KR100274279B1

KR100274279B1 - 금속화된가요성엔클로저및그를포함하는전자어셈블리와그의보호방법

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Publication number: KR100274279B1
Application number: KR1019970013922A
Authority: KR
Inventors: 도날드 윌리암 대린저; 필립 허바우어; 윌리암 로저 램버트; 알랜 마이클 라이온즈; 로이드 셰퍼드; 존 데이비드 웰드
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 2000-12-15
Also published as: JP3009634B2; CA2200136A1; KR970073275A; TW443718U; JPH1051173A; EP0802710A3; SG52954A1; US5689878A; EP0802710A2; CA2200136C

Abstract

본 발명은 전자 제품의 능동 전자 부품을 환경 및 전자파 간섭(EMI)으로부터 보호하기 위한 어셈블리를 제공한다. 본 발명에 따르면, 상기 어셈블리가, 인쇄 회로 기판과 같은 전자 제품 주위로 금속화된 가요성 엔클로저를 제공하고 계속해서 이 금속화된 가요성 엔클로저를 봉인하므로써 형성되어 이 봉인의 보전을 침해하지 않고 분리가능한 커넥터가 용이하게 액세스될 수 있는 방법이 개시된다. 금속화된 가요성 엔클로저는 확산 장벽 특성을 제공하는 복수의 중합체 재료 층과, 확산 장벽 특성은 물론 EMI 차폐 능력을 제공하는 금속층을 포함한다. 복수의 중합체 재료 시트는 확산 장벽 특성 및 EMI 차폐 능력을 최적화하도록 패터닝된다. 또한, 이 복수의 중합체 재료 층은 효율적인 고용량 제품을 가능하게 한다. 따라서, 전자 제품이 신뢰성 있고 비용면에서 효율적인 고용량 제품을 가능하게 하면서 환경에 대한 보호 능력 및 EMI 차폐 능력을 갖는 어셈블리로 제공될 수 있다.

Description

금속화된 가요성 엔클로저 및 그를 포함하는 전자 어셈블리와 그의 보호 방법{METHOD FOR PROTECTING ELECTRONIC CIRCUIT COMPONENTS AND ASSEMBLIES USING A METALLIZED FLEXIBLE ENCLOSURE}

본 발명은 전반적으로 전자 제품에 대해 장기간 동안 전자파 간섭 차폐 능력의 환경적 보호기능을 제공하는 엔클로저를 이용한 어셈블리에 관한 것이다.

패키지 내용물을 적어도 하나의 금속화된 층을 갖는 복수의 중합체 시트 층을 포함하는 엔클로저내에 패키지하므로써 환경으로부터 보호될 수 있음은 당분야에 숙련된 자에게는 잘 알려져 있다. 패키지 내용물을 보호하기 위한 다수의 예가 음식물 처리 산업, 의약 산업, 건설 산업 분야 등에서 발견될 수 있다. 기본적으로, 제품을 대기 가스, 수증기 또는 방사선으로부터 내용물이 손상 또는 부식되지 않도록 보호하는 것은 광범위한 제품에 보편적으로 이용된다. 결과적으로, 패키지의 복수층 구조 및 구성은 잘 개발되어 왔다.

마찬가지로, 집적 회로(ICs)와 같은 부품을 포함하는 인쇄 회로 기판(PCB)는 부식성 가스, 수증기 및 특정 물질과 같은 환경적 요인으로부터 손상받기 쉽다. PCB를 이용하는 전자 제품은 주로 PCB에 대한 환경적 손상 정도가 최소화되는 통제된 환경에 위치되어 이용된다. 그러나, 전자 제품은 점차적으로 자동차 및 원격통신 산업에서와 같이 비통제된 환경에 배치되고 있다. 더욱이, 전자 제품은 점차적으로 저가의 고용량 제조 방법을 이용하여 신뢰성 있는 장치를 생산할 수 있는 능력이 가장 중요한 변수가 되는 소비자 시장으로 침투하고 있다. 따라서, 저가의 고용량 제조 방법을 이용하여 전자 제품에 대해 환경적 보호를 제공하는 방법을 도출해낼 필요가 있다.

환경적 요인으로 인해 전자 제품이 손상되는 것을 방지하기 위한 종래의 방법은 강성 엔클로저 및 캡슐화를 포함한다. 강성 엔클로저는 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있으며 부식성 가스, 먼지 및 수증기의 침입을 최소화함은 물론, 전자파 간섭(EMI) 차폐 능력을 제공하도록 개스킷된다. 그러나 이러한 종래의 방법은 어느 정도까지는 효율적이지만 이들의 확산을 방지하기 어렵고 특정 조건하에서는 더욱 손상을 가중시키게 된다. 적절한 환경적 보호를 제공하기 위해 고가의 개스킷과 다른 봉인 방법이 요구된다. 따라서, 강성 엔클로저는 일반적으로 적절히 설계되고 고가의 보호 방법이 취해졌을 때만 수년의 기간동안 파워공급되는 전자 제품을 보호하기에 적합하다.

