KR100494819B1 - 전자기 차폐 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기 차폐를 위하여 인쇄 회로기판 또는 하우징 부분과 전기 전도성 덮개(금속 캡)간의 기계적 및 전기 전도성 결합 방법에 관한 것이다.

그러한 - 상대적으로 단단한 - 금속 캡은 그 기계적인 고정을 위해 인쇄회로기판 상에 기계에 의해 납땜되며, 납땜 작업이 만족스럽게 수행되어야 양호한 차폐 기능도 주게된다. 납땜 작업에서 가해지는 고열 공급은 전기적 소자의 주요부 생산 또는 상기 금속 캡 기술을 통해 이러한 전기적 소자를 차폐하는데 어려움을 불러일으킨다.

본 발명의 목적은 상기 단점을 제거하고 이전의 제조 기술을 향상시키는 데 있다.

전자기 차폐를 위한 인쇄회로기판과 전기 전도성 캡간의 결합 방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판과 캡 사이에 전기 전도성 덩어리가 배치되며, 상기 전기 전도성 덩어리는 초기 상태에서 가공가능하며 바람직하게 흐를 수 있는 덩어리이며, 상기 캡은 상기 전기 전도성 덩어리에 의해 인쇄회로기판에 고정되며, 동시에 상기 캡과 인쇄회로기판 사이에 전기적 접촉이 이루어짐을 특징으로 하는 방법.

Description

전자기 차폐 방법{Method for producing an electromagnetic shield}

본 발명은 전자기 차폐를 위하여 인쇄 회로기판 또는 하우징 부분과 전기 전도성 덮개(금속 캡)간의 기계적 및 전기 전도성 결합 방법에 관한 것이다.

휴대폰(또는 통신 기술이나 송신 및/또는 수신 기술에 있어서)의 인쇄회로기판 또는 하우징 부분과 같은 소자 또는 구조군을 전자기적으로 차폐하기 위해서, 적어도 부분적인 차폐를 보장하는 금속 캡을 이용하는 것이 알려져 있다.

그러한 - 상대적으로 단단한 - 금속 캡은 그 기계적인 고정을 위해 인쇄회로기판 상에 기계에 의해 납땜되며, 납땜 작업이 만족스럽게 수행되면 양호한 차폐 기능도 제공된다. 납땜 작업에서 가해지는 열의 높은 공급은 전기적 소자의 대량 생산 또는 상기 금속 캡 기술을 통해 이러한 전기적 소자를 차폐하는데 어려움을 불러일으킨다.

이하 본 발명은 하기 도면에 도시된 실시 예를 통해서 보다 상세히 설명된다.

도 1은 그 아래에 전기 전도성 덩어리의 방울이 배치되어 있는 차폐 캡 측벽의 단면도.

도 2는 전기 소자와 그에 대해 설치된 캡을 가진 인쇄회로기판의 단면도.

도 3은 설치된 차폐 캡의 측 벽 측면도.

도 4는 도 3의 A-A 부분에 대한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 추가 구조에 대한 단면도.

본 발명의 목적은 상기 단점을 제거하고 이전의 제조 기술을 향상시키는 데 있다.

본 발명은 금속 캡(아래쪽에 있는)과 같은 전기 전도성 덮개 또는 인쇄회로기판(위쪽에 있는)에 초기 상태가 유체 혹은 반죽 상태인 전기 전도성 덩어리를 붙일 것을 제안한다. 상기 덩어리는 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy), PU, 테플론(Teflon), 아크릴(acryl), EPDM, EPM 또는 기타 접착 물질을 포함할 수 있으며, 전기 전도성 충전재도 포함할 수 있다. 상기 충전재는 섬유 공(fiber ball) 또는 줄(strip) 형태의 탄소, 금속, 알루미늄, 구리, 은, 금을 포함할 수 있다. 하지만 은도금 유리, 구리, 니켈, 알루미늄, 니켈 도금 흑연 등과 같은 다기능 충전재도 전기 전도성 충전재로 적합하다.

