KR20050073407A

KR20050073407A - 전자파 차폐 케이스 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20050073407A
Application number: KR1020050001461A
Authority: KR
Inventors: 무라마츠나오쿠니; 아키히사 이노우에; 장따오; 기무라히사미치
Original assignee: 니뽄 가이시 가부시키가이샤; 아키히사 이노우에
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2005-07-13
Also published as: DE602005005366T2; CN100566531C; JP2005197510A; JP4299152B2; DE602005005366D1; EP1553814A1; KR100648162B1; EP1553814B1; CN1658747A; US20050162842A1; US7626832B2

Abstract

본 발명은 접지 점유 면적을 줄이면서 종래에 없는 큰 탄성 스프링 변위를 얻을 수 있는 초탄성 플랜지를 차폐 케이스의 주위에 일체로 형성하는 것을 목적으로 한다.

회로 기판(1)상의 전자 부품(6)을 덮도록 설치되고, 기판(1)상의 접지 도통 부분(3)에 차폐 케이스(2)와 일체를 이루는 플랜지(7)가 탄성적으로 변형하여 접지함으로써 차폐 케이스(2)밖으로의 전자파 누설을 방지하는 전자파 차폐 케이스(2)로서, 플랜지(7)가 금속 유리를 이용하여 차폐 케이스(2)와 일체로 제작되어 있다. 금속 유리를 이용하여 제작함으로써, 소성 변형과는 다른 원자 단위의 점성 유동에 의한 변형을 이용할 수 있고, 이에 따라 스프링 백이 없는 치수 정밀도가 높은 플랜지(7)의 성형을 달성할 수 있다.

Description

전자파 차폐 케이스 및 그 제조 방법{ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELD CASE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

휴대 전화기나 컴퓨터 등에 사용되는 회로 기판(프린트 기판) 위의 전자 부품을 덮도록 설치되는 전자파 차폐 케이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

회로 기판상에 있어서, 발진 회로 등의 전자파를 발생시키는 부품이 존재하는 경우에 전자파에 의해 다른 회로 소자에 대한 영향, 구체적으로는 복사 노이즈의 발생을 방지하는 것을 목적으로, 전자 부품을 도체인 금속을 소재로 하고 있는 전자파 차폐 케이스로 포위하고, 또한 발생하는 전자파가 외부로 전파되지 않도록 실드(차폐)하는 것이 종래 기술로서 채용되어 있다.

이러한 전자파 차폐 케이스를 회로 기판에 설치하는 경우에는, 도 17과 같이 회로 기판(1)에 차폐 케이스(2)의 하단 가장자리에 대응하는 영역 및 상기 영역 주위에 있어서, 금속제의 그라운드선(3; 접지 도통 부분)을 형성하고, 그 그라운드선(3)과 차폐 케이스(2)의 하단의 일부 또는 전부 사이에 있어서, 땜납 접합(4)을 행하고 있다.

그러나, 이 땜납 접합법은 이하에 나타내는 과제를 갖고 있는 것이 알려져 있다.

즉, 땜납 접합법은 하기 a 내지 e 등의 과제를 갖고 있다.

a. 납땜시의 가열에 기초한 프린트 기판이나 전자 부품으로의 악영향(변형 또는 부분적인 파손).

b. 사용 연한이 지난 회로 기판(1)에 있어서, 차폐 케이스(2)를 재자원으로 이용하는 경우에 금속 케이스(2)로부터 땜납을 제거해야만 한다고 하는 작업장의 비효율성.

c. 납땜 전후에 있어서의 세정 등의 처리를 행함에 따른 번잡성.

d. 납땜 작업의 단계에 있어서의 플럭스 및 땜납 자체의 비산이나, 비산에 따른 회로 소자로의 부착.

e. 차폐 케이스(2) 내의 전자 부품을 교환하는 경우에 있어서, 땜납에 의한 접착을 파괴해야만 하는 것에 따른 작업의 번잡함.

그래서 종래, 상기 과제를 해결하기 위해 여러 가지 기술이 시도되고 있다.

종래 기술 1은 상기 과제 e를 해결하기 위한 것으로, 도 18에 도시한 바와 같이, 납땜(4)으로 트러스형의 프레임(5)을 그라운드선(3)에 접합시키고, 이 프레임(5)과 착탈 가능한 상부 덮개(6)를 결합시키는 소위 2피스(piece) 타입의 차폐 케이스(2)를 채용하는 것이다.

또한, 종래 기술 2는 상기 과제 a∼e를 해결하기 위해서 본 발명자들에 의해 개발된 것으로, 납땜을 행하는 일 없이 차폐 케이스와 일체 형성한 굽힘 탄성을 갖는 앵커 핀이 기판에 마련한 관통 구멍과 탄성적으로 접합하는 차폐 케이스의 설치 구조를 채용하는 것이다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

더욱이, 종래 기술 3은 상기 과제 a∼e를 해결하기 위해서 본 발명자들에 의해 개발된 것으로, 납땜을 행하는 일 없이 차폐 케이스의 배면측에 일체 형성한 굽힘 탄성을 갖는 로크 핀이 회로 기판을 덮는 케이스에 탄성적으로 결합되며, 그라운드선에는 차폐 케이스의 하단 가장자리의 일부가 전기적으로 접하는 차폐 케이스의 설치 구조를 채용하는 것이다(예컨대, 특허문헌 2 참조).

