCB; Printed Circuit Board, 12)이 케이스(10)의 내부에 위치되고, 회로기판에 구현된 신호 라인(14)과 대응되는 위치의 케이스 내면에 전도성 도체(20)를 부착하여 구성된다.

좀더 구체적으로 설명하면, 본 발명은 파워 앰프, 다이오드, 트랜지스터 등 다수개의 전자부품과 전원 라인 및 입출력 신호라인이 형성된 회로기판(12)에서 가장 전자파가 집중적으로 다량 발생되는 송신쪽 파워 앰프의 출력 신호라인과 믹서단으로 입력되는 로컬 신호라인과 대응되는 위치에 해당하는 케이스(10)의 내면만을 차폐하는 것이다.

즉, 본 발명은 무선 통신기기에서 발생되는 전자파의 대부분이 발생되는 송신쪽 파워 앰프의 출력 신호라인과 믹서단으로 입력되는 로컬 신호라인만은 전도성도체(20)를 통해 차폐시킴으로써 불필요하게 케이스(10)전체를 차폐할 필요가 없게 된다.

여기서, 전도성 도체(20)는 케이스(10)의 내면에 접착제를 이용하여 부착하거나 또는 케이스의 몰딩 성형시 초음파 융착 등의 방법을 이용하여 부착되도록 한다.

이처럼 전도성 도체(20)를 케이스(10)의 내면 일부에만 부착 형성함으로써 케이스 내부에 전자파 차폐를 위한 전자파 흡수체 또는 전자파 흡수판 등을 설치하기 위한 별도의 공간이 부가될 필요가 없어 회로기판과 케이스의 크기와 두께를 소형화할 수 있게 된다.

그리고, 전도성 도체(20)의 폭(W₁)을 신호라인(14)의 폭(W₂)보다 1~1.5 배 크기로 형성한다.

여기서, 전도성 도체의 폭(W₁)을 신호라인의 폭(W₂)보다 1~1.5 배 크게 형성하는 것은 신호라인이 형성된 회로기판(12)의 면과 대응되는 케이스(10)의 내면 전체를 전도성 도체로 차폐하는 경우, 무선 통신기기의 사용도중 안테나로부터 송수신되는 신호가 임피던스가 낮은 전도성 도체로 여기되어 안테나의 전파 송수신 특성이 저하되기 때문에 신호라인의 폭보다 1~1.5 배의 폭으로 전도성 도체를 형성하여 케이스의 일부만을 차폐시키도록 한 것이다.

또한, 전도성 도체의 폭(W₁)을 신호라인의 폭(W₂)에 비해 1.5 배 이상 크게 하는 경우, 전자파 차폐 효과는 향상되나 신호라인들이 매우 조밀하고 미세하게 구현되는 무선통신 기기의 회로기판 특성상 전자파를 차폐하고자 하는 신호라인 뿐만 아니라인접된 다른 신호라인에도 영향을 미치게 된다.

또한, 무선 통신기기의 사용도중 안테나로부터 송수신되는 신호가 임피던스가 낮고 폭이 넓은 전도성 도체로 여기되어 무선 주파수의 송수신 특성이 저하된다.

그리고, 전도성 도체의 폭을 출력 신호라인과 로컬 신호라인의 폭보다 1 배 이하로 되도록 전도성 도체를 차폐하는 경우, 발생되는 불필요한 전자파를 전도성 도체를 통해 차폐시키지 못하고 방사하여 무선 통신기기의 전자파 차폐 효율이 저하되고, 추후 SAR(Specific Absorption Rate)를 만족하지 못하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 전도성 도체의 폭(W₁)은 신호라인의 폭(W₂)에 비해 1~1.5 배 큰 폭으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 3과 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신기기의 전자파 차폐정도를 측정한 도면으로서, 도 3 은 전도성 도체의 폭을 신호라인의 폭에 비해 1배로 한 경우에 해당하는 전자파 발생률을 측정한 결과이고, 도 4 는 전도성 도체의 폭을 신호라인의 폭에 비해 1.5배로 한 경우에 해당하는 전자파 발생률을 측정한 결과이다.

좀더 구체적으로 도 3과 4를 설명하면, 도 3과 도 4는 전도성 도체를 기준으로 발생된 전자파의 세기 및 발생 영역을 색으로 나타내는 측정장치에서 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신기기의 전자파 발생 정도를 측정한 결과로서, 가장 세기가 센 전자파 영역을 적색 영역(R)으로 나타내고, 그 다음 노란색 영역(Y), 연두색 영역(G), 하늘색 영역(C), 파란색 영역(B)의 순으로 나타낸다.

이를 토대로 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이 전도성 도체(20)의 폭을 신호라인의 폭에 비해 1배의 크기로 형성한 경우, 전도성 도체의 주변에 가장 인접된 부분으로 적색 영역(R) 및 노란색 영역(Y)이 일부 나타나고, 그 외 대부분 연두색 영역(G), 하늘색 영역(C), 파란색 영역(B)이 전도성 도체의 주변으로 분포됨을 볼 수 있다.

따라서, 전도성 도체(20)의 폭을 신호라인과 대응되게 신호라인의 폭에 비해 1배의 크기로 형성하면 세기가 센 전자파를 차폐하고 상대적으로 세기가 약한 전자파만이 발생되도록 전자파의 차폐가 가능하게 된다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 전도성 도체(20)의 폭을 신호라인의 폭에 비해 1.5 배의 크기로 형성한 경우, 적색 영역(R) 및 노란색 영역(Y)은 나타나지 않고 대신 대부분 연두색 영역(G)및 하늘색 영역(C), 그리고 파란색 영역(B)이 전도성 도체의 주변으로 분포되되 도 3에 비해 감소되게 전도성 도체의 주변으로 분포됨을 볼 수 있다.

따라서, 전도성 도체의 폭을 신호라인과 대응되게 신호라인의 폭에 비해 1.5배의 크기로 형성하면 세기가 센 전자파의 차폐가 가능할 뿐만 아니라 전도성 도체의 폭이 신호라인의 폭에 비해 1배인 경우 비해 상대적으로 전자파 차폐율이 향상된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 무선 통신기기에서 전자파가 집중적으로 대량 발생되는 부분에 대응되는 케이스의 일면에 전도성 도체를 일부 장착하여 전자파를 차폐함으로써 안테나에서 이루어지는 송수신 특성 저하를 방지하면서 케이스의 일면 전체를 차폐하는 것과 동일하게 전자파가 외부로 방사되는 것을 차폐하게 된다.

따라서, 인체에 유해한 것으로 알려지고 있는 전자파를 효율적으로 차폐하면서 무선 통신기기의 크기와 두께를 소형화시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 케이스 내부에 동작회로가 구현된 회로기판이 위치되어 동작시 상기 회로기판에서 전자파가 발생되는 무선 통신기기에 있어서,

   상기 케이스 내면의 상기 회로기판에 구현된 신호 라인과 대응되는 부분에 상기 신호라인의 형성 위치를 따라 전도성 도체를 부착하여 상기 전도성 도체에 의해 전자파가 차폐되도록 하는 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 도체의 폭(W₁)은 상기 신호 라인의 폭(W₂)보다 1~1.5 배 큰 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 무선 통신기기에서의 전자파 차폐방법.