KR0119373B1 - 전자기 차폐 구조체 및 그의 제조방법 - Google Patents

전자기 차폐 구조체 및 그의 제조방법

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빌헬름 뮐러 알프레드
윌리암 내쉬 토마스
에밀 고틀럽 스태들러 이왈드
마빈 토빌슨 스코트
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Abstract

전자장치용 밀폐체는 전자기 방사에너지에 대한 장벽을 형성한다. 이 밀폐체의 대표적인 단면은 3개의 평행한 층을 포함한다. 이 내,외 표면층은 전기전도성 충전재가 그 내에 현탁되어 이 표면층들에 비교적 높은 전기 전도율을 부여하는 중합체 기본물질로 이루어진다. 중간층은 고 투자율을 갖는 충전재가 그 내에 현탁되어 중간층에 비교적 높은 투자율을 부여하는 중합체 기본물질로 이루어진다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 밀폐체는 공-사출성형 방법을 사용하여 제조된다. 중합체 기본물질내의 니켈-피복된 흑연(고 전도율)은 외측 공-사출노즐로부터 모울드내로 사출되며, 반면에 중합체 기본물질내의 카보닐 철 분말(고 투자율)은 내측 공-사출 노즐로부터 모울드내로 사출된다. 완성된 성형구조체는 상술한 3개층 구조를 포함하지만, 1회의 공-사출 성형작업으로 저렴하게 제조될 수 있다. 상기 밀폐체는 통상적인 각종수단중 어느 하나에 의해 서로 부착되는 다수의 공-사출성형된 부재들을 포함할 수도 있다.

Description

전자장치용 밀폐체 부품, 전자기 차폐 구조체 및 그의 제조방법
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대표적인 전자장치의 단면도.
제2도는 논리카드북(book)조립체에 사용되는 본 발명의 다른 실시예의 단면도.
제3도는 바람직한 실시예에 따른 대표적인 전자장치의 밀폐체의 일부에 대한 단면도.
제4도는 바람직한 실시예에 따른 밀폐체의 제조에 사용되는 공사출 성형장치(co-injection molding apparatus)를 나타낸 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100:전자장치 101,201:상측 밀폐체 부품
102,202:하측 밀폐체 부품 104∼108,203:회로카드
301:외측 표면층 302:중간층
303:내측 표면층 401:금형(모울드)
402:내부공동 404:공사출 노즐 조립체
405,406:노즐
본 발명은 전자기 차폐재료(electro-magnetic shielding materials)에 관한 것으로, 특히 전자부품을 수납하여 전자기 방사선(electro-magnetic radiation)에 대한 장벽(barrier)을 제공하는 커버(covers), 밀폐체(수납체)(enclosures)및 이와 유사한 구조체(structures)의 구성에 관한 것이다.
전자장치(electronic devices)는 계속 보급되고 있으며 더욱 복잡해지는 추세에 있다. 가전제품, 전화기 및 오락 시스템 등과 같은 소비자용 전자제품은 거의 모든 가정에 보급되어 있다. 사업(businesses)분야에도 집적화된 전자장치가 사무실 및 공장에 도입되고 있다. 자동차와 같은 전통적인 기계장치도 한층 더 대형화되고 보다 복잡한 전자부품을 구비하고 있다. 전자장치중에서 가장 정교하고 복잡한 것은 현대의 디지탈 컴퓨터 시스템이다.
전자장치는 전자기 방사선을 발생하며 또한 이 전자기 방사선에 의해 침투되기도 한다. 방사선의 주파수 및 진폭은 장치의 종류에 따라 달라진다. 때때로, 이러한 방사선은, 선택되고 동조된 전자기 주파수(selected, tuned electromagnetic frequency)로 정보를 통신하는 무선 송신기(radio transmitter)의 경우에서와 같이, 장치의 통상적인 기능의 필요한 부분일 때가 있다. 그러나, 대부분의 경우에, 이러한 방사선은 장치의 내부에서 발생하는 전자활동(electronic activity)의 원치 않는 부산물(by-product)이다.
전자기 방사선과 관련된 문제는 디지탈 컴퓨팅 장치(digital computing device)의 경우 특히 심각하다. 현대의 디지탈 컴퓨팅 장치는 전형적으로, 매우 신속하게 상태를 절환하고 신호를 전송하는 트랜지스터와 같은 다수의 매우 소형 능동 전자회로 소자(active electronic circuit elements)를 포함한다. 다수의 이러한 소자 및 높은 절환 속도는 상당한 전자기 방사선을 발생시킨다. 동시에, 짧은 시간내에 상태의 절환(state switch)을 달성해야 되므로, 회로소자는 특히 다른 장치에 의해 발생되는 표유 전자기 방사선(stray electro-magnetic radiation)의 영향을 받기 쉽다. 이러한 표유 방사선은 상태절환의 오동작을 초래하거나 또는 행해져야 하는 절환을 방해하여, 전자 신호의 변질(corruption)및 데이타의 손실을 발생시킬 수 있다.
