KR20030076470A - 전자제품의 보드내 플라스틱 캔을 이용한 이엠아이 및이에스디 차폐 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 셀룰라폰과 같은 전자제품의 보드(즉, PCB)상에 탑재된 전자부품들의 EMI 및 ESD 차폐 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 플래스틱 재질로 이루어지고 외표면에 금속박막이 형성되고 적어도 하나 이상의 차폐실이 형성되며 가장자리에 플랜지가 형성된 캔을 구비하고, 그 플랜지의 배면에 접착수단을 접착시켜, PCB상에 탑재된 다수의 부품들을 상기 캔에 의해 EMI, ESD 차폐를 시킬수 있도록 차폐영역의 가장자리에 상기 캔의 플랜지를 부착시켜 구성함을 특징으로 한다.

Description

전자제품의 보드내 플라스틱 캔을 이용한 이엠아이 및 이에스디 차폐 장치 및 그 제조방법{An apparutus and method for EMI and ESD shielding using plastic can in borad of electronic equipment}

본 발명은 전자파 차폐 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 셀룰라폰의 보드(PCB)와 같은 정밀 전자기기의 보드상에 설치되는 고집적 칩들을 차폐 캔을 부착하여 전자파로부터 보호하기 위한 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI) EDS 차폐 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다..

최근들어 전자부품들의 소형화 및 고집적화에 의해 고집적 소자들이 많이 사용되고 있는데, 그 내부 부품들로부터 EMI 현상이 발생되어 인접된 부품이나 장비 및 인체에 유해한 영향을 미치게 하므로 제품의 케이스등에 금속박막을 형성하여 전자파를 차단할 수 있도록 하고 있다.

이러한 전자파 차폐 방법으로는, 부품이 탑재되는 보드를 장착하는 케이스에 전자파 차폐용 금속박막을 형성하고, 그 차폐 범위에 해당되는 영역을 케이스에서 돌출 형성되는 리브에 의해 차폐영역의 측방향을 커버하도록 하고 있다.

그러나 금속박막을 형성하는 방법으로, 스프레이법, 습식도금법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등 다양한 방법이 시행되고 있는데, 특히 스프레이나 습식도금 방법은 제조단가가 비싸고, 폐수처리등의 공해문제와 고르게 코팅되지 못하는 문제점 등이 있었다.

이러한 금속박막 형성을 이용한 EMI 차폐 방법의 문제점을 줄이고자 전자파 차폐 부위에 금속 캔(캡 형태의전자파 차폐용 금속 부품)을 부착하는 방법이 사용되고 있다. 그런데 이러한 금속캔을 사용하는 경우 전자파 차폐 효율은 좋으나, 도전성 금속이다 보니 보드상에 부착하는 공정에서 다른 부품이나 연결 단자등과의 쇼트 문제등의 우려가 있으며, 솔더링시 열변형 문제, 캔이 찌그러졌을 경우 복원문제, 전자부품 보수의 경우 캔의 제거가 불편하고, 셀롤러폰 의 경우 캔의 제약성으로 인해 제품의 두께가 한계가 따르는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 금속캔의 문제와 경제성등을 개선하기 위하여 전자파 차폐용 캔을 점착제등을 이용해 부착시켜 전자파 차폐의 효율을 향상시키고, 생산공정, 유지보수, 제품의 경제성, 제품의 콤팩트 기능등을 만족시키도록 한 전자파 차폐 구조 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 EMI 및 ESD 차폐를 위한 캔의 구조도.

도 2는 본 발명에 의한 전자제품 보드의 캔을 이용한 EMI 및 ESD 차폐를 구조를 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 캔을 이용한 EMI 및 ESD 차폐를 구조를 보인 요부 단면도.