게다가, 종래에는 본 발명자들에 의해 개발된 큰 비정질 형성능과 강도·인성(靭性)이 우수한 Zr계 비정질 합금(금속 유리)이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-179378호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-179379호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허 공개 제2000-129378호 공보

[특허문헌 4] 일본 특허 공개 제2000-178700호 공보

그러나, 종래 기술 1은 높이가 높아지는 경향이 있고, 회로 기판(1)상의 구성의 박형화를 저해하며, 나아가서는 제조 비용의 앙등을 초래한다고 하는 과제를 갖고 있다.

또한, 종래 기술 2는 급속히 소형화가 진행하는 휴대 전화나 컴퓨터 등에서는, 전자 부품 설치에 의한 스페이스의 제약을 받거나, 양면 실장 기판의 보급에 의해 기판 이면측에도 전자 부품이 탑재되는 등에 의해 이미 회로 기판에 필요 충분한 수의 관통 구멍을 마련하는 것조차 허용되지 않게 된다고 하는 새로운 과제가 생겨나고 있다.

더욱이, 종래 기술 3은 회로 기판에 관통 구멍을 마련할 필요는 없지만, 신뢰성 있는 전기 접속을 실현하기 위해서는 다음과 같은 새로운 과제를 갖고 있다.

즉, 종래 기술 3은 보다 박형화하는 케이스나 프린트 기판의 굴곡을 흡수하고, 신뢰성 있는 전기 접속을 실현하기 위해서는 그라운드선과 접지하기 위한 탄성 스프링 변위를 보다 크게 얻을 필요가 있는 것 및 무선통신 등에 이용되는 주파수 대역이 점점 더 고주파화(단파장화)되고 있기 때문에, 접지 간격을 보다 조밀하게 취하지 않으면 안되는 것의 2가지 요건을 만족시키기 위해서는 탄성 스프링의 접지에 필요한 스페이스의 제약을 받으면서, 그라운드선과의 접지를 매우 조밀하게 하여, 차폐 케이스와 일체로 형성하게 되고, 종래의 금속을 프레스 펀칭한 후에 굽힘 성형하는 소위 판금 가공 방법에서는, 설계에 무리가 생긴다고 하는 새로운 과제가 생겨나고 있다.

즉, 프레스 펀칭과 굽힘 성형에 의한 차폐 케이스의 양산 가공성과, 고접지 밀도·접지 점유 면적 절약 또한 큰 탄성 스프링 변위를 부여하는 차폐 케이스의 설계의 양립은 매우 곤란하게 되었다.

또한, 차폐 케이스를 제작하기 위해서는 종래의 결정 금속 재료를 소성 변형에 의한 굽힘 성형 또는 딥 드로잉 성형하는 방법에서는, 탄성 플랜지의 돌출 폭과 굽힘 반경을 작게 유지하면서 충분한 탄성 변위를 얻는 설계에는 한계가 있다.

그래서, 본 발명자들은 여러 가지로 검토한 결과, 상기 금속 유리를 이용하여 소성 변형과는 다른 원자 단위의 점성 유동에 의한 변형을 이용함으로써, 스프링 백이 없고 치수 정밀도가 높은 플랜지 성형을 달성할 수 있다는 지견을 얻어, 이 지견에 입각하여 본 발명을 완성한 것이다.

본 발명은 종래의 과제 a∼e를 해결할 뿐만 아니라, 종래 기술 1∼3의 새로운 과제를 해결하기 위해서 관통 구멍이 필요하지 않고, 접지 점유 면적을 줄이면서 종래에 없는 큰 탄성 스프링 변위를 얻을 수 있는 초탄성 플랜지를 차폐 케이스의 주위에 일체로 형성하여 이루어지는 전자파 차폐 케이스 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1의 발명은 회로 기판상의 전자 부품을 덮도록 설치되고, 기판상의 접지 도통 부분에 차폐 케이스와 일체를 이루는 플랜지가 탄성적으로 변형하여 접지함으로써 차폐 케이스 밖으로의 전자파 누설을 방지하는 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지는 파괴 강도/탄성 정수가 0.01 이상인 금속을 이용하여 상기 차폐 케이스와 일체로 제작되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서 파괴 강도란, 기계 강도 시험에서의 항복 응력 혹은 탄성 한계가 되는 응력으로 정의하는 파괴 강도이며, 탄성 정수란 탄성 한계 내의 응력과 변형 사이의 비례 정수로 정의되는 탄성 정수이다.

이 때문에 청구항 1의 전자파 차폐 케이스는 파괴 강도/탄성 정수가 0.01 이상이 되는 금속을 이용하여 제작함으로써, 소성 변형과는 다른 원자 단위의 점성 유동에 의한 변형을 이용할 수 있고, 이에 따라 스프링 백이 없고 치수 정밀도가 높은 플랜지 성형을 달성할 수 있다.

또한, 청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재한 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지는 1 ㎜ 이하의 돌출 폭을 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 2의 발명에서는, 서로 인접한 2개의 차폐 케이스의 간격을 최대 2 ㎜까지 좁힐 수 있다.