전자 패키징면에서 전자 부품의 캡슐화는 반도체 산업의 기본이다. 그러나, 예를 들면, 우레탄 또는 실리콘 화합물을 이용한 PCB 또는 서브어셈블리의 공형 코팅은 장기간 환경적 보호를 제공할 수 없다. 중합체 재료 화합물은 화학적 종류에 대해 확산 장벽을 제공할 수 있다. 그러나 실제로는 결함, 불완전한 적용, 환경적 영향 및 비용이 우레탄 또는 실리콘 화합물을 이용한 전자 부품의 환경적 보호에 영향을 미치는 문제이다. 또한 급속하게 변화하는 대형 전자 제품을 위한 특정의 부품 또는 고정 설계에 요구되는 비용은 고 생산 용량 캡슐화 제품에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.

환경적 보호에 부가하여, 험한 외부 환경에 놓이는 다수의 전자 제품은 EMI 차폐를 요구한다. 전자 제품이 외부의 EMI 방사선에 의해 영향을 받지 않아야 함은 물론, 전자 제품은 과도한 EMI 방사량을 방출해서도 않된다. 다수의 전자 제품의 경우, 특히, 무선 전자 제품의 경우에 EMI 차폐는 PCB의 특정 영역 사이에서 처럼 서브어셈블리 부품 수준에서 제공되어야 함은 물론 서브어셈블리(회로 보드)와 전자 제품 수준에서도 제공되어야 한다. 전자 제품의 또는 제품내 서브어셈블리간에 효율적인 EMI 차폐를 성취하기 위해, 차폐용 플레이트, 즉, 격리 장치를 제공하여 엔클로저의 모든 결합부가 도전성 측면에서 봉인될 필요가 있다. 일반적으로, 전자 부품의 가장 고가의 효율적인 EMI 차폐 및 환경적 보호는 금속 또는 금속화된 엔클로저(예를 들면, 전도성 코팅된 플라스틱 엔클로저)내에 제품을 하우징하는 것이었다. 그러나 플라스틱 부품의 표면에 전도성을 제공하는 종래의 방법, 예를 들면, 전기화학적 도금, 금속 스퍼터링, 등은 흔히 경제적으로 비용이 많이 들었다. 저가이면서 고용량 제품에 이용가능한 양측면에서 전자 제품에 EMI 차폐 능력을 제공할 필요가 있다.

통상적으로, 금속 호일 또는 금속화된 중합체 시트로 구성되는 복수층의 엔클로저가 전자 제품의 EMI 차폐를 제공하는데 이용될 수 있다. 이와 같은 복수층의 엔클로저가 미국 특허 제 4,965,408 호 및 제 5,005,106 호에 개시되며 본 명세서에서 참조로 인용된다. 전도성 파이버를 포함하는 복수층 엔클로저는 미국 특허 제 5,436,803 호에 개시되며 본 명세서에서 참조로 인용된다. 전자 장치의 정전기 보호를 제공하는 것을 목적으로 하는 복수층 엔클로저의 관련된 구조가, 예를 들면, 미국 특허 제 5,180,615 호, 제 5,175,033 호, 5,091,229 호 및 제 5,043,195 호에 개시되며 본 명세서에서 참조로 인용된다. 이와 같이 환경적 보호는 물론 EMI 차폐 능력을 제공하기 위한 엔클로저의 구조 및 구성은 당분야에 숙련된 자에게 잘 알려져 있다.

또한, EMI 차폐 능력을 제공하기 위해 중합체 및 금속화된 층으로 구성되는 재료 층으로 형성된 엔클로저의 응용도 당분야에 공지되어 있다. 인쇄 회로 기판 제품의 EMI 차폐를 위한 이들 엔클로저의 응용은, 예를 들면, 미국 특허 제 5,436,803 호 및 제 5,005,106 호에 개시되며 본 명세서에서 참조로 인용된다.

그러나 이러한 개시된 기술의 조사로부터 전기적 상호접속을 봉인하고 제공하는 방법이 전자 제품의 설계, 특히, 컨넥터의 설계에만 특정됨이 밝혀졌다. 즉, 이들 관련된 기술은 연장된 와이어를 갖는 인쇄 회로 기판 또는 이 인쇄 회로 기판 에지의 전체 크기에 걸쳐 연장되는 에지형 카드 또는 컨넥터를 갖는 인쇄 회로 기판에 대한 어셈블리를 가능하게 하는 것에 관한 것이다.