도 4은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 EMI 및 ESD 차폐 장치 제조공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : PCB 110 : 부품

120 : 접지패턴 200 : 캔

201 : 금속박막 202 : 플라스틱 박판

210 : 차폐실 220 : 플랜지

230 : 구멍 300 : 접착수단

310 : 도전성 수지액

본 발명의 목적은, 플래스틱 재질로 이루어지고 외표면에 EMI, ESD 차폐를 위한 금속박막이 형성되고 적어도 하나 이상의 차폐실 형성되며 가장자리에 플랜지가 형성된 캔을 구비하고, 그 플랜지의 배면에 접착수단을 도포 또는 부착하고, 그 접착수단에 의해 PCB상에 탑재된 다수의 부품들의 EMI, ESD를 차폐시킬 수 있도록 차폐영역의 가장자리에 상기 캔의 플랜지를 부착시켜 구성함을 특징으로 한다.

상기 접착수단은 전도성 재료가 포함되어 전기가 통할 수 있는 도전성 접착제 또는 점착제를 사용하거나, 양면 테이프 등을 사용할 수 있으며, 상기 PCB의 차폐영역 가장자리에 접지단과 연결된 도전 패턴을 형성하고, 그 위에 상기 접착수단을 이용해 부착시키고, 캔의 외표면 금속박막을 접지단과 연결함을 특징으로 한다

상기 캔을 부착시키기 위한 접착수단은, -35 ~ +85 온도범위안에서 접착성이 유지되는 양면 테이프, 점착제, 접착제 또는 도전성 접착제, 도전성 점착제 등을 사용하며, 상기 접착제 또는 점착제에 금속분말을 섞어 도전성을 띠게 하는데, 은, 동, 알루미늄의 고전도 서브 마이크론 크기의 분말을 이용해 점착제의 도전성 재료로 사용함을 특징으로 한다.

본 발명은 플라스틱 캔의 외표면에 금속박박을 형성하거나, 금속캔의 내표면에 플라스틱 박막을 형성하거나, 금속캔과 플라스틱캔을 압착하여 캔을 제조한 구성을 도두 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 EMI 및 ESD 차폐를 위한 캔의 구조도이고, 도 2는 본 발명에 의한 전자제품 보드의 캔을 이용한 EMI 및 ESD차폐를 구조를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, PCB(100) 상에서 소정의 부품(110)들을 내측에 수용하여 EMI 및 ESD로부터 차폐시키기 위한 적어도 하나 이상의 차폐실(210)과, 그 차폐실(210)의 전체 가장자리에 소정폭으로 형성되는 플랜지(220)와, 그 플랜지(220)에 적어도 하나 이상 형성되는 소정 직경의 구멍(230)들이 형성된 플라스틱 박판(201)과, 그 플라스틱 박판(202)의 외표면에 소정 두께로 형성된 EMI 및ESD차폐를 위한 금속박막(201)이 형성되어 캔(200)이 구성되며, 상기 플랜지(230)의 배면에 도전성 접착제 또는 도전성 점착제 또는 양면 테이프등의 접착수단(300)이 도포 또는 부착되고, 그 접착수단(300)이 상기 PCB(100)의 부품(110)들을 차폐하기 위한 차폐영역 가장자리 도전패턴에 접착되어 캔(200)의 차폐실(210) 내측에 수용되는 부품(110)들을 EMI 및 ESD로부터 차폐 시키도록 구성된다.

상기 접착수단(300)이 접착되는 PCB(100)의 차폐영역 가장자리 패턴에는 그 접착수단(300) 또는 상기 캔의 금속박막(201)과 전기적으로 연결되어 접지단과 연결된 접지패턴(120)이 형성되고, 그 접지패턴(120) 위에 상기 접착수단(300)이 접착되도록 구성된다.

상기 접착제 또는 점착제는 도전성 소재가 포함되어 전기적으로 도통되며, -35 ~ +85 온도에서 접착성을 유지되는 접착제 또는 점착제를 사용하는 것이 바람직하며, 도전성 소재로 사용되는 금속분말은 은, 동, 알루미늄의 고전도성 서브 마이크론 크기의 분말을 이용한다.

도 3은 본 발명에 의한 캔의 접지 구조의 예시도이다.