또한, 청구항 3의 발명은 청구항 1 또는 2에 기재한 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지에 적어도 1개의 노치가 폭 방향으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 3의 발명에서는, 플랜지의 스프링 정수를 노치의 갯수로 제어할 수 있다.

또한, 청구항 4의 발명은 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재한 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지는 비직선형의 외주 가장자리부를 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 4의 발명에서는 플랜지의 외주 가장자리부를 비직선형으로 함으로써 둘레 길이가 길어지고, 이것에 의해 접지 도통 부분(그라운드선)과의 마찰력을 크게 하여 플랜지의 사이드 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 5의 발명은 회로 기판상의 전자 부품을 덮도록 설치되고, 기판상의 접지 도통 부분에 차폐 케이스와 일체를 이루는 플랜지가 탄성적으로 변형하여 접지함으로써 차폐 케이스 밖으로의 전자파 누설을 방지하는 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지는 금속 유리를 이용하여 상기 차폐 케이스와 일체로 제작되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 5의 전자파 차폐 케이스는 금속 유리를 이용하여 제작함으로써, 소성 변형과는 다른 원자 단위의 점성 유동에 의한 변형을 이용할 수 있고, 이에 따라 스프링 백이 없는 치수 정밀도가 높은 플랜지 성형을 달성할 수 있다.

또한, 청구항 6의 발명은 청구항 5에 기재한 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지는 1 ㎜ 이하의 돌출 폭을 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 6의 발명에서는, 서로 인접한 2개의 차폐 케이스의 간격을 최대 2 ㎜까지 좁힐 수 있다.

또한, 청구항 7의 발명은 청구항 5 또는 6에 기재한 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지에 적어도 1개의 노치가 폭 방향으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 7의 발명에서는 플랜지의 스프링 정수를 노치의 갯수로 제어할 수 있다.

또한, 청구항 8의 발명은 청구항 5 내지 7 중 어느 하나에 기재한 전자파 차폐 케이스로서, 상기 플랜지는 비직선형의 외주 가장자리부를 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 8의 발명에서는 플랜지의 외주 가장자리부를 비직선형으로 함으로써 둘레 길이가 길어지고, 이것에 의해 접지 도통 부분(그라운드선)과의 마찰력을 크게 하여 플랜지의 사이드 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 9의 발명은 청구항 5 내지 8 중 어느 하나에 기재한 전자파 차폐 케이스의 제조 방법으로서, 상기 전자파 차폐 케이스는 상기 금속 유리의 과냉 액체 온도 영역에 있어서의 가압 성형에 의해 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 10의 발명은 청구항 5 내지 8 중 어느 하나에 기재한 전자파 차폐 케이스의 제조 방법으로서, 상기 전자파 차폐 케이스는 상기 금속 유리의 유리 전이 온도와 결정화 온도 사이의 온도 영역에서 온간 프레스함으로써 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 11의 발명은 청구항 9 또는 10에 기재한 전자파 차폐 케이스의 제조 방법으로서, 상기 금속 유리는 지르코늄기를 포함하는 비정질 합금인 것을 특징으로 한다.

이 때문에 청구항 9, 10 혹은 11의 전자파 차폐 케이스의 제조 방법에서는, 단롤법에 의한 박재(箔材)를 딥 드로잉 성형하는 방법으로 한정하지 않고, 금형 주조법이나 고압 사출 성형법으로 대표되는 여러 가지 성형 방법을 선택할 수 있으며, 이에 따라 차폐 케이스는 상자형으로 한정되지 않고, 돔 형상의 것이나, 비대칭의 형상을 포함하는 기타 형상의 것 혹은 비직선형의 외주 가장자리부를 갖는 플랜지를 구비한 것 등을 용이하게 성형 가능하다.

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 또, 도 17 및 도 18에 도시한 구성 요소와 동일한 것은 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 간략하게 하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예로서의 전자파 차폐 케이스(2)를 도시한다. 이 차폐 케이스(2)는 회로 기판(1)상의 전자 부품(6)을 덮도록 설치되고, 기판(1)상의 그라운드선(접지 도통 부분; 3)에 차폐 케이스(2)와 일체를 이루는 플랜지(7)가 탄성적으로 변형하여 접지함으로써 차폐 케이스(2) 밖으로의 전자파 누설을 방지하도록 구성되어 있다.

이 때 플랜지(7)는 파괴 강도/탄성 정수가 0.01 이상이 되는 금속을 이용하여 차폐 케이스(2)와 일체로 제작되어 있다.

구체적으로는, 차폐 케이스(2)는 얇은 금속박으로 형성되어 있고, 소폭(小幅)의 띠 형상의 일체 플랜지(7)가 그 개구단의 전 둘레에 걸쳐 형성되어 있으며, 전자기기의 케이스(8) 내부에 수납된 회로 기판(1)상의 그라운드선(3) 위에 놓여 있다. 차폐 케이스(2)는 예컨대 55Zr-30Cu-5Ni-10Al 합금(숫자는 원자 비율)으로 제작될 수 있지만, 반드시 이것에 한정되지 않고, 파괴 강도(σf)/탄성 정수(E)의 비가 0.01 이상인 금속이면 좋다.