또한, 예를 들어, 미국 특허 제 5,436,803 호 및 제 5,005,106 호에 개시된 엔클로저의 목적은 분리가능한 컨넥터를 수용하지 않는 가요성 구조물내에 EMI 차폐를 제공하는 것이다. 더욱이, 이 관련 기술은 전자 제품의 장기간의 환경적 보호를 보장하기 위해 기밀 밀폐를 제공하는 것을 개시하고 있지 않고, 가요성 엔클로저의 설계를 개시하지도 않으며, 기밀 밀폐를 제공하기 위한 적절한 봉인 방법을 개시하고 있지도 않다. 전형적으로, 밀폐률은 1X10^-8㎠/sec 이하의 헬륨 누출률로서 정의된다. 본 명세서에서는 이 기술적 용어를 매우 낮은 투자율을 일반적으로 정의하기 위해 사용한다. 또한, 엔클로저의 금속화된 층은 통상 엔클로저의 내부 또는 외부 표면상에 노출되어 접지에 영향을 미치거나 전도성을 증강시킨다. 그러나 가혹한 환경에서 노출된 금속 표면은 부식된다.

따라서 금속화된 가요성 엔클로저 및 비용면에서 효율적이고 고용량 제품에 이용가능하며 분리가능한 컨넥터와 함께 이용하기에 적합한 전자 제품의 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐시키는 방법을 제공하는 것이 유리하다.

본 발명의 목적은 전자 제품의 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐를 위한 금속화된 가요성 엔클로저를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 적어도 하나의 금속층을 갖는 복수층의 재료 시트를 포함하는, 전자 제품을 위한 금속화된 가요성 엔클로저를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비용면에서 효율적이고 고용량의 제품에 이용가능한, 전자 제품의 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 분리가능한 컨넥터를 구비한 전자 제품에 대한 복수층의 가요성 엔클로저 어셈블리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 PCB 회로의 전기적 접지에 금속화된 층을 직접 접속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속화된 가요성 엔클로저 및 전자 장치를 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 평면 Ⅱ-Ⅱ를 따른 횡단면도.

도 3은 도 1에서 평면 Ⅲ-Ⅲ을 따른 횡단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수층의 재료 시트의 평면도.

도 5는 도 4에 도시된 복수층 재료 시트의 횡단면도.

도 6은 도 4에 도시된 복수층 재료 시트의 횡단면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예를 이용한 후의 금속화된 가요성 엔클로저 및 전자 장치의 횡단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

5 : 어셈블리 10 : 인쇄 회로 기판

20 : 분리가능한 컨넥터 40 : 접지 패드

50 : 금속화된 가요성 엔클로저 52 : 금속층

53 : 외측 중합체 층 54 : 내측 중합체 층

60 : PCB 영역

이들 및 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 복수층의 재료 시트로 제조된 금속화된 가요성 엔클로저를 개시한다. 본 발명에 따른 복수층의 재료 시트는 확산 장벽 특성을 제공하기 위해 엔클로저의 외부 표면을 형성하는 적어도 하나의 중합체 층과, 이 중합체 층에 인접하는, 전자파 방출 차폐 특성을 제공하기 위한 적어도 하나의 금속 층과, 이 엔클로저를 전자 장치에 접착하기 위한 엔클로저의 내부 표면을 형성하는 전기적 절연 접착 층을 포함한다. 엔클로저는 전자 제품, 어셈블리 또는 PCB에 기밀 밀폐되어 장기간의 환경적 보호를 제공한다. 엔클로저는 또한 복수층 재료 시트의 금속층을 전자 제품 또는 어셈블리의 전기적 접지에 접속한다. 따라서, PCB의 분리가능한 컨넥터에 대한 액세스를 가능하게 하면서 PCB 전자 부품의 환경적 보호 및 EMI 차폐가 수행된다.

본 발명은 또한 다수의 전자 부품 및 분리가능한 컨넥터를 구비하는 전자 장치의 장기간의 환경적 보호 및 전자파 간섭을 차폐하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은 (1) 적어도 하나의 금속층을 갖는 복수층의 재료 시트를 제공하는 단계와, (2) 이 재료 시트를 관형 구조로 형성하는 단계와, (3) 이 재료 시트로 형성된 관형 구조물내로 전자 부품을 갖는 PCB를 삽입하는 단계와, (4) 분리가능한 컨넥터가 이 재료 시트내의 개구 아래로 위치되도록 PCB를 인덱싱(index) 및 위치지정하는 단계와, (5) 이 재료 시트내의 개구를 통해 분리가능한 컨넥터를 노출시키는 단계와, (6) PCB에 대해 관형 구조물을 압착하여 재료 시트와 PCB간을 접착시키는 단계와, (7) 엔클로저의 금속층을 PCB의 전기적 접지에 접속하는 단계와, (8) 금속화된 가요성 엔클로저를 형성하도록 재료 층의 에지를 주름을 잡아 접속하는 단계와, (9) 엔클로저를 기밀 밀폐하는 단계를 포함한다.