전기 전도성 충전재를 포함하는 전기 전도성 덩어리는 특허 번호 P 43 19 965.8-09에 개시된 바와 같은 조제(dispensing) 절차에 의해 인쇄회로기판이나 하부 하우징 부분 또는 전기 전도성 덮개에도 붙여질 수 있다. 하지만 상기 전기 전도성 덩어리가 스크린 인쇄 혹은 스텐실(stencil) 인쇄와 같은 인쇄 공정에 의해, 또는 담금 공정(침지) 또는 몰딩 등에 의해 붙여지는 것도 가능하다.

본 명세서에서는 금속 캡에 한하여 언급하지만, 금속성 박막(metallization)과 같은 전도성 층이 제공되거나 물질 내부에 전기 전도성 층을 가지는 다른 비전도성 물질 또는 플라스틱 물질의 캡도 포함한다.

예를 들어 은 혼합 실리콘과 같은 전기 전도성 덩어리는 자체 점착(sticking) 및 자체 접착(adhering)되는 특성을 가지고 있어서, 인쇄회로기판과 전기 전도성 덮개(차폐 캡, 금속 캡)가 같이 있을 때 두 소자간 항구적 결합을 - 그러나, 경우에 따라 분리 가능한 - 생성하는 것이 가능하다. 열 복사(또는 다른 에너지 조사), 알파선 방사, 베타선 방사, 감마선 방사, 광선, UV 방사, IR 방사에 의해서 또는 특별한 습도 환경에서 경화 공정, 건조 공정, 가교결합(cross-linking) 공정을 통해 그러한 결합은 더욱 강화되거나, 시작 또는 완료될 수 있다. 이러한 점에 있어서 특히 그러한 상태는 전기 전도성 덩어리의 가교결합이나 건조 또는 경화에 유리하며, 예를 들어 납땜을 이용할 때 보다 현저하게 낮은 온도에서 수행될 수 있다.

본 발명은 예를 들어 인쇄회로기판에 금속 캡이 장착되는 것이 SMD(Surface Mounting Device) 설치 스테이션에서 자동으로 수행될 수 있는 것을 제공한다. 이는 납땜 공정에서와 같은 상당한 열 공급을 일으키지 않고 차폐 캡의 이동을 방지한다. 이는 차폐 캡이 인쇄회로기판에 전기적으로 결합되어 있을 뿐만 아니라 기계적으로도 미리 설정된 위치에 고정되거나 구속(arrest) 또는 붙어있다는 것을 의미한다.

도 1의 (a)에서 단일-방울 모양인 전기 전도성 덩어리는 금속 캡(차폐 캡)의 측 벽 아래쪽에 붙게(조제되거나 담금, 핫-쉐이프[hot-shape] 또는 콜드-쉐이프[ cold-shape])된다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 덩어리는 인쇄회로기판 또는 하우징에 설치되는 금속 캡의 측 벽 하단부 영역 둘레에 늘여진다.

도 2는 그 위에 도 1에 도시된 차폐 캡이 설치되며 인쇄회로기판에 붙여지는 씰(seal) 및 차폐되는 전기적 소자와 함께 인쇄회로기판을 나타낸다. 이 경우, 전기 전도성 덩어리-씰-는 인쇄회로기판의 위쪽에 방울 형태로 붙게 된다. 전도율, 탄성, 요변성, 경도, 유리능(releasability) 등에 관하여 씰의 특성은 개별적으로 조정되거나 "DE P 43 19 965.8-09"에 기재된 바와 같이 할 수도 있다.