여기서 파괴 강도(σf)란, 기계 강도 시험에서의 항복 응력 혹은 탄성 한계가 되는 응력으로 정의하는 파괴 강도를 말하며, 탄성 정수(E)란, 탄성 한계 내의 응력과 변형 사이의 비례 정수로 정의되는 영율을 말한다.

차폐 케이스(2)는 미리 각도를 마련해 둔 플랜지(7)의 탄성에 의해 부상하고 있다(도 2 참조). 이 상태에서는, 기판(1)의 굴곡 등에 의해 그라운드선(3)과 플랜지(7)가 전기 접속하지 않는 부위가 존재할 수 있다.

도 3은 회로 기판(1)상에 배치된 차폐 케이스(2) 위에서부터 추가로 케이스(9)를 씌운 경우를 나타내고 있고, 전자기기는 통상 이 상태로 사용된다. 케이스(8, 9)의 일부에서 가압된 차폐 케이스(2)는 플랜지(7)의 탄성 변형에 의해 플랜지(7) 주위를 그라운드선(3)에 접지시킬 수 있다. 차폐 케이스(2)는 케이스(9)의 내면에 마련된 볼록부(9a)에 의해 그 천정부가 가압되어 있다.

도 4는 이 때의 플랜지(7)의 작동을 설명한다. 도 4a는 케이스(9)로 가압하기 전의 회로 기판(1)상에 배치된 차폐 케이스(2)를 나타내고, 플랜지(7)는 그 선단을 그라운드선(3)에 접촉시키는 동시에, 그것이 붙어 있는 부분을 변위(d)만큼 그라운드선(3)으로부터 격리시킨 상태로 되어 있다. 도 4b는 케이스(9)로 가압된 차폐 케이스(2)를 나타내고, 플랜지(7)는 그 선단으로부터 그것이 붙어 있는 부분까지의 전체를 그라운드선(3)에 접촉시킨 상태로 되어 있다. 도 4c는 케이스(9)를 분리하여 차폐 케이스(2)에 대한 가압을 해제한 상태를 나타내고, 플랜지(7)는 도 4a의 상태로 복원된다. 이와 같이 플랜지(7)는 초탄성을 갖기 때문에, 파괴되거나 영구 변형되는 일 없이 용이하게 케이스(8, 9)를 착탈할 수 있다.

또한, 차폐 케이스(2)는 상기 작동을 발휘하기 위해서, 파괴 강도(σf)/탄성 정수(E)의 비가 0.01 이상이 되는 금속을 이용하여 제작된다.

즉, 스테인레스, 티탄, 혹은 알루미늄 합금 등의 구조용 금속 재료의 대부분은 도 5에 도시한 바와 같이, 파괴 강도(σf)와 탄성 정수(E)와의 차트 상에서 본 경우, σf/E＜0.01의 범위에서 점재한다. 이들 재료를 선택하여 당업자가 상식적으로 이용하고 있는 두께가 0.1 ㎜에서 0.3 ㎜ 정도인 차폐 케이스(2)를 성형하는 경우, 폭이 1 ㎜인 플랜지(7)를 굽힘 가공할 때에 굽힘 R부에 크랙이 생기는 것을 알 수 있다. 물론 블록 소재로부터 절삭하여 차폐 케이스(2)를 제작할 수도 있지만, 비효율적이다.

이것에 대하여 본 발명의 금속은 σf/E＞0.01의 범위(도 5 중, 사선을 붙여 도시함)로 점재하고 있고, 이 금속을 이용하여 차폐 케이스(2)를 제작함으로써, 소성 변형과는 다른 원자 단위의 점성 유동에 의한 변형을 이용할 수 있으며, 이에 따라 굽힘 R부에 크랙이 생기지 않으면서 스프링 백이 없고 치수 정밀도가 높은 플랜지(7)를 성형할 수 있다. 본 발명의 금속을 예시하면, Ni-Nb-Zr-Ti 합금, Cu-Zr-Ti-Be 합금, Cu-Zr-Ti 합금, Zr-Cu-Ni-Al 합금(금속 유리), Mg 유리 혹은 β-Ti 합금 등이다.

또한, 스프링 정수가 작은 금속 재료쪽이 미소한 돌출을 갖는 예각의 플랜지(7)를 성형하는 데 유리하다. 그래서 다음에 스프링 특성의 관점에서, 본 발명에 적용되는 금속의 한정 이유를 설명한다.

도 6은 금속 재료의 탄성 변형 곡선(응력-변형 곡선)을 나타내고 있고, 앞서 나타낸 대부분의 구조용 금속 재료(스테인레스, 티탄, 인청동 혹은 알루미늄 합금)는 약간의 탄성 변형(탄성 변형 ε이란 외력을 가하여 발생하는 탄성 변위 ΔS를 원래의 길이 S로 나눈 양의 자연 대수를 취한 것; ε＝Ln{ΔS/S}) 밖에 얻어지지 않고 영구 변형되어 버린다. 도 6 중, ○표는 탄성 한계점을 나타낸다.

이것에 대하여 본 발명의 금속은 σf/E＞0.01의 범위, 즉 σf/E＝0.01에 해당하는 σ-ε선 이하의 범위(도 6 중, 사선을 붙여 도시함)로 점재하고 있고, 이 금속에 따르면, 상기한 구조용 금속 재료보다도 충분히 큰 탄성 변형을 발휘할 수 있다.