상술한 방법을 이용하면, 금속화된 가요성 엔클로저를 이용한 어셈블 리가 전자 부품을 둘러싸고 분리가능한 컨넥터에 대한 액세스를 유지하면서 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐를 제공한다.

본 발명의 이들 및 다른 측면과 장점은 첨부된 도면을 참조하여 개시되며, 본 발명의 바람직한 실시예를 개시하는 이후의 상세한 설명으로부터 명백해진다.

전반적으로, 본 발명은 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐 능력을 제공하기 위해 전자 제품을 둘러싸면서 접착된 금속화된 가요성 엔클로저를 포함하는 어셈블리를 제공한다. 도 1, 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어셈블리(5)가 도시된다.

도 1에서, 어셈블리(5)는 분리가능한 컨넥터(20)를 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)(10)를 포함하는 전자 어셈블리를 포함한다. 분리가능한 컨넥터(20)는, 예를 들면, 프레스-피트 삽입 및 실꿰듯이 맞물린 암수 컨넥터를 포함한다. 비-분리가능 컨넥터는 영구적으로 부착된 컨넥터로서, 예를 들면, 회로 보드에 납땜된 와이어 리드 또는 접착제로 결합된 컨넥터이다. 또한, PCB(10)는 종래의 방법으로 제조될 수 있다. 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 주변 영역(30) 주위 및 분리가능한 컨넥터(20)를 둘러싸는 PCB 영역(60)에 봉인되어 실질적으로 기밀 밀폐를 형성한다. 복수층 엔클로저(50)내의 금속층(52)(도 5 참조)은 주변 영역(30) 및 PCB 영역(60)에서 전기적 접속을 형성한다. 전기적 접속을 위해 PCB 영역(60)상에 노출된 접지 패드(40)가 마련된다. 금속화된 가요성 엔클로저(50)내의 개구(70)는 분리가능한 컨넥터(20)가 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 통해 연장할 수 있게 하여 상호접속 액세스를 용이하게 한다.

금속화된 가요성 엔클로저(50)는 분리가능한 컨넥터(20)를 바로 인접하여 둘러싸는 접착 영역(75)에서 또는 전체 PCB 영역(60)에 걸쳐 PCB(10)에 접착되어 환경적 및 기밀 밀폐를 제공한다. EMI 차폐 능력을 강화하기 위해 분리가능한 컨넥터(20) 주위가 접착되어 금속화된 가요성 엔클로저(50)내의 금속층(52)(도 5 참조) 및 이 분리가능한 컨넥터(20)를 둘러싸는 접착 영역(75)간에 전기적 접속이 이루어진다. 이것은 이후 설명되는 바와 같은 전도성 접착 등에 의해 성취될 수 있다. 대안적으로, 복수층 금속화된 가요성 엔클로저(50)상으로 적층되거나 프린트되는 다른 접착 재료 및 합성물이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 기계적 고정기구 또는 다른 금속 접착 방법이 이용될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 PCB(10)가 포함된 어셈블리(5)를 통한 평면 Ⅱ-Ⅱ를 가로질러 도시한 횡단면도이다. 본 실시예에서, 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 PCB(10)를 둘러싸며 내부 부품(11) 위로 느슨하게 설치된다. 이후 설명되는 바와 같이, 엔클로저(50)는 또한 내부 부품(11)의 형상에 적합하도록 조립될 수 있다.

도 3은 분리가능한 컨넥터(20)와 교차하는 평면 Ⅲ-Ⅲ을 가로질러 도시한 어셈블리(5)의 횡단면도이다. 금속화된 가요성 엔클로저(50)가 컨넥터에 바로 인접하는 위치(61)에는 물론 PCB(10)의 폭으로 연장되는 PCB 영역(60) 위로 PCB(10)에 접착된 것으로 도시되어 있다.

금속화된 가요성 엔클로저(50)의 세부 구조는 도 4, 5 및 6에 도시된다. 엔클로저(50)는 바람직하기로는, 부식성 가스 및 수증기와 같은 관련된 환경적 위협에 대해 다양한 바람직한 장벽 특성을 위해 선택된 중합체 재료로 된 복수의 층(53, 54)을 적층하므로써 형성된다. 폴리에틸렌과 같은 중합체 재료, SURLYN^®와 같은 이오노머(ionomer), 폴리비닐리덴 클로라이드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 이용될 수 있다. 또한, 당분야에 숙련된 자라면 중합체 재료로 된 부가의 층(56, 57)이 환경적 위협, 물리적 완결성을 위해 또는 제조 효율을 위해 구비될 수 있음을 알 것이다. 내측 중합체 층(54)은 바람직하기로는 또한 가열 밀폐될 수 있는 폴리에틸렌과 같은 전기적으로 절연성의 열가소성 재료이다. 당분야에 숙련된 자에게 잘 알려진 다른 적절한 재료가 또한 사용될 수 있다. 이것은 봉인된 엔클로저내에서 부품의 부주의한 전기적 접속을 방지한다.