최근에는 인간의 건강에 미치는 이러한 전자기 방사선의 잠재적인 영향에 관한 관심도 커지고 있다. 이러한 영향의 성질에 대한 명확한 증거는 아직 확인되진 않았지만, 전자장치가 방출하는 방사선량을 제한하는 법률, 규칙 또는 지침을 각종의 정부기관이 제안 또는 공포하고 있다. 전자기 방사선의 영향에 관한 정보가 많이 입수될수록 이러한 제한은 더욱 엄격해질 것이다.
당해 분야에 있어서 전자장치를 차폐시키기 위한 각종의 기법이 공지되어 있다. 예를들면, 충분한 두께를 갖는 고형의 연속적인 금속 밀폐체(solid continuous metal enclosure)가 전자기 방사선에 대한 양호한 장벽을 제공한다고알려져 있다. 그러나, 이러한 밀폐체는 비싸고 무거우며, 또는 달리 바람직한 설계 고려사항을 방해할 수도 있다. 또한 전도성 피막(통상적으로는 전도성 도료)를 갖는 성형된 플라스틱 밀폐체도 어느 정도의 보호는 제공한다고 알려져 있다. 이 해결책은 비교적 경량이기는 하지만, 2차폐 표면 처리를 포함한 피복공정이 장치의 제조비용을 상당히 증가시킬 수 있고, 또한 소망하는 정도의 차폐를 제공하지는 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전자기 방사선을 차폐하는 개선된 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 잔자부품을 수납하고 전자기 방사선에 대한 장벽을 제공하는 개선된 커버, 밀폐체 및 이와 유사한 구조체를 제조하기 위한 개선된 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자부품을 수납하고 전자기 방사선에 대한 장벽을 제공하는 커버, 밀폐체 및 이와 유사한 구조체를 제조하기 위한 개선된 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자부품을 수납하고 전자기 방사선에 대한 장벽을 제공하는 커버, 밀폐체 및 이와 유사한 구조체의 제조비용을 감소하는데 있다.
본발명의 또 다른 목적은 전자부품을 포함하는 장치로부터 방출되는 전자기 방사선을 감소시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 표유 전자기 방사선(stray electro-magneetic radiation)에 대한 전자부품의 보호를 개선하는데 있다.
본 발명의 이러한 및 기타 목적은 첨부도면을 참조하여 이하의 명세서 및 청구범위로부터 더욱 명백해질 것이다.
전자장치는 밀폐체(수납체)(enclosure)내에 배치된 다수의 전자회로 소자(electronic circuit component)를 포함한다. 전자회로 소자는 통상의 동작중에 전자기 방사선을 방출한다. 이 밀폐체는 전자회로가 방출하는 대부분의 방사선을 차단하고 흡수하는 장벽을 형성한다.
밀폐체는 수납되는 부품의 윤곽(contour)에 대응하는 임의 형상을 가질 수 있다. 밀폐체의 단면은 보통 탕치의 외측에 비채되는 외측 표면층과, 장치의 내측에 배치되고 전자회로에 대면하는 내측 표면층과, 상기 외측 표면층과 내측 표면층사이에 배치된 중간층으로 구성된다. 이 외측 표면층과 내측 표면층은, 전기 전도성 충진재료(electrically conductive fill material)가 그 내에 분산되어(suspended) 그 외측 표면층 및 내측 표면층에 비교적 높은 전기 전도성(electrical conductivity)을 부여하는 중합체 기재(polymeric base material)로 이루어진다. 중간층은 높은 투자성(magnetic permeability)을 갖는 충진재료가 그내에 분산되어 그 중간층에 비교적 높은 투자성과 비교적 낮은 전기 전도성을 부여하는 중합체 기재로 이루어진다.
전자회로의 동작시 방출된 전자기 방사선은 표면층에 충돌하고, 그 표면층은 방사선의 대부분을 반사한다. 이러한 반사는 전도성 표면층에 와전류(electrical eddy current)를 발생하고, 또 표면층을 포위하는 자계(magnetic field)를 발생한다. 이 자계는 고투자성의 중간층에 집중되며, 그 중간층은 자계 에너지의 대부분을 흡수한다. 에너지의 대부분은 중간층에 흡수되기 때문에, 고전도성 및 저투자성의 단일층에서 발생되는 것처럼 방사선이 와전류에 의해 투과되지 않는다.