따라서, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기한 구조용 금속 재료를 이용하여 두께 0.1 ㎜에서 0.3 ㎜의 차폐 케이스(20; 비교예)를 제작하고, 그 개구부의 주연부에 1 ㎜로 돌출한 바늘형 탄성 스프링(21)을 도 7a에 도시한 바와 같이 방사상으로 형성하면, 약간의 용수철 변위 밖에 얻어지지 않거나 혹은 용수철 변위가 얻어지기 전에 영구 변형되어 버린다. 한편, 도 7b에 도시한 바와 같이, 차폐 케이스(30; 비교예)를 제작하고, 바늘형 탄성 스프링(21)을 대체하여 충분히 긴 L자 형상 탄성 스프링(31)을 형성하면 상기한 구조용 금속 재료라도 영구 변형하지 않고 충분한 변위를 얻을 수 있지만, 이 경우에는 전술한 종래 기술 2의 새로운 과제인 고접지 밀도화를 해결할 수는 없다.

이것에 대하여 차폐 케이스(2)는 σf/E≥0.01을 만족하는 금속이나 금속 유리로 제작되는 것이기 때문에 두께가 0.1∼0.3 ㎜ 정도이고, 돌출 폭이 1 ㎜ 이내인 초탄성을 갖는 띠 형상의 플랜지(7)를 용이하게 제작할 수 있다.

또한 바람직하게는, 차폐 케이스(2)는 플랜지(7)가 1 ㎜ 이하의 돌출 폭을 지니도록 형성된다.

차폐 케이스(2)는 도 8에 도시한 바와 같이, 기판(1)상의 기능 영역마다 복수의 차폐 케이스(2, 2, ···)가 인접하여 설치되는 경우도 많다. 이 경우, 종래 기술에 있어서 땜납 접합에 필요한 접합 값은 폭 1 ㎜가 이미 달성되어 있고, 서로 인접한 2개의 차폐 케이스(2, 2)의 간격(t)은 2 ㎜까지 좁혀지고 있다. 이 때, 플랜지(7)의 돌출 폭은 기판(1)상의 스페이스 제약을 고려하면 2 ㎜ 이상으로 허용되는 일은 없고, 1 ㎜ 이하가 아니면 장점이 없다.

차폐 케이스(2)는 σf/E≥0.01을 만족하는 금속 또는 금속 유리로 제작함으로써, 돌출 폭 1 ㎜ 이하의 플랜지(7)를 갖는 것으로서 충분히 설계 제작할 수 있다.

또한 바람직하게는, 도 9에 도시한 바와 같이, 플랜지(7)에 적어도 1개의 노치(10)가 폭 방향으로 마련된다.

이 구성에서는, 플랜지(7)의 스프링 정수를 노치(10)의 갯수로 제어할 수 있고, 이에 따라 그라운드선(3)과의 접지를 보다 완전한 것으로 할 수 있는 동시에, 회로 기판(1) 및 차폐 케이스(2)를 수용하는 케이스(8, 9)의 착탈 용이화도 도모할 수 있다.

또한 바람직하게는, 도 10에 도시한 바와 같이, 플랜지(7)가 비직선형의 외주 가장자리부(11)를 가지며 형성된다. 이 때의 외주 가장자리부(11)는 도시한 예의 단순한 비선형에 한정되지 않고, 기하학적인 모양이어도 좋고, 나아가서는 그라운드선(3)과 접하는 플랜지(7)의 둘레 길이가 길어지는 입체 구조를 형성하여도 좋다.

이 구성에서는, 플랜지(7)의 외주 가장자리부(11)를 비직선형으로 함으로써 둘레 길이가 길어지고, 이것에 의해 그라운드선(3)과의 마찰력이 커지며, 나아가서는 플랜지(7)의 사이드 슬립을 방지할 수 있다. 이에 따라 차폐 케이스(2)의 위치 결정을 달성할 수 있다.

더욱이, 도 11 내지 도 14에 차폐 케이스(2)의 변형예를 나타낸다. 이들 차폐 케이스(2) 중 어느 하나가 본 발명에 속하는 것은 물론이다.

도 11의 차폐 케이스(2)는 전체가 비대칭 형상을 하고 있지만, σf/E≥0.01을 만족하는 금속 또는 금속 유리를 이용함으로써 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 추가로 상자형이 아니더라도 돔형 혹은 그 밖의 형상이어도 제작할 수 있는 것은 물론이다.

도 12의 차폐 케이스(2)는 플랜지(7)에 있어서 외측으로 돌출 형성한 장착편(12)에 기판(1)과의 위치 결정용 구멍(13)을 마련한 예이다. 차폐 케이스(2)는 위치 결정용 구멍(13)을 통해 기판(1)에 나사 고정되거나, 기판(1) 혹은 케이스[8; 혹은 케이스(9)]측에 마련한 보스(도시하지 않음)를 삽입하여 위치 결정할 수도 있다.

도 13의 차폐 케이스(2)는 천정면에 점착 테이프(14)를 붙여 케이스(9)에 고정함으로써 위치 결정되는 것이다.