지금까지 전기 전도성 덩어리의 단일 방울이 도면에 도시되어 있지만, 이는 다수의 중첩 관계 및/또는 병치 관계로 배치되고, (조제) 절차시(또는 다수의 조제 절차 및/또는 1회 이상의 담금 또는 고형[shaping] 단계에 의해) 각각의 표면에 붙여지는 다수의 방울들/층들을 포함할 수도 있다. 또한 예를 들어 전기 전도성 덩어리의 적어도 하나의 방울(층)을 인쇄회로기판의 위쪽과 이에 대응되는 차폐 캡 측 벽의 아래쪽에 붙여서 두 부분을 두 개의 방울들(층들)의 중첩에 의해 결합할 수 있다.

이러한 점에서, 인쇄회로기판에 붙는 층(방울)이 두 소자 결합 X-Y 중 제1 소자 X의 반응물 역할을 하며, 차폐 캡의 측 벽 아래쪽에 붙는 층(방울)은 두 소자 결합 X-Y 중 반응물에 반응하는 제2 소자 Y의 역할을 하는 경우 특히 유리하다(도 5 참조). 두 소자 X와 Y는 다른 물질들을 함유하고 있고, 이들은 하나가 다른 하나 위에 있는 경우와 같이, 함께 있을 때에만 반응한다. 이때 두 층(방울)은 두 개의(또는 3개나 그 이상의) 소자 접착물처럼 서로 결합되어, 전기적 결합뿐만 아니라, 캡과 인쇄회로기판(하우징의 하부 바닥 부분)간의 기계적인 결합도 매우 뛰어날 수 있으며, 높은 인장력에도 잘 견딘다.

상기에 설명된 두 소자 씰 구조는 전체 씰을 제조하는 것이 간단한 일이라는 것을 나타내고 있는데, 이는 씰의 생산 작업이 시간에 구애받지 않으며 엄밀하지 않는 방식으로 수행될 수 있기 때문이다. 따라서 예를 들어 제2 소자를 가진 금속 캡을 바로 설치하지 않고서도 상기 인쇄회로기판에 붙는 층이 먼저 붙여질 수 있다. 각 층(방울)을 붙이는 단계 및 인쇄회로기판과 차폐 캡을 조립하는 단계에 대해서는 변위가 소자 X, Y의 재료에 따라 수 초에서 수 시간(또는 몇 일이나 몇 주)에 이르기까지 달라질 수 있음은 전적으로 가능하다. 게다가 X 소자는 전기 전도성 덩어리일 필요가 없으나 X(또는 Y) 소자를 갖는 층은 매우 얇을 수 있고 Y(또는 X) 소자와 함께 있게 되면 다소 분해될 수도 있어서, 이후 Y(또는 X) 소자를 함유한 방울은 금속 캡과 아래의 인쇄회로기판(또는 그 바로 아래의 하우징)의 접촉을 통해 제공되며 기계적으로 고정시키게 된다.

상기 설명된 실시 예는 인쇄회로기판의 생산 작업시 X 소자를 가진 층이 전체 접촉과 관련되는 위치에 이미 붙여질 수 있는 장점을 가진다. X-Y 소자의 두 층을 결합하기 위해서 특정 환경(예를 들어 습한 환경 또는 용매가 채워진 환경)이어야 되는 경우가 요구된다면, 그러한 상황은 금속 캡을 인쇄회로기판에 붙일 때 고려될 수 있다.

도 3은 전기 전도성 덩어리로부터 생성된, 도 1에 도시된 차폐 캡의 측 벽과 측 벽 아래 씰을 도시한 측면도를 나타낸다.

도 4는 도 3의 도면에 대한 절단면도를 나타낸다. 여기서 금속 캡의 하단이 씰 물질에 완전히 담겨지고, 도 3에 도시된 측 벽 구멍도 씰 물질로 부분적으로 채워진 것을 볼 수 있다.

전도성 씰 덩어리의 자체 접착 또는 자체 점착 특성에 의하여, 차폐 캡과 인쇄회로기판(하우징 부분) 사이에 전기 전도성 결합이 이루어질 뿐만 아니라, 두 부분이 기계적으로도 충분히 견고하게 서로 결합되는 한편, 전도성 덩어리의 탄성은 또한 캡의 어느 정도의 탄성이 여전히 존재하고 있음을 의미한다.