바람직한 실시예에 있어서, 밀폐체는 공사출 성형방법(co-injection molding process)을 사용하여 제조된다. 중합체 기재에 분산된 니켈 피복된 흑연(nickel-coater graphite)(고전도성)은 외측 공사출 노즐로부터 모울드(금형)(mold)내로 사출되는 반면에, 중합체 기재에 분산된 카보닐 철 분말 (carbonyl iron powder)(고투자성)은 내측 공사출 노즐로부터 금형내로 사출된다. 이렇게 사출성형된 구조체는 상술한 3개 층을 포함하고 있으며, 아울러 1회의 공사출 성형공정으로 저렴하게 제조될 수 있다. 이 밀폐체는 스크류, 스냅-탭(snap-tap)또는 각종의 통상적인 수단에 의해 서로 부착되는 다수의 공사출 성형 부품을 포함할 수도 있다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대표적인 전자장치(100)의 단면을 도시한 것이다. 이 장치는, 예를들어, 퍼스널 컴퓨터로 알려져 있는 소형 컴퓨터 시스템의 시스템 유닛(system unit)일 수도 있다. 이 장치(100)는 밀폐체(수납체)를 포함하는데, 본 실시예의 밀폐체는 2개 부분, 즉 내부 구성요소(internal components)가 장착되는 하측 밀폐체 부품(102)과, 시스템 유닛의 외측 케이스를 형성하고 하측 밀폐체 부품(102)과 함께 내부 구성요소를 포위하고 수납하는 상측 밀폐체 부품(101)을 구비한다. 밀폐체 부품(101)(102)은 전기적으로 접지되어 있다. 내부 구성요소는 전원(103), 냉각팬(109), 다수의 회로카드(circuit cards)(104-108)및 상기 회로카드를 상호 접속하는 배선 (111)을 포함한다. 내부회로는 하나 또는 그 이상의 인터페이스 케이블(interface cables)(110)을 통하여 음극선관 표시장치, 키보드, 모뎀 등과 같은 기타의 전자장치와 통신을 행할 수 있다. 이 장치(100)는 디스크 드라이브 등과 같은 도시되지 않은 다른 구성요소를 구비할 수 있다.
회로카드(104-108)는 장치의 논리 기능을 수행하는 다수의 전자회로 소자를 포함한다. 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터의 경우, 이러한 소자로는 전형적으로 프로그램 가능한 마이크로 프로세서 칩, 각종 메모리 칩, 수정 발진기(crystal oscillator), 각종 필터, 캐패시터 및 저항기, 드라이버 칩 등을 들 수 있다. 마이크로 프로세서 칩 및 메모리 칩등과 같은 소자는 전형적으로 실리콘 웨이퍼상에 매우 고속으로 상태를 절환하는 다수의 소형 트랜지스터를 포함한다. 회로카드(104-108)상의 전자회로 소자의 상태변화에 의해, 무선주파수 스펙트럼(radio frequency spectrum)의 전자기 방사선을 발생시키는 경향이 있다. 동시에, 이러한 소자는 주변 방사선의 영향을 받기가 아주 쉽다. 또한, 전원(103) 및 냉각 팬(109)과 같은 부품은 극히 낮은 주파수의 방사선을 발생시키는 경향이 있다.
상측 밀폐체 부품(101)은 전자부품을 수용하고 또 열전달 억제(heat transfer constraint),미적 외관 등의 다른 적당한 설계상의 요구사항을 만족시키는 형상으로 된다. 상측 및 하측 밀폐체 부품(101)(102)은 밀폐체 부품으로 부르지만, 이들 밀폐체 부품은 전자부품을 반드시 완전히 포위할 필요는 없으며, 개구가 밀폐체내에 존재할 수도 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 냉각팬(109) 근처에 방열창(louver)을 설치하여 공기가 밀폐체내로 흐르게 할 수도 있다. 또한, 이러한 밀폐체 부품(101)(102)의 수는 변경할 수도 있음을 이해하여야 한다.
제2도는 본 발명의 밀폐체 부품의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 2개의 밀폐체 부품(201)(202)는 대형 컴퓨터 시스템의 일부인 회로카드(circuit card)(203)를 수용하는데 사용되고 있다. 이 밀폐체 부품(201)(202)은 전자기 차폐뿐만 아니라 회로카드(203)에 대한 기계적 지지를 제공한다. 다수의 이러한 회로카드 조립체는 컴퓨터 시스템의 중앙 전자부품 복합체내에 수납되고, 각 회로카드 조립체는 상이한 논리 기능을 제공한다. 이러한 카드 조립체는 북(book)이라고 부르며, 이것은 본 명세서에서 참고로 인용되는 코피츠 등(Corfits,et al.)의 미합중국 특허 제 4,821,145호, 베렌스 등 (Bihrins, et al.)의 미합중국 특허 제4,481,146호에 기술되어 있다. 그러나, 상술한 특허에는 본 발명에 따른 밀폐체 부품(201)(202)의 구조는 개시되어 있지 않다.
전자장치용 밀폐체는 각종 주파수의 전자기 방사선에 대한 장벽을 형성해야 한다. 회로카드(104-8,203)내에 수납된 전자 논리회로는 비교적 높은 주파수(1MHz이상)의 방사선을 발생한다. 전원, 냉각팬 및 기타의 부품은 극히 낮은 주파수의 방사선을 발생한다. 또한, 장치의 복잡성으로 인해 많은 상이한 고주파수 및 저주파수들이 발생된다. 따라서, 전자기 방사선에 대한 효과적인 장벽을 구성하기 위해서는, 장벽은 고전도성 뿐만 아니라 고투자성을 갖는 것이 바람직하다.