도 14의 차폐 케이스(2)는 그 천정면에 미소한 요철 모양(15)을 다수 형성함으로써 표면적을 크게 한 예로서, 차폐 케이스(2)로 덮인 파워 앰프 등의 전자 부품(6)으로부터의 발열을 효율적으로 방열하는 역할도 겸비하고 있다.

또한, 도 15는 차폐 케이스(2)의 위치 결정 수단의 별도의 예를 나타낸다. 이 때의 위치 결정 수단은 케이스(9)측에 마련한 차폐 케이스(2)의 천정 부분의 면적분의 오목부(16)로 구성되어 있다. 차폐 케이스(2)는 그 천정 부분이 오목부(16)에 끼워 넣어진 상태로 케이스(8, 9)에 의해 가압된다.

다음에 전자파 차폐 케이스의 제조 방법에 대해서 설명한다.

이 제조 방법은 전자파 차폐 케이스를 금속 유리의 과냉 액체 온도 영역에 서 가압 성형하여 제작하는 것이다.

바꾸어 말하면, 이 제조 방법은 전자파 차폐 케이스를 금속 유리의 유리 전이 온도와 결정화 온도 사이의 온도 영역에서 온간 프레스함으로써 제작할 수도 있다.

또한, 이 때의 금속 유리는 지르코늄기를 포함하는 비정질 합금이다.

구체적으로는, 단롤법 등에 의해 얻어진 두께 0.1 ㎜의 55Zr-30Cu-5Ni-10Al(숫자는 원자 비율) 금속 유리의 박재를, 비정질 구조를 유지할 수 있는 과냉 액체 온도 영역에 있어서, 게다가 비정질 구조가 없어지는 상한 온도가 되는 결정화 온도에 도달하지 않는 온도 조건을 선택하고 금형을 이용한 딥 드로잉 성형에 의해 차폐 케이스를 제작한다. 액체를 과냉하기 위해서는 액체를 냉각하는 과정에서 결정 핵의 생성이나 성장을 억제할 필요가 있기 때문에, 상기한 온도 조건의 선택이 필요하게 되는 것이다.

여기서, 단롤법이란, 전기로 혹은 고주파로에 의해 합금을 용해하고, 그 용융 합금을 가스압에 의해 도가니의 선단 구멍으로부터 분출시켜, 회전하는 냉각용 회전체의 표면상에서 접촉 응고시키는 금속박의 제조 방법을 말한다.

이 때, 과냉 액체 온도 영역에서의 성형이 행해지면, 단롤법에 의한 박재를 딥 드로잉 성형하는 방법에 한정되지 않고, 금형 주조법이나 고압 사출 성형법으로 대표되는 여러 가지 성형 방법이 선택되어도 좋다.

표 1은 실시예와 비교예의 차폐 케이스를 플랜지의 성형성, 얻어지는 최대 변위 및 차폐 성능을 기준으로 하여 비교한 결과를 나타낸다.

[표 1]

표 1 중, 플랜지 성형성은 크랙이 생기지 않고 0.7 ㎜ 폭의 플랜지를 성형할 수 있는지 없는지에 의해 판정하였다. 차폐 성능은 0.1∼6 GHz의 고주파에 대한 실효 차폐량 SE＜-60 dB의 경우를 ◎(양호), -60 dB＜SE＜-30 dB의 경우를 △(문제 있음), -30 dB＜SE를 ×(불량)로 판단하였다.

실시예 1 내지 실시예 8의 차폐 케이스는 도 1에 도시된 차폐 케이스(2)로서, 긴 쪽 33 ㎜, 짧은 쪽 23 ㎜, 두께 0.1 ㎜, 차폐 케이스의 하단 주위에 폭 0.7 ㎜의 일체 플랜지를 형성한 차폐 케이스이다.

그리고 실시예 1 내지 실시예 7의 차폐 케이스는 단롤법으로 제조한 금속 유리(지르코늄기를 포함하는 비정질 합금)의 박재를 과냉 액체 온도 영역에서 온간 프레스 성형하여 제작하였다. 또한, 실시예 8의 차폐 케이스는 β-Ti 합금의 박재를 이용하여 딥 드로잉 가공에 의해 제작하였다.

비교예 1 내지 비교예 4의 차폐 케이스는 도 1에 도시된 차폐 케이스(2)와 같이 일체 플랜지(7)를 형성할 수 없기 때문에, 도 7a에 도시된 차폐 케이스(20)와같이 바늘형 탄성 스프링(21)을 1 ㎜ 간격으로 판금 가공에 의해 형성하였다.

또한, 차폐 성능은 도 16에 도시된 측정 장치(40)를 이용하여 측정하였다. 즉, 측정 장치(40)는 케이싱(41)으로 덮인 전파 암실(42)과, 이 전파 암실(42) 내에 대향하여 설치된 송신 안테나(43) 및 수신 안테나(44)와, 중앙에 형성된 구멍(45a)을 송신 안테나(43)와 수신 안테나(44)와의 대향 사이에 위치시켜 전파 암실(42) 내에 배치된 회로 기판(45)과, 구멍(45a)을 덮도록 설치된 공시용(供試用) 차폐 케이스(A)와, 송신 안테나(43)로부터 출사하는 고주파를 제어하는 동시에 공시용 차폐 케이스(A)로부터 누설된 상기 고주파를 수신 안테나(44)를 통해 측정하는 네트워크 분석기(network analyzer; 46)로 구성되어 있다. 도 16 중, 부호 47은 신호 회로이다.