중합체 층(53, 54, 56, 57)에 부가하여 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 이 금속화된 가요성 엔클로저(50)내에 배치된 적어도 하나의 금속층(52)을 포함한다. 이 금속층(52)은 부식성 가스 및 수증기와 같은 환경적 위협의 확산에 대한 장벽을 제공함은 물론, PCB(10) 및 내부 부품(11)(도 2 참조)에 대한 EMI 차폐를 가능하게 한다. 적합한 확산 장벽 특성을 제공하기 위해, 금속층(52)은 실질적으로 핀 구멍조차 없어서 실질적으로 불침투성의 확산 장벽을 제공해야 한다. 이러한 이유로, 금속층(52)은 0.35밀리 이하 두께를 갖는 적층된 호일인 것이 바람직하다. 대안적으로, 예를 들면, 증착법 및 당분야에 숙련된 자에게 잘 알려진 다른 방법으로 중합체 층 표면상에 금속 막이 증착될 수 있다. 이러한 적용의 경우 확산 장벽 특성에 대한 금속층의 품질은 금속층의 절대 두께보다 중요하다. 참조로, 1.5밀리의 알루미늄 호일은 실질적으로 불침투성 확산 장벽을 제공하는 것으로 고찰되었다.

부가의 확산 장벽 및 EMI 보호를 제공하기 위해, 둘 이상의 금속층이 금속화된 가요성 엔클로저(50)내에 마련될 수도 있다. 이 금속층(52)은 바람직하기로는 저가이고 폭넓은 이용도를 갖는 알루미늄으로 제조된다. 그러나 구리, 니켈 등과 같은 다른 전기적 전도성 금속이 또한 이용될 수 있음을 알아야 한다.

도 4, 5 및 6에서, 금속층(52)에 인접하는 외측 중합체 층(53)은 금속층(52)의 특정 영역을 노출시키도록 패터닝될 수 있다. 금속층(52)의 노출 영역은 금속 대 금속 접촉 형성을 가능하게 하여 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 강화된 확산 장벽 특성은 물론 EMI 차폐 능력을 제공한다. 금속층(52)은 다음과 같은 위치, 즉, 1) 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 대향 측면, 2) 분리가능한 컨넥터(20)에 인접하는 영역(71)에, 3) 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 대향하는 측면을 따라 중간 또는 인접하는 영역(59), 4) PCB(10)상의 접지 패드(42) 위치에서 노출될 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 당분야에 숙련된 자라면 본 발명이 단지 앞서 언급된 영역에서만 금속층(52)을 노출시키는데 국한되지 않으며 다른 위치에서도 금속층(52)을 노출시켜 실시될 수 있음을 이해할 것이다.

분리가능한 컨넥터(20)를 노출시키기 위한 위치는 중합체 층(53, 54, 56, 57) 및 금속층(52)내에, 예를 들면, 구멍을 뚫어 개구(70)를 형성하고, 계속해서 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 금속층(52)에 대해 패터닝된 중합체 층(53, 54, 56, 57)을 적층하므로써 형성될 수 있다. 또한, 개구(70)는 관형 구조물내로 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 형성하기 전에 다이스 틀로 적절한 구멍을 잘라내므로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 중합체 표면 막이 액상의 접착제를 이용하여 적절한 위치에 프린트된 후 계속해서 잘 알려진 방법으로 건조 또는 경화될 수 있다.

도 4는 단일의 금속화된 가요성 엔클로저(50)만을 도시하고 있지만, 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 조립하는 본 방법은 경제적인 반연속 프로세스일 수 있다. 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 제조하는 특정의 방법 및 반연속적인 프로세스로 개구(70)를 제공하는 수단은 당분야에 숙련된 자에게는 잘 알려져 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 어셈블리(50)를 제공하는 방법이 이제부터 설명된다.

도 7을 참조하면, 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 우선 관형으로 형성되며, PCB(10) 및 분리가능한 컨넥터(20)를 포함하는 전자 장치가 이 관내로 삽입된다. 도시된 바와 같이, 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 세 개의 층, 즉, 1) 내측 중합체 층(54), 2) 매립된 금속층(52), 3) 외측 중합체 층(53)을 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 중합체 층(53, 54)은 주변 영역(30) 및 PCB 영역(60)에서 봉인 형성될 수 있는 중합체 재료를 포함한다. 예를 들면, 내측 중합체 층(54) 및 외측 중합체 층(53)은 모두 열가소성 또는 가열에 의해 봉인가능한 다른 재료로 제조될 수 있다. 대안적으로, 복수층 시트의 표면상에 접착제가 프린트될 수도 있다. 이들 중합체 층(53, 54)은 또한 전기적으로 절연성으로서, 이에 의해 금속층(52)이 외부 또는 내부 부품, 예를 들면, PCB(10)상의 능동 전자 회로에 대해 원하지 않는 전기적 접속을 형성하는 것을 방지한다.