전자부품에 대한 차폐는 방사원으로부터 차폐체가지의 거리가 너무 가까워서 (대체로 6cm 미만임)근거리 자계상태(near field condition)가 지배적이기 때문에, 파(wave)에는 관련이 없고 에너지(energy)에 관련되는 것이 일반적이다. 1GHz(전형적인 전자부품이 발생하는 스펙트럼의 상한)의 전자기 방사선의 파장은 약 30cm이기 때문에, 부품의 자계가 차폐체와 직접 결합하게 된다. 원거리 자계(far field)또는 방사파는 밀폐체의 외측에서 시작되며, 차폐체에 의해 반사 또는 흡수되지 않는 에너지에 의해서 야기된다.
전자기 처폐는 전자기 에너지 또는 방사된 전자파의 경로에 있는 표면이 저임피던스(low-impedance)의 불연속성을 나타낼 때 달성된다. 고전기전도성의 재료는 전자기 에너지를 반사한다. 고투자성의 재료는 전자기 에너지를 흡수한다. 상술한 특성을 갖는 모든 표면은 에너지를 소정의 양으로 감쇠하게 되므로, 상기 동일한 특성 또는 전도성 및 투자성의 두 특성의 혼합된 특성을 갖는 수개 층의 샌드위치형(sandwich)구조는 필요한 차폐를 달성하는데 유용하다.
단일의 고전도성층은 대부분의 고주파 에너지를 감쇠시키지 않고 고주파 에너지의 대부분을 단순히 반사시키며, 또 다량의 저주파 방사선을 투과할 수도 있기 때문에, 샌드위치형 구조보다 일반적으로 덜 효과적이다. 반사가 일어나면 전도 성층내에 와전류가 발생괴며, 그 결과 형성된 자계는 방사선을 밀폐체의 외측으로 투과할 수 있다. 또한, 단일의 고전도성층을 갖는 밀폐체내에 갇힌 고주파 에너지는 상호접속 와이어 및 밀폐체내의 다른 개구를 통해 누출되는 경향이 있다.고전도성층 및 고투자성층의 샌드위치형 구조는 이런 유형의 방사선에 대해 보다 효과적인 장벽을 형성한다.
제3도는 바람직한 실시예에 따라 제1도에 도시된 상측 밀폐체 부품(101)의 일부의 확대 단면도를 도시한 것이다. 이 밀폐체 부품(101)은 전자장치(100)의 외측에 배치되고 사용자가 볼 수 있는 외측 표면층(301)과, 전자장치(100)의 내측에 배치되고 전자장치내의 전자회로에 대면하는 내측 표면층(303)과, 상기 외측 표면층과 내측 표면층의 사이에 배치된 중간층(302)을 포함한다.
동작시에, 전자기 방사선은 고전도성의 표면층에 충돌하고, 이 표면층은 방사선의 대부분을 반사하고 방사선의 약간 일부를 투과시킨다. 이러한 반사로 전도성의 표면층내에 와전류가 형성되고, 그 결과 이 표면층을 포위하는 자계가 발생된다. 또한, 투과된 방사선의 일부는 반대측의 표면층에서 반사되어, 비록 대단히 감쇠된 것이긴 하지만 유사하게 와전류를 형성한다. 와전류에 의해 유도된 자계는 고투자성의 중간층에 집중되고, 상기 중간층은 또한 그 자계 에너지의 대부분을 흡수한다. 또한, 중간정도의 투자성을 갖는 표면층은 자계에너지의 일부를 흡수할 수 있다. 에너지의 대부분이 중간층에 흡수되기 때문에, 방사선은 와전류에 의해 투과되지 못하고, 또 이 방사선은 고전도성 및 저투자성의 단일층(예를들어, 성형된 플라스틱 부품에 도포된 전도성 도료)의 경우에서 발생하는 것과 같은 개구로부터 외부로의 누출의 경향이 감소될 것이다.
외측 표면층및 내측 표면층(301)(303)은 전기 전도성 충진재료가 분산되어 공기 및 중간층에 비하여 이들 표면층에 비교적 높은 전기 전도성을 부여하는 중합체 기재로 형성된다. 중간층(302)은 높은 투자성을 갖는 충진재료가 분산되어 상기 표면층들에 비하여 그 중간층에 비교적 높은 투자성 및 비교적 낮은 전기 전도성을 부여하는 중합체 기재로 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 외측 표면층및 내측 표면층(301)(303)은 약 0.028-0.031인치(0.7-0.78mm)의 두께를 가지며, 중간층(302)은 약 0.020-0.026인치(0.5-0.66mm)의 두께를 갖는다. 그러나, 이 두께는 소망되는 구조적 특성 및 기타의 특성에 따라 크게 변경될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
바람직한 실시에에 있어서, 중합체 기재는 사출성형에 적절한 열가소성 수지이다. 특히, 이 기재는 ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌:Acrylonitrile Butadiene Styrene)와 폴리카보네이트(polycarbonate)의 혼합물, 즉 약 40중량%의 ABS와 약 60중량%의 폴리카보네이트의 혼합물로 되는 것이 바람직하다. 이러한 적절한 기재는 다우 케미칼(Dow Chemical)사에서 DOW PULSE 1725(TM)라는 상표명으로 시판되고 있다. 그러나, 많은 다른 종류의 중합체 재료도 본 발명에 따라 사용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 외측 표면층 및 내측 표면층(301)(303)은 약 20중량%의 니켈 피복된 흑연섬유와, 10내지20중량%의 카보닐 철 분말을 함유하고, 나머지의 60내지70중량%는 중합체 기재로 되어 있다. 적절한 니켈 피복된 흑연섬유는 평균 길이가 3/16인치(4.67mm)이고 평균직경이 7.6미크론이며, 이것은 아메리칸 사이나미드(American Cyanamid)사로 부터 상업적으로 구입할 수 있다. 적절한 카보닐 철 분말은 바스프(BASF)사로부터 상업적으로 구입 가능한 미세분말이다.상술한 충진재료의 유형 및 이러한 재료의 농도는 변경될수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 상이한 크기의 섬유 또는 스테인레스 강과 같은 상이한 조성물도 상술한 바람직한 실시예의 니켈 피복된 흑연 대신에 사용될 수도 있다.
