EMI Reduction Filter Design using Heat Sink

최근 통신기술은 5G 및 10 Gbps 이더넷 기술의 상용화로 인한 데이터 속도 및 고주파 노이즈의 증가로 방사성 EMI(electro magnetic interference)가 증가하고 있다. 이러한 EMI의 발생은 주변 전자기기들에 영향을 미쳐 오동작 원인이 될 가능성이 높다. 또한 CPU 및 통신소자의 부하증가로 인한 고열 발생으로 히트 싱크(Heat sink)의 사용도 필수적이다. 그러나 히트 싱크는 통신기기의 내부로부터 발생되는 전자파를 외부로 방출시키는 안테나 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 히트 싱크를 사용한 통신기기의 방사성 EMI를 개선하기 위한 연구로서 히트 싱크와 PCB 접점에 방사성 EMI 필터를 적용하였다. EMI 필터는 소형화 및 실장이 용이한 다층 세라믹 커패시터(MLCC)를 사용하였으며, 1, 33, 100 pF 용량의 MLCC를 각각 사용하였다. EMI 시험은 통신기기와 안테나의 거리 3 m 위치에서 국제표준 및 국내 전파법 기준에 따라 전자파 무향실에서 진행하였다. MLCC를 적용하지 않은 경우, 발생되는 방사성 EMI는 허용 기준치를 초과하였다. 1 및 33 pF의 MLCC를 각각 적용한 경우, 방사성 EMI는 저감되었으나, 특정 주파수에서 허용 기준치를 초과하였으며, 100 pF의 MLCC를 적용 시에 허용 기준을 만족하였다. 또한 방사성 EMI 필터의 적용은 전도성 EMI에 영향이 없음을 확인하였다. 결론적으로 히트 싱크와 PCB 접지 사이의 MLCC 필터를 사용하여, 시스템 방사성 EMI 노이즈가 발생하는 주파수대역 차단으로 방사성 EMI를 저감 시켰으며, 히트 싱크 구조를 활용한 EMI 필터의 설계 방향을 제시하였다.