다음으로, 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 이들 층(52, 53, 54)은 솔기(80)를 따라 열접착에 의해 직접 접착되어 금속 접착 및 중합체 봉인을 형성하므로써 완전한 EMI 차폐 능력 및 기밀 밀폐를 제공한다. 대안적으로, 이 솔기(80)에서의 금속 접착은 압착을 이용한 열 또는 초음파 접착에 의해 형성될 수 있다. 중합체 봉인은 또한 열압착에 의해 형성될 수 있다. 부가적으로, 솔기(80)의 금속 접착 강도 및 금속 대 금속 접착을 강화하기 위해 주름이 형성될 수 있다. 솔기(80)의 폭은 바람직한 성능을 제공하도록 선택된다. 당분야에 숙련된 자라면 다른 접착 위치 및 방법이 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

그리고 나서, 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 단부에서 주변 영역(30)(도 1 참조)내의 봉인은 또한 솔기(80)에 대해 앞서 설명된 것과 유사한 방법으로 형성된다. 금속층(52)의 전기적 접촉은 접착 처리동안 금속층(52)을 기계적으로 접속하므로써 또는 측면(58) 및, 예를 들면, 내측 중합체 층(54) 표면의 영역(59)내에 개구를 노출시키므로써 수행될 수 있다. 측면(58) 및 영역(59)내 개구의 간격 및 크기는 EMI 차폐 능력 요건에 의해 결정된다. EMI 차폐 능력을 강화하기 위해 가요성 엔클로저의 주변 둘레에 연속적인 금속 대 금속 봉인을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 금속층(52)과 PCB 전기적 접지 패드(40)간의 전기적 접촉은 가요성 엔클로저(50)의 내측 중합체 층(54)내의 영역(개구)(42)에 의해 제공된다.

다음으로, 분리가능한 컨넥터(20)가 금속화된 가요성 엔클로저(50)내의 제각기의 개구(70) 아래에 위치되도록 전자 장치가 인덱싱 및 위치된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 다음으로 관형 구조물의 측면이 컨넥터(20)가 금속화된 가요성 엔클로저(50)내 개구(70)를 통해 연장하도록 외측으로 끌어당겨진다. 분리가능한 컨넥터(20)를 수용할 수 있는 공동을 갖는 가열된 압반(미도시됨)이 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 향해 눌려져 PCB(10)를 향해 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 압착하므로써 접착성 접합이 형성된다. 동시에, 금속층(52)과 접지 패드(40)간의 전기적 접속은 열압착 접착, 기계적 고정, 전도성 접착제 등을 사용하므로써 이루어질 수 있다. 그리고 나서, 관의 단부를 앞서 설명된 바와 같이 주름을 잡아 봉인하므로써 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 형성한다.

금속화된 가요성 엔클로저(50)를 전자 제품 주위로 느슨하게 정합시키는 것보다는 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 내부 부품(11)의 형상에 정합시키는 것이 바람직할 수도 있다. 가열된 공기주머니 또는 압착가능 재료를 이용한 진공 적층 구조물을 이용하면 금속화된 가요성 엔클로저(50)가 내부 부품(11)에 대해 눌려지도록 할 수 있다. 봉인 처리동안 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 또한 질소 가스와 같은 불활성 가스로 채워질 수 있고, 또는 내부 부품(11)에 대해 비부식성 대기 조건을 제공하기 위해 건조 공기로 채워질 수 있다. 부품을 진공으로 팩하고 또는 금속화된 가요성 엔클로저를 봉인하기 전에 전자 제품에 가스를 제거하기 위해 진공장치를 이용하여 주위의 공기를 제거하는 것이 바람직할 수도 있다.

도 7에서 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 내측 중합체 층(54)은 내측 중합체 층(54)이 PCB(10)의 에지를 따라 PCB 영역(60)(도 1 참조)에서 PCB(10)에 대해 직접 용융하도록 열 접착된다. 그러나 다른 접착 시스템 및 방법이 이용될 수 있음이 예상된다. 예를 들면, 열감지 접착 재료가 내측 중합체 층(54) 상부에서 금속화된 가요성 엔클로저(50)에 도포되거나 또는 접착제가 적절한 접착 위치에서 PCB(10)에 도포될 수 있다. 이와는 달리, 전체 PCB 영역(60)에 걸쳐서 보다는 오히려 컨넥터에 인접한 영역(61)에서 PCB(10)에 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 접착하는 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 당분야에 숙련된 자라면 금속화된 가요성 엔클로저(50)가 앞서 언급되지 않은 다른 위치에서 PCB(10)에 접착될 수 있음을 알 것이다.