전기 전도성 물질이 단지 조제되는 것뿐만 아니라 스텐실 인쇄(stencil print)와 같은 다른 응용 절차를 이용하는 것을 통해 차폐 캡과 인쇄회로기판간에 상기 도시된 결합이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.

또한 전기 전도성 덩어리(하나의 방울 혹은 다수의 방울)의 추가 층을 캡의 위쪽에 붙이는 것도 가능하며, 이는 특히 비교적 큰 내구력이 허용되어야 하고 차폐 캡 위쪽이 하우징이나 다른 전기 전도성 소자로 덮여야 하는 경우에 유리하다.

상기 기술된 차폐가 제공되는 장치는 특히 이동 전화와 같은 송신 디바이스 및/또는 수신 디바이스를 갖는 장치나 또한 통신 네트워크의 기지국을 포함할 수 있다.

또한 (캡과 인쇄회로기판에 접착된 수축[shrink] 고무와 같이) 수축 물질의 가닥 또는 신장 부분(또는 다수의 신장 부분들)이 인쇄회로기판과 같은 차폐되어질 기판과 차폐 캡 사이에 배치되는 것도 가능하다. 이는 도 2의 중간에 예로서 도시된다. 상기 물질이 수축 과정을 겪게 된다면, 물질이 캡의 내부와 또한 인쇄회로기판에 확고히 부착되기 때문에, 그것은 수축되며 그렇게 함으로써 자동적으로 상기 두 부분을 이전보다 더 결합한다. 도 2에는 수축 물질의 (오목면 절단 형태의) 가닥 또는 신장 부분이 예로서 도시된다.

본 발명은 전자기 차폐를 위하여 인쇄 회로기판 또는 하우징 부분과 전기 전도성 덮개(금속 캡)간의 기계적 및 전기 전도성 결합을 하는데 적용된다.

Claims (19)