상기 접착수단으로서, 비도전성 양면 테이프나, 비도전성 접착제 또는 비도전성 점착제를 사용하는 경우에는 상기 플랜지(220)에 형성된 다수의 구멍(230)의 하부측 접착수단에도 구멍을 형성하고, 그 구멍을 통해서 상기 접지 패턴과 전기적으로 상기 금속박막(201)이 연결되도록 도전성 수지액(310)을 구멍에 주입하여 전기적으로 연결되게 구성한다. 도전성 수지액은 전도성 분말을 포함한 접착 또는 점착액을 (예를들면 Dotite) 사용한다.

이와 같은 본 발명은, 도 4에 도시된 바와 같은 공정을 수행하여 캔을 PCB(100)에 부착하여 부품(110)들을 차폐시킨다.

먼저 성형가능한 소재의 플라스틱을 이용해 적어도 하나 이상의 임의의 크기를 가지는 차폐실(210)과, 차폐실(210)이 내측에 포함되는 소정폭을 가지는 플랜지(220) 및 그 플랜지(220)에 다수의 구멍(230)들이 형성된 플라스틱 박판(202)을 성형하는 공정(S10)을 수행한다.

그 플라스틱 박판 성형 공정(S10)은, PE, PP, PC, PET, PEI(폴리에테르이미드) 등과 같은 플라스틱 박판(202)을 소정 형태 즉, 차폐하고자 하는 부품의 높이와 영역을 고려한 캡형태의 하나 이상의 차폐실(210)과, 그 가장자리에 형성된 플랜지(220) 및 그 플랜지(220)에 형성된 다수의 구멍(230)으로 구성하고, 그 플라스틱 박판(202)의 외표면에 금속박막(201)을 형성한다.

이어서 성형된 플라스틱 박판(202)의 외표면에 금속박막(201)을 코팅하는 공정(S20)을 수행한다. 플라스틱 박판(202)의 외표면에 진공증착(Sputtering Evaporating), 도전막 스프레이, 습식도금 등으로 대각선 양끝단의 저항이 10 이하가 되도록 도전성 금속박막(202)을 형성한다.

상기 금속박막은, 염수 5% 용액에 72시간, 산성(PH 4.6)용액에 3일을 견뎌야 하는 조건으로 플라스틱 캔의 금속박막을 형성해야한다. 이러한 조건을 위해서 금속박막의 재료로는 "SUS + Cu + Ag + Cu + SUS", 또는 Cr + Ag + Cr" 또는 "SUS + Ag + SUS", 또는 "Ti + Ni + Ag + Ni + Ti"중 어느 하나의 다층 박막으로 형성함이 바람직하다.

EMI, ESD 차폐막으로는 경제성과 제품 신뢰성을 고려하여 Ag를 사용함이 바람직하며, Cu 도 좋으나 염수와 산성에 견디지 못하는 단점이 있고, Ag는 플라스틱과 부착력이 떨어지는 현상이 나타나므로, 플라스틱의 접착력과 내산에 좋고 Ag과 접착력이 좋은 Ni을 실험한 결과 우수한 효과를 얻을 수 있었다. 따라서, 본 발명에서는 가장 바람직하게 "Ti + Ni + Ag + Ni + Ti"의 금속박막을 사용하는 것을 예로 한다.

이후, 상기 캔(200)의 플랜지(220) 배면에 도전성 접착제 또는 도전성 점착제(300)를 도포하는 공정(S30)을 수행한다. 도전성 접착제 또는 도전성 점착제(300)는 접착제 또는 점착제에 금속분말을 섞어 도전성을 띠도록 구성하되, 상기 접착제 또는 점착제는 -35 ~ +85 온도에서 접착성을 유지되는 접착제 또는 점착제를 사용한다. 도전성 소재로 사용되는 금속분말은 경제성과 전도성이 뛰어나야 하므로 은, 동, 알루미늄의 고전도성 서브 마이크론 크기의 분말을 이용한다.

그리고, 상기 도전성 접착제 또는 점착제(300)가 플랜지(220)의 배면에 도포된 캔(200)을 PCB(100)의 차폐영역 상부에서 덮어서 부착시키는 공정(S40)을 수행한다. 이는 PCB(100)의 차폐영역 가장자리를 이루는 부분에 적어도 하나 하나 이상 소정 면적의 접지 패턴(120)을 형성하고, 그 접지패턴(120)의 상면에 상기 도전성 접착제 또는 점착제(300)가 접착되어 전기적으로 도통되도록 구성한다.