전자 제품에 의해 발생된 열은 불가피하게 금속화된 가요성 엔클로저(50)내에 존재하기 마련이다. 결과적으로, 금속화된 가요성 엔클로저(50)내의 환경 온도는 증가하게 된다. 이러한 금속화된 가요성 엔클로저(50)내의 온도는 전자 부품에 악영향을 미치지 않도록 제어될 수 있다. 또한, 가요성 엔클로저(50)의 내측과 외측간의 열변화는 수증기와 같은 감염물의 침입을 방지할 수 있는 부가의 긍정적인 장애물로서 작용할 수 있다. 과다한 열의 경우를 고려하면, 열을 효율적으로 제거하기 위한 메카니즘이 이용될 수 있다. 예를 들면, 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 외부에 위치된 열 싱크(미도시됨)가 PCB(10)상의 열발생 부품에 대해 부착 또는 압착될 수 있다. 대안적으로, 금속층(52)이 열 싱크가 있건 없건 상관없이 열 전달을 용이하게 하도록 앞서 설명된 바와 같이 노출될 수 있다. 따라서, 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 실질적으로 영구적이면서 어셈블리(50)의 PCB(10) 및 내부 부품(11)에 대해 감염물이 침입할 수 없게 된다. 이와 같이 금속화된 가요성 엔클로저(50)는 PCB(10) 및 내부 부품(11)에 대해서는 분리가능한 컨넥터(20)만이 액세스하게 되어 장기간 또는 제품 사용기간동안 PCB(10)에 대한 환경적 물리적 보호를 제공한다.

금속화된 가요성 엔클로저(50)는 수리 또는 수명종료 처리를 위해 분리될 수 있으나, 금속화된 가요성 엔클로저(50)의 분리는 PCB(10) 및 내부 부품(11)의 장기간의 환경적 물리적 보호를 손살시킬 수 있으므로 권장되지 않는다. 또한, 환경에 대한 봉인의 완결성을 보장하기 위해 금속화된 가요성 엔클로저(50)를 손상시킬 수 있는 어셈블리(5)에 대한 탑재 방법은 피해야 함이 권장된다. 대신에, 전기 시스템(미도시됨)에 대해 어셈블리(5)를 고정하기 위해 슬라이딩 탑재 또는 압착 메카니즘(미도시됨)이 바람직하다.

이상 본 발명이 특정의 실시예로 설명되었지만, 당분야에 숙련된 자라면 다수의 대안, 변경 및 수정이 가능함이 분명하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시일 뿐 제한적이지 않은 것으로 의도되며, 첨부된 특허 청구 범위에 한정된 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있다.

본 발명에 제 1 측면에 따르면, 전자 제품의 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐를 위한 금속화된 가요성 엔클로저가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 금속층을 갖는 복수층의 재료 시트를 포함하는, 전자 제품을 위한 금속화된 가요성 엔클로저가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 비용면에서 효율적이고 고용량의 제품에 이용가능한, 전자 제품의 장기간의 환경적 보호 및 EMI 차폐 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 분리가능한 컨넥터를 구비한 전자 제품에 대한 복수층의 가요성 엔클로저 어셈블리 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, PCB 회로의 전기적 접지에 금속화된 층을 직접 접속된다.

Claims

부품 및 전기적 접지를 포함하는 인쇄 회로 기판(a printed circuit board;PCB)과, 상기 PCB를 담기 위한 금속화된 가요성 엔클로저를 포함하는 전자 어셈블리에 있어서,

상기 금속화된 가요성 엔클로저는,

상기 PCB의 전기적 접지와 전기적으로 접속된 적어도 하나의 금속층과,

상기 PCB로부터 상기 적어도 하나의 금속층을 분리하는 적어도 하나의 중합체층, 및

PCB의 분리 가능한 컨넥터가 상기 금속화된 가요성 엔클로저를 통해 연장될 수 있도록 하는 상기 금속화된 가요성 엔클로저 내의 개구를 포함하되,

상기 금속화된 가요성 엔클로저는, 상기 PCB에 점착성으로 접착되어 기밀 밀폐되고, 환경적 보호 능력, 전자파 간섭 차폐 능력 및 상기 분리가능한 컨넥터에 대한 기계적 액세스를 가능하게 함과 동시에 전자파 간섭 차폐 능력을 포함하며, 상기 점착성 접촉을 제공하는 적어도 하나의 중합 재료 층을 포함하는 전자 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 금속층은 상기 금속화된 가요성 엔클로저의 전기적으로 절연성의 내측 중합체 층과 외측 중합체 층 사이에 배치되는 전자 어셈블리.
제 2 항에 있어서,