외측 표면층 및 내측 표면층(301)(303)은 비교적 높은 전도성을 요구한다. 이들 표면층의 저항률은 5오옴/스퀘어 이하이어야 하며, 약 2오옴/스퀘어 정도가 바람직하다. 니켈 피복된 흑연섬유는 (카보닐 철 분말 또는 기재의 ABS/폴리카보네이트 중합체의 비용과 비교하여)비교적 고가의 충진재료이기 때문에, 요구된 전도성을 달성하기 위해 필요한 양 이상의 니켈 피복된 섬유를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같은 20%의 니켈 피복된 흑연섬유를 함유한 조성물은 외측 표면층 및 내측 표면층(301)(303)의 저항률을 상술한 표면 두께에서 약 2오옴/스퀘어로 낮추기에 충분하다. 표면층의 두께가 상이하면, 전도성 충진재료의 상이한 농도가 필요할 수도 있다. 카보닐 철 분말은 투자성을 증가시키기 위해 부가 충진재료로서 표면 조성물에 첨가된다.
중간층은 방사선의 에너지를 흡수하기 위한 것으로서, 고투자성을 가질 팔요가 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 중간층은 기재의 ABS/폴리카보네이트 중합체내에 분산된 카보닐 철 분말을 포함한다. 중간층은 고투자성이 요망되기 때문에 구조적 및 기타의 제약사항에 의해 허용될 수 있는 한 높은 함유량의 카보닐 철 분말을 포함해야 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 중간층은 88중량% 내지 92중량%의 카보닐 철 분말을 함유하며 그 나머지의 8중량% 내지 12중량%는 기재 중합체로 되어 있다 중간층의 카보닐 철 분말은 표면층에 사용되는 것과 동일한 유형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
중간층(302)과 표면층(301)(303)은 동일한 중합체 기재를 함유하는 것이 바람직하다. 전자기 차폐특성은 충진재료로 인한것이기 때문에, 일반적으로 상이한 중합체 기재를 사용할 이유는 없다. 동일한 중합체 기재를 사용하면 층들간의 양호한 접합이 촉진되고, 상이한 열팽창 계수 및 상이한 경화 온도(setting temperature)등으로 인해 야기될 수도 있는 문제를 방지할 수 있다. 그러나, 상이한 층의 중합체 기재가 동일해야 할 필요는 없으며, 또 다른 실시예에서는 이러한 중합체 기재가 상이할 수도 있다.
제4도에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자기 차폐구조체를 제조하기 위해 사용되는 공사출 공정이 도시되어 있다. 2개 또는 그이상의 금형 부품을 포함하는 적절한 형상의 사출금형(injection mold)(401)은 당 분야에 널리 알려져 있는 바와 같은 통상적인 기법에 따라 설계되고 제작된다. 금형 (401)은 성형될 부품의 크기 및 형상이 되는 내부공동(internal cavity)(402)을 규정하고, 열가소성 수지 조성물이 내부공동내로 사출되게 하는 하나 또는 그 이상의 오리피스(403)를 포함한다.
공사출 노즐 조립체(404)는 적절한 열가소성 수지 조성물을 오리피스(403)를 통하여 공동(402)내로 사출하는데 사용된다. 일부의 경우에는, 별개의 오리피스를 통하여 각기 수지 조성물을 사출하는 다수의 노즐 조립체(404)를 사용할 수도 있다. 각 노즐 조립체는 2개의 동심형 노즐, 즉 내측 노즐(405)과 외측 노즐(406)을 포함한다. 이 동심형 노즐에는 개개의 호퍼로부터 사출되는 재료가 공급되어, 노즐이 실제로 공사출의 목적이 되는 상이한 조성물을 사출할 수 있도록 한다. 외측 노즐(406)로부터 사출되는 조성물은 공동의 가장자리를 따라 배치되어, 완성된 성형부품의 표면층이 될 것이다. 내측 노즐(405)로부터 사출되는 조성물은 공동의 내측 부분을 형성하여, 완성된 성형 부품의 중간층이 될 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 니켈 피복된 흑연섬유, 카보닐 철 분말 및 ABS/폴리카보네이트 기재의 고전도성 조성물은 외측 노즐(406)을 통해서 사출되며, 고농도의 카보닐 철 분말과 ABS/폴리카보네이트 기재의 고투자성 조성물은 내측 노즐(405)을 통하여 사출된다.
