KR101969589B1 - 향상된 생산성과 품질을 가지면서 저렴한 원가로 절연층이 형성된 쉴드캔. - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파를 차폐하기 위해 인쇄회로기판에 설치되는 쉴드캔에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면 IR 건조 후 UV 경화시켜 절연잉크층에 함유된 아크릴레이트 성분을 증발시킨 후 UV 경화시켜 상기 절연층이 고온의 내열성을 가지도록 하여 SMT 장비로 솔더링되어 향상된 생산성과 저렴한 원가로 설치되고, 친환경적이면서 유동성 이물 삽입에 의한 불량을 최소화하면서 향상된 품질의 절연층이 형성된 쉴드캔에 관한 것이다.

Description

향상된 생산성과 품질을 가지면서 저렴한 원가로 절연층이 형성된 쉴드캔.{A SHIELD CAN}

본 발명은 전자파를 차폐하기 위한 쉴드캔에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면 절연층이 형성된 쉴드캔이 고온의 내열성을 가지게 되어 SMT 장비로 솔더링되어 향상된 생산성과 저렴한 원가로 설치되고, 친 환경적이면서 유동성 이물 삽입에 의한 불량이 최소화되면서 고품질의 절연층을 가지는 쉴드캔에 관한 것이다.

일반적으로 통신기술이 급격하게 발달하면서 회로들을 좁은 공간에 밀집시켜 사용하는 것이 가능하게 되었다,

그러나 밀집된 회로와 부품 혹은 통신모듈을 통해 발생하는 전자파(EMW, Electro Magnetic Wave)의 상호 간섭에 의해 기기가 오동작하는 문제가 생기게 되었고,

특히 과도한 전자파에 인체가 무 방비하게 노출되면서 전자파의 열작용에 의해 생체조직의 온도 상승으로 유전자가 변형되거나 혹은 면역력이 약해지는 일들이 생기게 되었다.

따라서 통신모듈이나 칩 혹은 소자 등이 설치된 인쇄회로기판 상부에 일측이 개구된 금속재질의 쉴드캔(Shield can)을 설치하여, 간섭원으로부터 발생되는 전자파를 차단함으로써, 안전하게 전자기기들이 동작하고 사용될 수 있게 하였던 것이다.

그러나 상기와 같은 쉴드캔(Shield can)이 인쇄회로기판 상부에 설치될 때에는 내측 위치한 통신모듈이나 칩 등이 쉴드캔과 접촉하면서 합선될 수 있다. 따라서 내측에 절연층을 형성한 쉴드캔이 등장하게 되었고, 특히 본원 발명의 출원인에 의해 상기 쉴드캔 내측에 절연제를 함유한 UV 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 절연층을 형성한 쉴드캔(국내등록특허: 10-1588870)이 등장하게 된 것이다.

즉, UV잉크에 절연제를 일정량 혼합하여 잉크젯(Ink jet)분사기가 이동하면서 10㎛∼20㎛ 두께의 절연잉크층을 형성하고, 상기 절연잉크층은 광 개시제, 모노머, 올리고머의 비율이 중량대비 1:2:2로 이루어지고, 절연제는 모노머의 비율을 100중량%로 할 경우에 20~30중량%로 혼합된 상태에서 자외선 램프에 의해 저온 경화되면서 형성된 절연층을 가지는 쉴드캔이 등장하게 된 것이다.

그러나 이러한 쉴드캔은 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 올리고머를 포함하여 이루어짐에 따라 저온 경화시켜 사용하게 되는데,

만일 SMT 장비로 상기와 같은 쉴드캔을 솔더링(Soldering)할 경우에는 고온의 열기에 의해 상기 절연층이 쉽게 녹아버렸던 것이다. 따라서 인쇄회로기판에 상방향으로 고정클립을 설치하고, 상기 고정클립의 파지편 안쪽으로 쉴드캔의 테두리벽이 끼움되면서 고정되는 방식으로 사용하였던 것이다. 따라서 종래의 쉴드캔은 추가되는 고정클립에 의해 원가 상승과 추가되는 공정으로 생산성이 저하될 수밖에 없었던 것이다.

더욱이 종래의 쉴드캔은 액상의 절연잉크를 인쇄할 때 특정영역(예, 테두리벽이나 측벽 혹은 홀 주변 등등)의 인쇄 속도가 변화하여야만 하는 데, 이때 분사되는 잉크량은 균일하게 분사되면서, 특정영역(예, 테두리벽이나 측벽 혹은 홀 주변 등등)의 절연잉크가 오버플러우(번짐 또는 넘침) 되었던 것이다. 그리고 이렇게 오버플러우(번짐)되면서 쉴드캔 내측을 오염시켰으며, 불필요한 잉크 소모로 원가가 상승하게 되었던 것이다.