한편, 상기 도전성 접착제나 점착제를 사용하지 않고, 비도전성 접착수단이나, 양면테이프 등을 이용해 부착시키는 경우는 도 4와 같이 플랜지에 형성된 구멍에 대응해서 접착수단에도 구멍을 더 크게 형성하고, 상기 플랜지의 위에서 구멍을통해 도전성 수지액(310)을 주입하여 솔더링 하는 것과 같이, 금속박막과 접지패턴을 전기적으로 연결시켜 구성한다.

그리고, 상기 실시예에서는 플라스틱 박판에 금속박막을 도포하여 차폐막을 형성하는 것을 예로 하였으나, 먼저, 금속 차폐 캔을 형성하고, 플라스틱 박판을 상기 금속 캔과 일체로 성형하여 외표면에 금속박막이, 내면에 플라스틱 박판에 압착 형성된 캔을 제작할 수도 있고, 금속캔과 플라스틱캔을 각각 제작하여 금속캔의 내측에 플래스틱 캔을 압착시켜 일체형으로 구성할 수도 있다.

이와 같은 상태에서 도면에는 도시되지 않았지만 전자제품의 케이스에 상기 차폐영역의 가장자리 패턴에 따라 차폐영역을 구획하여 분리시켜주는 리브들이 형성되어 상기 플라스틱 캔(200)의 플랜지(220)를 눌러주므로 안정적으로 부착 상태를 유지하게 된다. 여기서 리브는 통상의 전자제품 PCB부품의 차폐를 위한 구조에서 그 차폐영역을 구획하여 분리 시키기 위해 설계되어 형성되는 구조로서 본 발명에서도 케이스에 차폐영역 분할룡 리브가 구성된 케이스를 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 이와같이 구성되는 본 발명에 의하면, PCB(100)의 상면에 탑재되는 부품들(110)을 상기 플라스틱 캔(200)이 덮어서 차폐실(220)내에 부품들이 차폐된다. 그러므로 전자부품(110)에서 발생되는 전자파가 금속코팅층인 금속박막(202)에 축적되어 도전성 접착제 또는 도전성 수지용액 또는 도전성 점착제(300)를 따라 PCB(100)의 접지 패턴(120)을 통해서 소멸시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 캔의 안쪽면은 플라스틱 재료로 구성되어 있으므로 부착공정이나 다른공정에서 내부 부품들과의 쇼트 문제를 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 내면이 플라스틱 재질인 캔을 사용하므로 부착공정이나 사용중에도 다른 부품과의 쇼트 위험이 없으며, 플라스틱 재질이기 때문에 성형이 쉽고, 양면 테이프나 접착제 또는 점착제를 사용한 접착 방식이므로 종래의 솔더링에 따른 열변형 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. PCB(100) 상에서 소정의 부품(110)들을 내측에 수용하여 EMI 및 ESD로부터 차폐시키기 위한 적어도 하나 이상의 차폐실(210)과, 그 차폐실(210)의 가장자리에 소정폭으로 형성되는 플랜지(220)와, 그 플랜지(220)에 형성된 적어도 하나 이상의 구멍(230)이 형성된 플라스틱 박판(201)과,

   그 플라스틱 박판(201)의 외표면 및 상기 구멍(230)의 내주면에 소정 두께로 형성된 EMI 및 ESD차폐를 위한 금속박막(202)과,

   상기 플랜지(230)의 배면을 상기 PCB(100)의 부품(110)들을 차폐하기 위한 차폐영역의 가장자리에 접착시키는 접착 수단과,

   상기 금속박막과 상기 PCB의 접지팬턴을 전기적으로 연결시키는 접지수단으로 이루어져,

   상기 접착수단을 이용해 PCB의 접지패턴 상면에 상기 플랜지의 배면을 접착시켜 차폐실(210) 내측에 수용되는 부품(110)들을 EMI 및 ESD로부터 차폐 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI) 및 이에스디(ESD) 차폐 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착수단은,