제3도에 도시된 대표적인 단면도는 서로 이격된 2개의 표면층을 도시하지만, 이 층들은 실제로 성형 부품의 에지(edges)에서 그리고 그 부품으로 성형되는 임의의 관통공에서 서로 접속된다. 이러한 접속은 공사출 공정의 필연적인 결과이다. 또한, 부품의 기능으로서 전도성 표면층들을 함께 접지하는 것이 필요하며, 그에 따라 주변부에서의 이러한 접속은 불리한 것이 아니다.
바람직한 실시예에 있어서, 적층형 차폐 구조체(layered shieldeng structure)는 공사출 성형법을 사용하여 사출성형된다. 공사출 성형법에 의하면 성형 부품을 일 반계로 형성할 수 있는 바, 그 결과 부품의 가격을 저하시킬 수 있다. 다른 실시예로서, 이러한 부품은 이중샷(double-shot) 또는 삼중샷(triple-shot)사출성형법을 사용하여 형성될 수 있는 바, 이 성형법에 있어서 그 부품은 당분야 에서 알려져 있는 바와 같이 상이한 금형을 통과하는 다수의 통공에 의해 제조된다. 또 다른 실시예에 있어서, 한 층의 혼합물을 금형내에 주입하는 단계와, 상기 층이 경화될 때까지 기다렸다가 다음 층을 주입하는 단계로 이루어진 다수의 단계에 의해 이러한 제품을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 적층구조체를 제조하기 위하여 또 다른 기법이 사용될 수도 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 방사선에 대한 장벽을 구성하는데 3개층이 사용된다 이러한 3개층 구조체의 구성은 공사출 성형법을 사용하여 용이하고 저렴하게 제조할 수 있기 때문에 유익하다. 그러나, 다수의 상이한 층을 갖는 장벽도 제조될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면, 3개의 동심형 노즐을 갖는 공사출 노즐 조립체를 구성하여 5개층의 샌드위치형 구조를 만들 수도 있다. 다른 실시예로서, 추가층을 다중샷 성형기법 또는 기타의 수단에 의해 구성할 수 있다. 다른 요인 (factor)이 동일하다면, 이러한 추가층은 각 층이 전자기 방사선을 다소 감쇠시키기 때문에 보다 높은 정도의 차폐를 달성하게 된다. 그러나, 이 추가층은 비용을 상승시킨다. 층수의 선택은 설계상의 선택사항이다.
바람직한 실시예 있어서, 본 발명의 적층형 차폐 구조체는 전자장치의 밀폐체의 일부분으로서, 전자부품을 주변의 방사선으로부터 보호하거나 도는 전자장치로부터의 방사선의 방출을 감소시킨다. 그러나, 이러한 샌드위치형 차폐 구조체는 전자장치의 밀폐체 이외의 용도에 사용될 수 있다. 예를들어, 본 발명에 따른 차폐 구조체는 방사선을 특정의 경로를 따라 향하게 하거나 또는 반사시키는 데에 사용할 수도 있다. 또 다른 예를들어, 인체의 건강에 대해 유해한 영향이 비이온화(non-ionizing)전자기 방사선에 대한 노출로 인해 발생되는 것으로 나타난 경우, 이러한 차폐체를 사용하여 인체를 주변의 방사선으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예를 어떤 다른 실시예들과 함께 개시하였지만, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 형태 및 세부적인 사항의 다른 변형이 이하의 청구범위내에서 이루어질 수도 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (32)

  1. 다수의 전자회로를 갖는 전자장치용 밀폐체 부품(an enclosure part)에 있어서, 상기 전자장치의 외측에 배치되고, 중합체 기재(a polymeric base)내에 분산된 전기 전도성 충진재료(an electrically conductive fill material)를 포함하는 외측 표면층과, 상기 전자장치의 내측에 비치되어 상기 전자회로에 대면하며, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 내측 표면층과, 상기 외측표면층과 상기 내측 표면층 사이에 배치되고, 상기 외측 표면층에 그의 전체 표면이 접촉하는 제 1경계표면(a first boundary surface)과 상기 내측 표면층에 그의 전체 표면이 접촉하는 제2경계표면(a second boundary surface)을 가지며, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료(a magnitically permeable fill material)를 포함하는 중간층을 구비하되, 상기 밀폐체 부품은 상기 층들의 공사출 성형(co-injection molding)에 의해 사츨 성형되고, 상기 외측표면층 및 내측 표면층은 상기 밀폐체 부품의 에지(edges)에서 서로 접속되며, 상기 외측 표면층, 중간층 및 내측 표면층의 상기 중합체는 서로 직접적으로 접촉하고 그리고 추가적인 접합제(an additional bonding agent)의 도움없이 각 접촉 경계표면의 전체 영역에서 연속적인 접합을 형성하여, 상기 층들은 단일의 일체화된 밀폐체 부품을 형성하도록 접합되어 있는 전자장치용 밀폐체 부품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중간층의 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말 (carbonyl iron powder)을 포함하는 전자장치용 밀폐체 부품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연섬유(nickel-coated graphite fibers)를 포함한노즐 전자장치용 밀폐체 부품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외측 표면층및 내측 표면층은 각기 상기 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 더 포함하는 전자장치용 밀폐체 부품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중합체 기재는 각기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 폴리카보네이트의 혼합물을 포함하는 전자장치용 밀폐체 부품.