더불어 종래의 쉴드캔은 휘발성 용제를 사용하여 호흡기 질환이 발생하였고 특히 인쇄 후 액상 상태에 있을 때에는 대기 중에 있던 유동성 이물질이 절연잉크층으로 유입되어 불량처리는 경우도 있었던 것이다.

KR 10-1588870 B1 KR 10-1472666 B1 KR 10-1472667 B1 KR 10-2012-0021085 A

이에 본 발명은 잉크젯방식으로 쉴드캔에 절연층을 형성할 때, 즉시 경화되면서 고온의 내열성을 가지도록 하여, SMT 장비로 솔더링 가능할 뿐만 아니라 친 환경적이면서 향상된 생산성과 저렴한 원가로 제작 가능한 고품질의 절연층을 가지는 쉴드캔을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판에 설치되는 쉴드캔 내측에 UV 잉크 중합하기 위한 아크릴레이트(Acrylate) 성분을 포함하고 있는 절연잉크를 커버면 하단에 UV 인쇄하고, IR 가열을 통해 아크릴레이트(Acrylate) 성분을 증발시킨 후, 자외선 램프가 발산하는 빛에 의해 즉시 경화되게 하여, 고온의 내열성을 가지는 절연층을 가지는 쉴드캔 형성함으로써,

SMT 장비로 솔더링(Soldering)되어 향상된 생산성과 저렴한 원가로 설치 가능할 뿐만 아니라 고품질의 절연층을 가지는 쉴드캔을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 절연층이 IR 건조 후 UV 경화되면서 고온의 내열성을 가지게 되어, SMT 장비로 솔더링(Soldering) 가능하게 되었고, 이로 인해 불필요한 공정이 제거되어 향상된 생산성과 저렴한 원가로 설치 가능하게 되었다.

더불어 본 발명은 휘발성 용제가 없는 만큼 친환경적이면서 아크릴레이트(Acrylate) 성분이 증발된 절연잉크가 경화됨에 따라, 이물 유입으로 인한 불량 발생 확률이 대폭 감소되게 되었고, 더불어 오버플로우(번짐)이 감소되어 원가 절가 및 고품질의 절연층이 형성된 쉴드캔을 서비스할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명은 IR 건조 후 UV 경화시켜 사용함으로써, 절연층 표면에 생기는 기포자국이 없어지게 되어 고품질의 절연층이 형성된 쉴드캔을 서비스할 수 있게 되었다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드캔의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드캔의 절연층 공정도.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드캔의 모습을 보여주는 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드캔의 절연층 형성과정을 보여주는 순서도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 쉴드캔(10) 내측에 절연제를 함유된 UV 잉크가 잉크젯방식으로 분사되면서 형성된 절연잉크층이 IR 건조 후 UV 경화되면서 형성된 절연층(20)을 가지는 쉴드캔(10)에 관한 것으로,

특히 SMT 장비로 솔더링(Soldering)되어 향상된 생산성과 저렴한 원가로 설치되고, 고품질의 절연층을 가지는 쉴드캔에 관한 것이다.

좀 더 구체적으로 설명하면 전자파를 차폐를 위하여 또는 충격에 대응하기 위하여 금속 소재 혹은 SUS 304나 SUS 301 혹은 양백(C7521) 구리(CU) 니켈(Ni) 아연(Zn) 등의 합금 소재로 이루어진 금속편을,

프레스 타발 공법으로 일정한 면적을 갖는 커버면(11)을 형성하고, 더불어 상기 커버면(11)의 테두리를 하방향으로 절곡시켜 직립된 테두리벽(12)을 형성하는 한편, 인쇄회로기판에 설치된 소자나 통신모듈의 위치에 따라 통공된 구멍(14)과 함께 하향 절곡된 격벽(13)을 형성하여, 쉴드캔(10)이 인쇄회로기판의 통신모듈이나 소자(2)를 감쌀 수 있게 형성하고,

상기 쉴드캔(10)이 고정지그 상부에 커버면(11)의 내측이 보이게 안착시킨 상태에서, 상기 쉴드캔(10)이 고정지그와 이송장치에 의해 초음파 세정기로 이송되면 표면에 묻은 슬러지나 이물질 등을 제거하고, 잉크젯 분사기로 커버면(11) 내측에 절연잉크를 분사하여 일정한 두께의 절연잉크층을 형성하는 것이다.