그리고 차폐 성능은 측정 장치(40)를 이용하여 회로 기판(45)의 중앙에 형성된 구멍(45a)을 덮도록 공시용 차폐 케이스(A)를 설치하고, 이 케이스(A)가 설치된 것과 반대측의 송신 안테나(43)로부터 0.1∼6 GHz의 고주파를 시험적으로 입사하고, 케이스(A) 밖으로 새는 고주파의 양을 수신 안테나(44)를 통해 계측하는 방법으로 평가하였다.

이 측정에 있어서는, 실시예 1 내지 8의 공시용 차폐 케이스(A)는 플랜지의 변위 0.5 ㎜ 내에서 케이스(A)를 기판(45)에 가압하여 고정하였다. 한편, 비교예 1 내지 4에 있어서는, 스프링편에 영구 변위가 생겨 파괴되지 않는 범위에서 케이스(A)를 기판(45)에 약간 가압하여 고정하였다.

표 1로부터 밝혀진 바와 같이, 실시예 1∼8의 차폐 케이스 전부에서는 -60 dB의 양호한 실효 차폐량(SE)을 얻을 수 있었지만, 비교예 1∼4의 차폐 케이스 전부에서는 충분한 차폐 효과를 얻을 수는 없었다.

이것에 의해, 차폐 케이스(2)는 파괴 강도(σf)/탄성 정수(E)가 0.01 이상이 되는 금속 혹은 금속 유리를 이용하여 제작하는 것이 어떻게 유용한지를 이해할 수 있다.

구체적으로는, 본 실시예에 따르면, 높이가 낮고, 플랜지(7)가 약간의 돌출 폭이 필요할 뿐이며 종래의 땜납 접합보다도 조밀하게 인접한 복수의 전자파 차폐 케이스(2)를 설치할 수 있다.

또한, 플랜지(7)는 신뢰성 있는 차폐를 위한 접지에 필요한 큰 변위를 얻을 수 있고, 확실한 접지를 얻을 수 있었던 결과로서 양호한 전자파 차폐 성능을 얻을 수 있다.

또한 물론 차폐 케이스(2)의 설치에 종래 필요로 했던 관통 구멍이 필요 없고, 착탈이 용이하며, 설치에 있어서는 복잡한 공정을 필요로 하지 않고, 염가이며, 재자원으로서의 리사이클 이용을 용이하게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 청구항 1의 발명에 따르면, 파괴 강도/탄성 정수가 0.01 이상이 되는 금속을 이용하여 제작함으로써, 스프링 백이 없는 치수 정밀도가 높은 플랜지 성형을 달성할 수 있고, 이에 따라 종래 필요로 했던 관통 구멍이 필요 없고, 접지 점유 면적을 줄이면서 종래에 없는 큰 탄성 스프링 변위를 얻을 수 있는 초탄성 플랜지를 차폐 케이스의 주위에 일체로 형성하여 이루어지는 전자파 차폐 케이스를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 2의 발명에 따르면, 서로 인접한 2개의 차폐 케이스의 간격을 최대 2 ㎜까지 좁힐 수 있고, 이에 따라 청구항 1의 발명의 효과에 덧붙여 회로 기판상의 스페이스 제약에 대처할 수 있다.

또한, 청구항 3의 발명에 따르면, 플랜지의 스프링 정수를 노치의 갯수로 제어할 수 있고, 이에 따라 청구항 1 또는 2에 기재한 발명의 효과에 덧붙여 플랜지와 그라운드선의 접지를 보다 완전한 것으로 할 수 있는 동시에, 회로 기판 및 차폐 케이스를 수용하는 케이스 착탈의 용이화도 도모할 수 있다.

또한, 청구항 4의 발명에 따르면, 플랜지의 외주 가장자리부를 비직선형으로 함으로써 둘레 길이가 길어지고, 이에 따라 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재한 발명의 효과에 덧붙여 접지 도통 부분(그라운드선)과의 마찰력을 크게 하여 플랜지의 사이드 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 5의 발명에 따르면, 금속 유리를 이용하여 제작함으로써 스프링 백이 없는 치수 정밀도가 높은 플랜지 성형을 달성할 수 있고, 이에 따라 종래 필요로 했던 관통 구멍이 필요 없고, 접지 점유 면적을 줄이면서 종래에 없는 큰 탄성 스프링 변위를 얻을 수 있는 초탄성 플랜지를 차폐 케이스의 주위에 일체로 형성하여 이루어지는 전자파 차폐 케이스를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 6의 발명에 따르면, 서로 인접한 2개의 차폐 케이스의 간격을 최대 2 ㎜까지 좁힐 수 있고, 이에 따라 청구항 5의 발명의 효과에 덧붙여 회로 기판상의 스페이스 제약에 대처할 수 있다.

또한, 청구항 7의 발명에 따르면, 플랜지의 스프링 정수를 노치의 갯수로 제어할 수 있고, 이에 따라 청구항 5 또는 6에 기재한 발명의 효과에 덧붙여 플랜지와 그라운드선의 접지를 보다 완전한 것으로 할 수 있는 동시에, 회로 기판 및 차폐 케이스를 수용하는 케이스 착탈의 용이화도 도모할 수 있다.