  6. 전자기 차폐 구조체에 있어서, 중합체 기재내에 분산된 전기전도성 충진재료를 포함하는 제1층과, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 제2층과, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 배치되고 그리고 상기 제1층 및 제2층을 실질적으로 그의 전체 길이에 걸쳐서 분리하며, 상기 제1층에 그의 전체표면이 접촉하는 제1경계표면과 상기 제2층에 그의 전체표면이 접촉하는 제2경계표면을 가지며, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 포함하는 제3층을 구비하되, 상기 전자기 차폐 구조체는 상기 층들의 공사출 성형에 의해 형성된 사출 성형된 부품이고, 상기 제1층 및 제2층은 상기 전자기 차폐 구조체의 에지에서 서로 접속되며, 상기 제1층, 제2층 및 제3층의 상기 중합체 기재는 서로 직접적으로 접촉하고 그리고 추가적인 접합제의 도움없이 각 접촉 경계표면의 전체 영역에서 연속적인 접합을 형성하여, 상기 층들은 단일의 일체화된 밀폐체 부품을 형성하도록 접합되어 있는 전자기 차폐 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1층 및 제2층은 각기 상기 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진 재료를 더 포함하는 전자기 차폐 구조체.
  8. 전자기 차폐 구조체를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 전자기 차폐 구조체에 적절한 형상의 사출금형을 구성하는 단계와, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 공사출 성형 프레스(a co-injection molding press)의 외측 노즐용 호퍼(a hopper)에 장진하는 단계와, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 공사출 성형 프레스의 내측 노즐용 호퍼에 장진하는 단계와, 중합체 기재내에 분산된 상기 전기 전도성 충진재료를 상기 외측 노즐을 통해 상기 사출 금형내로 사출함과 동시에, 중합체 기재내에 분산된 상기 투자성 충진재료를 상기 내측 노즐을 통해 상기 사출금형내로 사출하는 단계를 포함하는 전자기 차폐 구조체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말을 포함하는 전자기 차폐 구조체의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전기 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연 섬유를 포함하는 전자기 차폐 구조체의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 중합체 기재는 각기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 폴리카보네이트이 혼합물을 포함하는 전자기 차폐 구조체의 제조방법.
  12. 전자장치에 있어서, 전자기 방사선(electro-magnetic radiation)을 발생할 수 있는 다수의 전자회로와, 하나 또는 그 이상의 밀폐체 부품을 구비하는 상기 전자회로용 밀폐체를 포함하되, 제1밀폐체 부품은 (a)상기 전자장치의 외측에 배치되고, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 외층과, (b)상기 전자장치의 내측에 배치되고 그리고 상기 전자회로에 대면하여, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 내층과, (c)상기 외층과 상기 내층사이에 배치되고, 상기 외층에 그의 전체 표면이 접촉하는 제1경계표면과 상기 내층에 그의 전체 표면이 접촉하는 제2경계표면을 가지며, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 포함하는 중간층을 구비하며, 상기 제1밀폐체 부품은 상기 층들의 공사출 성형에 의해 형성된 사출성형된 부품이고, 상기 외층 및 내층은 상기 제1밀폐체 부품의 에지에서 서로 접속되며, 상기 외층, 중간층 및 내층의 상기 중합체 기재는 서로 직접적으로 접촉하고 그리고 추가적인 접합제의 도움없이 각 접촉 경계표면의 전체 영역에서 연속적인 접합을 형성하여, 상기 층들은 단일의 일체화된 밀폐체 부품을 형성하도록 잡합되어 있는 전자장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중간층의 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말을 포함하는 전자장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 외층 및 상기 내층의 상기 전기 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연섬유를 포함하는 전자장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 중간층의 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말을 포함하고, 상기 전기 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연섬유를 포함하는 전자장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 전자회로는 디지탈 컴퓨팅 장치의 일부인 전자장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 중간층의 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말을 포함하고, 상기 전기 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연섬유를 포함하는 전자장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 각 중합체 기재는 각기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 폴리카보네이트의 혼합물을 포함하는 전자장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 외층 및 내층은 각기 상기 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 더 포함하는 전자장치.
  20. 일체로 성형된 중합체 부품(an integrated molded polymeric part)에 있어서, 상기 성형된 중합체 부품의 제1표면에 인접하고, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 제1표면 영역과, 상기 성형된 중합체 부품의 제2표면에 인접하고, 상기 제1표면의 반대쪽에 있으며, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 제2표면 영역과, 상기 제1표면 영역과 상기 제2표면 영역사이에 배치되고, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 포함하는 중간영역을 구비하되, 상기 일체로 성형된 중합체 부품은 금형공동(a mold cavity)을 갖는 금형내에서 공사출 성형에 의해 일체로 사출 성형된 부품이고, 상기 일체로 성형된 중합체 부품은 상기 금형공동의 형상과 일치하는 영구적인 형상을 가지며, 상기 제1표면 영역 및 제2표면 영역은 상기 일체로 성형된 중합체 부품의 에지에서 서로 접속되어 있는 중합체 부품.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제1표면 영역과 제2표면 영역은 각기 상기 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 더 포함하는 중합체 부품.