이때 절연잉크층은 IR 가열기에 의해 220℃의 열기로 60분 동안 건조되어 절연잉크 속에 함유된 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 올리고모를 모두 증발시킨 다음에, 상기 절연잉크층을 자외선 램프가 발산하는 380 ~ 420nm 대역의 빛과 반응시켜 0.3 ~ 1.0초 내외에서 순간적으로 경화되는 절연층(20)을 형성하는 것이다.

참고로 IR 가열기는 220℃로 건조하는 것이 바람직하지만 120 ~ 250℃ 내외에서 이루어질 수도 있다. 더불어 건조시간 역시 60분 내외에서 이루어지는 것이 바람직하지만 40 ~ 70분 내외에서 이루어질 수도 있는 것이다. 참고로 120℃에서 건조될 경우에는 표면에 기포가 남을 수 있고 250℃를 초과하여 건조될 경우에는 고열에 의해 표면이 급격하게 변하면서 UV 경화될 때 품질에 이상이 발생할 수 있다. 또한, 건조시간 역시 40분 미만일 경우에는 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 성분이 남아 있을 수 있고, 70분을 초과할 경우에는 품질에 이상이 생기거나 점도가 떨어지게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 절연층(20)은 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 올리고모를 증발시킨 다음에 UV 경화시켜 사용함으로써, 고온의 내열성을 가지게 되고, 상기 절연층(20) 표면에 기포자국이 남지 않아 고품질의 절연층을 가지게 되는 것이다.

더불어 IR 건조 후 1초 내외에서 액체상태에 있던 절연층이 고체상태로 변하면서 이물질 유입으로 인한 불량을 최소화할 수 있는 한편, 오버플로우(번짐 또는 넘침)되는 일이 최소화되어 고품질의 절연층을 가지는 쉴드캔을 서비스할 수 있게 되는 것이다.

그리고 이러한 쉴드캔(10)의 절연층(20)이 SMT 장비에 충분히 견딜 수 있는 고온의 내열성을 가지게 됨에 따라 테두리벽(12)을 인쇄회로기판에 밀착된 상태에서 SMT 장비에 의해 솔더링(Soldering) 가능하기 때문에 향상된 생산성과 저렴한 원가로 쉴드캔을 설치할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 테두리벽(12)은 실시 예에 따라 하단에 복수 개의 요부(15)와 돌부(16)를 형성하여 내측에 위치한 소자나 통신모듈의 높낮이에 맞춰 상기 쉴드캔(10)이 인쇄회로기판에 SMT 장비에 의해 솔더링(Soldering)될 수도 있는 것이다.

참고로 본 발명의 절연잉크는 절연제와 UV 잉크가 일정한 비율로 혼합된 것으로, 통상적으로 UV잉크는 광중합성 수지(올리고머 및 반응성 희석제),광중합 개 시제,안료, 보조제(점성 개량제,산화방지제,습윤조제,분산제), 중합 금지제, 증감제등 으로 구성되는데 통상 광중합성 수지는 올리고머와 반응성 희석제(모노머)로 구분할 수 있다.

이때 올리고머(Oligomer)는 중합반응을 일으키기 위한 것으로 저점도 액상의 것으로부터 고점도액상 또는 반고체상의 것도 있으며, 특히 상기 올리고머는 아크릴레이트 계열로 이루어져 IR건조시 증발되는 것이다. 대표적으로 에폭시 아크릴레이트 계열과, 폴리 에스테르 아크릴레이트 계열과, 우레탄 아크릴레이트 계열과, 폴리 부타디엔 아크릴레이트 계열과, 실리콘 아크릴레이트 계열과, 알킬 아크릴레이트 계열 등이 있다.

또한, 반응성 희석제(모노머)인 모노머는 잉크중의 올리고머(Oligomer)를 저점도화 해서 작업성을 향상시키기도 하고, 경화시 가교, 부가중합에 의하여 경화구조물의 일부가 되기도 하는 물질로써 잉크의 점도조정용 외, 경화성 접착성 등에 영향을 미친다. 보통 희석제라고 불리운다.

또한, 광중합 개시제(경화제) 또는 광 개시제는 자외선 광원으로부터 에너지를 흡수하여 polymerization 반응을 개시시키는 물질을 말한다.