또한, 청구항 8의 발명에 따르면, 플랜지의 외주 가장자리부를 비직선형으로 함으로서 둘레 길이가 길어지고, 이에 따라 청구항 5 내지 7 중 어느 하나에 기재한 발명의 효과에 덧붙여 접지 도통 부분(그라운드선)과의 마찰력을 크게 하여 플랜지의 사이드 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 9, 10 혹은 11의 전자파 차폐 케이스의 제조 방법에 따르면, 단롤법에 의한 박재를 딥 드로잉 성형하는 방법으로 한정하지 않고, 금형 주조법이나 고압 사출 성형법으로 대표되는 여러 가지 성형 방법을 선택할 수 있으며, 이에 따라 차폐 케이스의 형상을 상자형으로 한정하지 않고, 돔 형상의 것이나, 비대칭의 형상을 포함하는 기타 형상의 것 혹은 비직선형의 외주 가장자리부를 갖는 플랜지를 구비한 것 등을 용이하게 성형할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예로서의 전자파 차폐 케이스의 장착 상태를 나타낸, 일부를 생략한 개략적인 사시도.

도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 개략적인 단면도.

도 3은 도 1의 II-II선에 대응한 개략적인 단면도로서, 상측 및 하측 케이스로 협지된 전자파 차폐 케이스의 장착 상태를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예로서의 전자파 차폐 케이스의 플랜지의 작동 설명도로서, 도 4a는 케이스로 가압하기 전의 회로 기판상에 놓인 차폐 케이스를 나타내고, 도 4b는 케이스로 가압된 차폐 케이스를 나타내며, 도 4c는 케이스를 분리하여 차폐 케이스에 대한 가압을 해제한 상태를 나타낸 도면.

도 5는 금속 재료의 파괴 강도와 탄성 정수와의 관계를 나타낸 그래프.

도 6은 금속 재료의 응력과 변형의 관계를 나타낸 그래프.

도 7a 및 도 7b는 두 개의 비교예로서의 차폐 케이스의 사시도.

도 8은 차폐 케이스의 회로 기판상의 레이아웃을 도시한 개략적인 사시도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예로서의 전자파 차폐 케이스 주요부의 사시도.

도 10은 본 발명의 다른 실시예로서의 전자파 차폐 케이스 주요부의 사시도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예로서의 전자파 차폐 케이스 주요부의 사시도.

도 12는 본 발명의 다른 실시예로서의 전자파 차폐 케이스 주요부의 사시도.

도 13은 본 발명의 다른 실시예로서의 전자파 차폐 케이스 주요부의 사시도.

도 14는 본 발명의 다른 실시예로서의 전자파 차폐 케이스 주요부의 사시도.

도 15는 본 발명의 다른 위치 결정 수단을 도시한 개략적인 단면도.

도 16은 차폐 성능 측정계의 설명도.

도 17은 종래의 전자파 차폐 케이스의 접지 상태의 설명도.

도 18은 종래의 다른 전자파 차폐 케이스의 접지 상태의 설명도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 기판(회로 기판)

2 : 차폐 케이스(전자파 차폐 케이스)

3 : 그라운드선(접지 도통 부분)

6 : 전자 부품

7 : 플랜지

10 : 노치

Claims

회로 기판상의 전자 부품을 덮도록 설치되고, 기판상의 접지 도통 부분에 차폐 케이스와 일체를 이루는 플랜지가 탄성적으로 변형하여 접지함으로써 차폐 케이스 밖으로의 전자파 누설을 방지하는 전자파 차폐 케이스로서,

상기 플랜지는 파괴 강도/탄성 정수가 0.01 이상인 금속을 이용하여 상기 차폐 케이스와 일체로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제1항에 있어서, 상기 플랜지는 1 ㎜ 이하의 돌출 폭을 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플랜지에 적어도 1개의 노치가 폭 방향으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플랜지는 비직선형의 외주 가장자리부를 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
회로 기판상의 전자 부품을 덮도록 설치되고, 기판상의 접지 도통 부분에 차폐 케이스와 일체를 이루는 플랜지가 탄성적으로 변형하여 접지함으로써 차폐 케이스 밖으로의 전자파 누설을 방지하는 전자파 차폐 케이스로서,

상기 플랜지는 금속 유리를 이용하여 상기 차폐 케이스와 일체로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제5항에 있어서, 상기 플랜지는 1 ㎜ 이하의 돌출 폭을 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 플랜지에 적어도 1개의 노치가 폭 방향으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제5항에 있어서, 상기 플랜지는 비직선형의 외주 가장자리부를 가지며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스.
제5항에 있어서, 상기 전자파 차폐 케이스는 상기 금속 유리의 과냉 액체 온도 영역에 있어서의 가압 성형에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 전자파 차폐 케이스는 상기 금속 유리의 유리 전이 온도와 결정화 온도 사이의 온도 영역에서 온간 프레스하여 제작되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스의 제조 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 금속 유리는 지르코늄기를 갖는 비정질 합금인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 케이스의 제조 방법.