상기 금속층에 인접하는 상기 내측 중합체 층은 기밀 밀폐를 형성하고 상기 금속층을 노출시키도록 패터닝되어 상기 금속층이 상기 전기적 접지에 전기적으로 접촉할 수 있게 하는 전자 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 금속층은 실질적으로 핀 구멍조차 없고 실질적으로 불침투성의 확산 장벽을 제공하는 전자 어셈블리.
전자 부품과 분리가능한 컨넥터를 갖는 전자 회로에 환경적 보호 및 전자파 차폐를 제공하는 금속화된 가요성 엔클로저에 있어서,

상기 금속화된 가요성 엔클로저에 확산 장벽 특성을 제공하는 다수의 중합체 재료 층으로서, 상기 금속화된 가요성 엔클로저는 상기 다수의 중합체 재료 층중 적어도 하나의 중합체 재료 층에 의해 기밀 밀폐되는 상기 다수의 중합체 재료 층과,

상기 금속화된 가요성 엔클로저에 대해 확산 장벽 특성 및 전자파 간섭 차폐 능력을 제공하기 위해 상기 다수의 중합체 재료 층 사이에 배치되는 적어도 하나의 금속층

을 포함하되,

상기 금속화된 가요성 엔클로저는 상기 분리가능한 컨넥터에 대한 기계적 액세스를 가능하게 하면서 상기 전기 부품에 대해 환경적 보호 및 전자파 간섭 차폐를 제공하는 금속화된 가요성 엔클로저.
제 5 항에 있어서,

상기 분리가능한 컨넥터를 노출시키기 위한 개구를 더 포함하는 금속화된 가요성 엔클로저.
제 5 항에 있어서,

상기 금속층은 실질적으로 핀 구멍조차 없고 실질적으로 불침투성의 확산 장벽을 제공하는 금속화된 가요성 엔클로저.
제 5 항에 있어서,

상기 금속층은 알루미늄으로 제조되는 금속화된 가요성 엔클로저.
제 5 항에 있어서,

상기 다수의 중합체 재료 층중 하나의 중합체 재료 층은 상기 전자 부품에 접착제에 의해 접합되고 상기 적어도 하나의 금속층을 노출시킬 수 있는 전기적으로 절연성의 내측 층을 포함하는 금속화된 가요성 엔클로저.
제 5 항에 있어서,

상기 복수의 중합체 재료 층은 폴리에틸렌, 이오노머, 폴리비닐리덴 클로라이드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성되는 그룹중 적어도 하나로 이루어지는 금속화된 가요성 엔클로저.
전자 부품 및 그 위에 분리가능한 컨넥터를 구비한 인쇄 회로 기판을 포함하는 전자 어셈블리를 보호하는 방법에 있어서,

적어도 하나의 금속층 및 점착층을 포함하고 그 내부에 다수의 개구가 형성된 재료 층을 관형 구조물로 형성하는 단계와,

상기 PCB를 상기 관형 구조물내로 삽입하는 단계와,

상기 분리가능한 컨넥터가 상기 관형 구조물내 개구 아래에 위치되도록 상기 PCB를 인덱싱 및 위치지정하는 단계와,

상기 분리가능한 컨넥터를 상기 관형 구조물내의 개구를 통해 노출시키는 단계와,

상기 관형 구조물과 상기 PCB간에 접착성 접합이 형성되도록 상기 PCB에 대해 상기 관형 구조물을 압착시키는 단계와,

상기 PCB를 둘러싼 상기 금속층의 주변 영역을 상기 PCB의 회로 접지에 접속하는 단계와,

상기 재료 층을 주름을 잡거나 접속하므로써 금속화된 가요성 엔클로저를 형성하는 단계와,

상기 금속화된 가요성 엔클로저를 기밀 밀폐를 형성하도록 봉인하는 단계

를 포함하되,

상기 금속화된 가요성 엔클로저는 상기 분리가능한 컨넥터에 대한 기계적 액세스를 가능하게 하면서 환경적 보호와 전자파 간섭 차폐를 제공하는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전자 부품에 대해 상기 관형 구조물을 프레스하기 위해 상기 관형 구조물을 진공 적층하는 단계를 더 포함하는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 봉인하는 단계동안 상기 금속화된 가요성 엔클로저를 가스로 채우는 단계를 더 포함하는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 금속층은 상기 접속하는 단계에서 전도성 접착제를 사용하여 접속되는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 관형 구조물은 상기 봉인하는 단계에서 주름을 형성하는 도구를 사용하여 봉인되는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 관형 구조물은 상기 봉인하는 단계에서 열을 사용하여 봉인되는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 관형 구조물은 상기 봉인하는 단계에서 초음파를 사용하여 봉인되는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 금속층은 상기 접속하는 단계에서 초음파 접착을 사용하여 접속되는 전자 어셈블리 보호 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 봉인하는 단계 이전에 상기 PCB 위로 금속 시트를 겹쳐 형성하는 단계를 더 포함하는 전자 어셈블리 보호 방법.