이때 절연잉크는 다양한 비율로 이루어질 수 있지만, 바람직하게는 모노머에 절연제를 오차범위 내에서 20~30중량%의 비율로 혼합한 것이다. 이때의 절연제의 혼합비율은 절연잉크층이 형성된 상태에서의 쉴드 캔(10)의 절연성과 잉크가 쉴드 캔(10)의 커버면(11)의 내면에 부착되어지는 밀착력을 고려한 것이다.

즉, UV잉크의 혼합비율이 광 개시제와 모노머와 올리고모가 각각 1:2:2의 중량 비율로 혼합된 상태에서 상기 모노머를 100중량%를 기준으로 하여 최소 20중량%에서 최대 30중량%의 범위로 혼합되어지는 것이다.

만일 절연제가 20중량%이하로 혼합될 경우에는 쉴드 캔(10)이 요구되는 절연의 효과에 미치지 못하게 되고, 30%이상으로 혼합될 경우에 쉴드 캔(10)을 구성하는 커버면(11)의 내면에 절연잉크층(20)이 접착되는 부착력이 현저하게 저하되는 문제점이 발생되는 것이다.

따라서 절연제가 광 개시제와 모노머와 올리고모가 각각 1:2:2의 비율에서 모노머에 20중량%~30중량%의 범위로 혼합될 경우에 가장 우수한 부착력과 절연성을 갖게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 그 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 미치는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10:쉴드캔 11:커버면
12:테두리벽 13:격벽
14:통공된 구멍 15:요부
16:돌부 20:절연층

Claims (2)

1. 전자파를 차폐를 위하여 또는 충격에 대응하기 위하여 금속편을 프레스 타발 공법으로 일정한 면적을 갖는 커버면(11)을 형성하고, 상기 커버면(11)의 테두리를 하방향으로 절곡시켜 직립된 테두리벽(12)을 형성하고 있는 쉴드캔(10)에 있어서,
   상기 쉴드캔(10)은 고정지그 위에 커버면(11)의 내측이 보이게 안착시킨 상태에서, 상기 쉴드캔(10)이 고정지그와 이송장치에 의해 초음파 세정기로 이송되면 표면에 묻은 슬러지나 이물질 등을 제거하고,
   잉크젯 분사기로 커버면(11) 내측에 절연잉크를 분사하여 잉크젯방식으로 절연잉크층을 형성하고,
   상기 절연잉크층은 IR 가열기에 의해 150 ~ 250℃ 내외에서 40 ~ 70분간 가열한 열기로, 잉크 속에 함유된 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 성분들을 증발시킨 후,
   380 ~ 420nm 대역의 자외선 램프가 발산하는 빛과 상기 절연잉크층을 반응시켜 1초 내외에서 순간적으로 상기 절연잉크층이 경화되면서 형성된 절연층(20)을 쉴드캔의 커버면에 형성함으로써,
   상기 절연층(20)이 함유한 아크릴레이트(Acrylate) 계열 성분들이 제거되어 고온의 내열성을 가지면서, SMT 장비로 솔더링 가능하게 되어 향상된 생산성과 저렴한 원가로 설치되고,
   친 환경적이면서 이물질 유입으로 인한 불량을 최소화되는 한편, 오버플로우되는 일이 최소화되어 고품질의 절연층을 가지는 것을 특징으로 하는 쉴드캔.
2. 제1항에 있어서,
   상기 쉴드캔은 금속편을 프레스 타발 공법으로, 일정한 면적을 갖는 커버면(11)을 중심으로 테두리에 하방향으로 절곡된 테두리벽(12)을 형성할 때, 상기 테두리벽 하단에는 복수 개의 요부(15) 또는 돌부(16)를 형성하여, 커버면의 절연층이 SMT장비의 열기에 의해 손상되지 않게 상기 돌부가 인쇄회로기판에 밀착된 상태로 솔더링되게 하는 한편,
   상기 커버면의 내측에 형성된 절연잉크층은, 광 개시제, 모노머, 올리고머의 비율이 중량대비 1:2:2로 이루어진 절연잉크의 모노머 비율을 100중량%로 할 경우에 20~30중량%로 혼합한 상태에서, 10㎛∼20㎛ 두께로 형성된 것이고,
   상기 절연층은, IR 가열기에 의해 절연잉크층이 220℃의 열기로 60분 동안 건조되면서, 절연잉크 속에 함유된 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 올리고모를 모두 증발시킨 다음에, 자외선 램프가 발산하는 380 ~ 420nm 대역의 빛과 반응시켜 0.3 ~ 1.0초 내외에서 순간적으로 경화되면서 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 쉴드캔.

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