   -35 ~ +85 온도에서 접착성을 유지되는 접착제 또는 점착제에 은, 동 또는 알루미늄 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 서브 마이크론 크기의 분말을 섞어서 도포하여 도전성을 가지도록 구성된 도전성 점착제 또는 도전성 접착제 중 어느 하나이고,

   상기 접지수단은,

   PCB(100)의 차폐영역 가장자리 패턴에는 접지단과 연결된 접지패턴(120)이 형성되어 상기 도전성 접착제 또는 점착제에 의해 상기 금속박막과 상기 접지패턴이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD) 차폐 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 접착수단은

   상기 플랜지에 형성된 구멍에 대응되는 부위에 적어도 플랜지의 구멍보다 더 큰 크기의 구멍이 형성되어 플랜지의 배면에 부착되는 양면 테이프이고,

   상기 접지수단은,

   PCB(100)의 차폐영역 가장자리 패턴에는 접지단과 연결된 접지패턴(120)이 형성되고,

   상기 플랜지 구멍의 상부에서 도전성 수지액(Dotite)이 주입되어 상기 금속박막과 상기 도전패턴이 전기적으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI) 이에스디(EDS) 차폐 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 금속박막은,

   금속박막은 "SUS + Cu + Ag + Cu + SUS", 또는 "Cr + Ag + Cr", 또는 "Ni +Ag + Ni", 또는 "SUS + Ag + SUS", 또는 "Ti + Ni + Ag + Ni + Ti"중 어느 하나의 다층 박막으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(EDS) 차폐 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 플라스틱박판은 PC 또는 PET, PE, PP, PEI(폴리 에테르 이미드) 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD) 차폐 장치.
6. 성형 가능한 소재의 플라스틱을 이용해 적어도 하나 이상의 임의의 크기를 가지는 차폐실(210)과, 차폐실(210)이 내측에 포함되는 소정폭을 가지는 플랜지(220) 및 그 플랜지(220)에 다수의 구멍(230)들이 형성되고, 내표면이 비도전성 플라스틱 재질로 이루어지고 외표면된 도전성 금속재질로 이루어진 캔(200)을 성형하는 공정과;

   상기 캔(200)의 플랜지(220) 배면에 접착수단을 접착하는 공정과;

   PCB의 상면중 상기 캔의 플랜지와 대응되는 차폐영역 가장자리 패턴에 접지단과 연결된 소정 면적의 적어도 하나이상의 접지패턴을 형성하고, 상기 접착수단에 의해 상기 캔을 부착하는 공정과;

   도전성 수지액을 상기 구멍에 주입하여 상기 캔의 금속박막과 상기 PCB상의 접지패턴을 전기적으로 도통하도록 접속시키는 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD)차폐 장치의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 캔은,

   금속재질로 차폐실과 플랜지 및 플랜지의 구멍이 형성된 금속캔을 성형하는 단계와;

   그 금속캔과 동일한 구조로 차폐실과 플랜지 및 플랜지의 구멍이 형성된 플라스틱 캔을 형성하는 단계와;

   상기 금속캔의 내측에 상기 플래스틱 캔을 밀착 삽입시켜 일체형으로 구성하는 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD)차폐 장치의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 캔은,

   금속재질로 차폐실과 플랜지 및 플랜지의 구멍이 형성된 금속캔을 성형하는 단계와;

   그 금속캔과 내표면에 소정 두께의 플래스틱 박판을 일체형으로 형성하는 단계를 수행하여 캔을 제조하는 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD)차폐 장치의 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 접착수단은,

   -35 ~ +85 온도에서 접착성을 유지되는 양면 테이프, 접착제, 또는 점착제 중 어느 하나이고, 상기 플랜지의 구멍 하부에 부착되는 상기 접착수단에 적어도 상기 플랜지 구멍보다 큰 구멍을 형성되어 상기 도전성 수지액에 의해 상기 금속박막과 PCB의 접지패턴이 전기적으로 연결되도록 제조되는 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD)차폐 장치의 제조방법.