1. 인쇄회로기판과 캡 사이에 전기 전도성 덩어리가 배치되며, 상기 전기 전도성 덩어리는 초기 상태에서 가공가능하며, 상기 캡은 상기 전기 전도성 덩어리에 의해 인쇄회로기판에 고정되며 동시에 상기 캡과 인쇄회로기판 사이에 전기적 접촉이 이루어지며, 상기 전기 전도성 덩어리는 두 가지 다른 소자(X, Y)를 포함하고, 상기 캡과 인쇄회로기판이 조립되기 전에 상기 캡과 또한 인쇄회로기판 모두 상기 두 가지 소자 중 하나의 적절한 물질 층을 가지고 서로 마주하는 위치에 제공되어, 상기 캡과 또한 인쇄회로기판에 다른 물질 층이 제공되며 상기 캡이 상기 인쇄회로기판에 조립될 때 상기 두 층이 결합되어 두-소자 접착(two-component adhesive)과 같이 서로 반응하도록 함을 특징으로 하는, 전자기 차폐를 위한 인쇄회로기판과 전기 전도성 캡간의 결합 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 상기 캡을 자동으로 설치하기 위한 방법이 수행됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 상기 캡을 자동으로 설치하기 위한 방법이 SMD 설치 스테이션에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 덩어리는 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy), PU, 테플론(Teflon), 아크릴(acryl), EPDM, EPM 또는 다른 접착 물질이나 그의 혼합물을 포함하며 전기 전도성 충전재를 가짐을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 충전재는 알루미늄, 구리, 은, 금과 같은, 금속 섬유 공(fiber ball), 금속, 탄소를 포함하며, 또는 은도금 유리, 구리, 니켈, 알루미늄 또는 니켈 도금 흑연 등과 같은 다중 기능 충전재를 포함함을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 차폐 목적을 위한 캡은 금속 캡이나 금속화된 캡 또는 플라스틱 물질과 같은 비전도성 물질을 함유한 덮개임을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 덩어리는 상기 인쇄회로기판의 적절한 위치에 붙여져 이후 상기 전도성 덩어리가 인쇄회로기판에 붙여진 위치에 상기 차폐 캡이 설치되도록 함을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 덩어리가 상기 인쇄회로기판이나 또는 상기 캡에 붙여지는 것은 조제(dispense) 공정, 인쇄 공정, 스텐실 인쇄 공정, 스크린 인쇄 공정, 담금(immersion), 침지(dipping) 또는 탐폰(tampon) 인쇄 공정(몰딩)과 같은 붙임 공정에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판과 캡간의 결합이 상기 전기 전도성 덩어리로 이루어진 후에, 응고되거나 가교-결합(cross-link)되거나 또는 건조되는 상기 덩어리로 그 소자들간에 항구성의 결합이 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 항구성 결합은 경화공정에 의해 이루어지며, 상기 경화공정은 열, 알파선, 베타선, 감마선, 습도, 광선, 자외선 및 적외선 방사로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 수단에 의해 수행됨을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 경화 공정 온도는 상기 인쇄회로기판에 상기 캡을 결합하는 납땜 공정에서 통상 발생하는 온도보다 현저히 더 낮음을 특징으로 하는 방법.
12. (삭제)
13. 인쇄회로기판과 캡의 기계적 위치고정을 위해 전기 전도성 덩어리가 제공되며, 상기 전기 전도성 덩어리는 상기 인쇄회로기판과 상기 금속 캡 사이의 전기 전도성 결합을 형성하며, 상기 전기 전도성 덩어리는 두 가지 다른 물질층을 포함하고, 상기 캡과 상기 인쇄회로기판이 함께 조립되기 전에 상기 캡과 상기 인쇄회로기판 모두가 상기 두 가지 물질층 중 대응하는 하나의 물질 층을 가지고 서로 마주하는 위치에 제공되어, 상기 캡과 상기 인쇄회로기판에는 다른 물질 층이 제공되며, 상기 캡이 상기 인쇄회로기판에 조립될 때 상기 서로 다른 두 물질 층이 결합되어 두-소자 접착(two-component adhesive)과 같이 서로 반응하도록 함을 특징으로 하는, 인쇄회로기판 상에 배치되는 소자를 위한 차폐 소자의 기능을 가진 전기 전도성 캡이 배치되는 인쇄회로기판.
14. 제13항에 있어서, 상기 캡은 상기 인쇄회로기판에 대해 미리 설정된 간격으로 배치되며 상기 캡과 인쇄회로기판 사이의 떨어진 간격은 상기 전기 전도성 덩어리에 의해 채워짐을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
15. 제13항에서 기술된 인쇄회로기판을 구비하는 전기 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 전기 장치는 적어도 하나의 송신 장치 및/또는 수신 장치를 가짐을 특징으로 하는 전기 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 전기 장치는 이동 무선 유닛임을 특징으로 하는 전기 장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 캡과 인쇄회로기판 사이의 유연성 있고 전기적인 접촉을 위해서, 소자 X를 가진 층은 상기 인쇄회로기판에 붙여지고 소자 Y를 가진 층은 상기 캡의 측벽 아래쪽에 붙여지며, 상기 두 소자는 서로 (화학적, 물리적으로) 반응하여 상기 인쇄회로기판 상에 상기 캡의 요구되는 기계적 고정 및 전기적 접촉이 보증됨을 특징으로 하는 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 차폐 캡과 상기 인쇄회로기판 같은 차폐될 기판사이에는 수축 가능한 재료가 배치되어, 수축시 상기 차폐 캡과 상기 차폐 캡 하부의 기판을 서로 당기거나 고정함(도2)을 특징으로 하는 방법.