  22. 전자장치에 있어서, 전자기 방사선을 발생할 수 있는 다수의 전자회로와, 하나 또는 그 이상의 일체로 성형된 중합체의 밀폐체 부품을 구비하는 상기 전자회로용 밀폐체를 포함하되, 제1일체 성형된 중합체의 밀폐체 부품은 금형공동을 갖는 금형내에서 공사출 성형에 의해 일체로 형성된 사출 성형된 부품이고, 상기 제1일체 성형된 중합체의 밀폐체 부품은 상기 금형공동의 형상과 일치하는 영구적인 형상을 가지며, 또한 상기 제1일체 성형된 중합체의 밀폐체 부품은 하나 또는 그 이상의 중합체 기재로 구성되고 상기 중합체 기재의 상호분자력(intermolecular forces)에 의해 함께 접합된 다수의 일체로 형성된 층을 포함하며, 상기 층들은 (a)상기 전자장치의 외측에 배치되고, 제1중합체 기재내에 분산된 전기전도성 충진재료를 포함하는 외층과, (b)상기 전자장치의 내측에 배치되고 그리고 상기 전자회로에 대면하며, 제2중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 내층과, (c)상기 외층과 상기 내층사이에 배치되고, 제3중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 포함하는 중간층을 구비하고, 상기 외층 및 내층은 상기 제1일체 성형된 중합체의 밀폐체 부품의 에지에서 서로 접속되어 있는 전자장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 중간층의 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말을 포함하는 전자장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 외층 및 상기 내층의 상기 전기 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연섬유를 포함하는 전자장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 외층 및 내층은 각기 상기 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 더 포함하는 전자장치.
  26. 전자기 차폐 구조체에 있어서, 영구적인 형상을 갖는 강성의 일체로 형성된 자기지지형 차폐부재(a rigid, integrally formed, self-supporting shieldeng member)를 포함하되, 상기 영구적인 형상은 다른 물체의 대응 표면으로부터의 지지없이 상기 차폐 부재의 내부 강도에 의해서 유지됨, 상기 차폐부재는 다수의 층을 포함하고, 상기 다수의층은 (a)중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 제1층과, (b)중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 제2층과, (c)상기 제1층과 상기 제2층 사이에 배치되고 그리고 상기 제1층 및 제2층을 분리하며, 상기 제1층에 그의 전체 표면이 접촉하는 제1경계표면과 상기 제2층에 그의 전체 표면이 접촉하는 제2경계표면을 가지며, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 포함하는 제3층을 구비하며, 상기 차폐부재는 공사출 성형에 의해 형성된 사출 성형된 부품이고, 상기 제1층 및 제2층은 상기 차폐부재의 에지에서 서로 접속되며, 상기 제1층, 제2층 및 제3층의 상기 중합체 기재는 서로 직접적으로 접촉하고 그리고 추가적인 접합제의 도움없이 각 접촉 경계표면의 전체 영역에서 연속적인 접합을 형성하여, 상기 층들은 단일의 일체화된 차폐부재를 형성하도록 접합되어 있는 전자기 차폐구조체.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1층 및 제2층은 각자 상기 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진 재료를 더 포함하는 전자기 차폐 구조체.
  28. 중합체 부품을 제조하기 위한 방법에 있어서, 중합체 기재내에 분산된 전기 전도성 충진재료를 포함하는 제1재료 조성물을 공사출 성형 프레스의 외측 노즐용 호퍼에 장진하는 단계와, 중합체 기재내에 분산된 투자성 충진재료를 포함하는 제2재료 조성물을 공사출 성형 프레스의 내측 노즐용 호퍼에 장진하는 단계와, 상기 공사출 성형 프레스에 의해 상기 중합체 부품에 적절한 형상의 사출 금형내로 상기 외측 노즐로부터의 상기 제1재료 조성물과 상기 내측 노즐로부터의 상기 제2재료 조성물을 동시에 사출하여, 상기 제1재료 조성물의 외층과 상기 제2재료 조성물의 내층을 갖는 일체화된 중합체 부품을 형성하는 단계를 포함하는 중합체 부품의 제조방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1재료 조성물의 상기 중합체 기재와 상기 제2재료 조성물의 상기 중합체 기재는 동일하고, 상기 제1재료 조성물 및 상기 제2재료 조성물은 상기 전기 전도성 충진재료 및 상기 투자성 충진재료의 조성과 농도에 있어서만 상이한 중합체 부품의 제조방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 중합체 기재는 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸(ABS)과 폴리카보네이트의 혼합물을 포함하는 중합체 부품의 제조방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 투자성 충진재료는 카보닐 철 분말을 포함하는 중합체 부품의 제조방법.
  32. 제28항에 있어서 상기 전지 전도성 충진재료는 니켈 피복된 흑연섬유를 포함하는중합체 부품의 제조방법.
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