KR100337283B1 - 인쇄회로기판상에장착하는2부품전자기방사차폐장치 - Google Patents

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Abstract

인쇄 회로 기판(PCB)상에 실장하는 2개의 부분으로 된 전자기 방사 차폐 장치. 장치(10)는 차폐를 요구하는 전기 또는 전자 부품, 및 닫히는 캔 또는 커버 부재(1)를 수납하는 개방 프레임 부재(6)를 구비한다. 프레임 및 커버 부재(6; 1)는 전기적인 전도 재료로부터 구성되고 서로 잡아지기 위해 사용된 주변 측면(7; 3)을 가져서 사용할 때 프레임 및 커버 부재(6; 1)는 닫히는 장치에서 부품을 포위한다. 프레임 및 커버 부재(6; 1)의 주변 측면(7; 3)은 연속적으로 잡는 힘이 부재(1; 6)의 주변 측면(3; 7)의 맞닿는 에찌(5; 11)에서 프레임 및 커버 부재(6; 1)간의 둘레(circumferential)의 전기적인 접촉부(13)를 설정 및 유지하기 위해 가해지는(14) 형태를 갖는다. 분리된 기계적(14) 및 전기적(13) 맞물림은 최적의 전자기 적합성(EMC) 차폐로 구비된다.

Description

인쇄 회로 기판 상에 장착하는 2 부품 전자기 방사 차폐 장치
본 발명은 전자기 방사의 차폐에 관한 것으로써, 특히 인쇄 회로 기판 상의 전기 또는 전자 구성 요소를 차폐하는 장치에 관한 것이다.
현재의 전기 통신 시스템에서, 특히, 셀룰러 및 코드리스(cordless) 무선 전기 통신용 시스템에서는, GHz 무선 주파수(RF) 대역의 주파수에서 동작하는 송수신기(transceiver)가 사용되고 있다.
전자기 방사원 근처의 전기 또는 전자 구성 요소 및 장치들이 임의의 레벨의 전자기 방사에 노출되는 경우 오작동 상태로 구동하는 것이 공지되어 있다.
RF 대역에서 동작하는 전기 통신용 송수신기의 발진기와 같은 장치 또는 다른 장치로부터의 원하지 않는 전자기 방사의 영향을 가능한 한 피하기 위하여, 방사원 또는 방사원을 통합하고 있는 송수신기와 같은 장치를 적절한 하우징 내에 넣음(encasing)으로써 상기 방사원을 차폐하는 것이 공지되어 있다. 그러한 하우징은 고레벨의 자속(magnetic flux)을 집중시키는 능력을 갖는 전도성 재료로 일반적으로 형성된다. 따라서, 상기 전자기 방사가 상기 하우징을 빠져나가는 것이 방지된다.
반면에, 전자계에 민감한 전기 또는 전자 구성 요소를 케이스에 넣어서, 자기, 전기 또는 전자계가 그러한 케이스를 통하여 전자 구성 요소에 도달하는 것을 막을 수 있다. 또한, 전자기 방사를 차폐하는 하우징은 패러데이 케이지(Faraday cages)로서 공지되어 있다.
US-A-5,339,222호는 완성된 PCB를 수용하는 2 부품 전자기 방사 차폐 하우징을 개시한다.
GB-A-2,285,181호는 사용 시에, 차폐에 필요한 구성 요소가 차폐 장치 및 전기적으로 상기 장치를 접속하는 PCB의 신호 접지층에 의해 완전히 둘러싸여 밀폐되도록 PCB에 장착하는 2 부품 차폐 장치를 개시한다. 이들 구성 요소는 전자기 방사원 또는 전자계에 치명적인 구성 요소일 수 있다.
GHz 범위의 주파수를 사용하는 현재의 경향에서는 이동 전화기 또는 코드리스 전화기 및 실내용의 (소형) 기지국과 같은 장치의 표유 전자기 레벨(electro-magnetic stray field level)에 대한 정부의 규제가 심하기 때문에, 현재 사용 가능한 차폐 장치는 장래에 요구하는 전자기 적합성(Electro Magnetic Compatibility)(EMC) 요건을 충족시키는데 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 GHz RF 범위 이상의 주파수를 효율적으로 차폐하는 PCB를 사용하는 개선된 전자기 방사 차폐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차폐를 필요로 하고 PCB상에 장착되어 있는 구성 요소 또는 다수의 구성 요소를 수용하고 PCB상에 장착하는 전자기 방사 차폐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 접기(folding) 및 드로잉(drawing)과 같은 일반 제조 기술에 의하여 한 조각의 시트 금속으로 제조될 수 있는 전자기 방사 차폐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적 및 장점은 차폐를 필요로 하는 전기 또는 전자 구성 요소를 수용하는 실질적으로 개방 프레임 부재 및 밀폐용 캔 또는 커버 부재를 포함하는, 인쇄 회로 기판(PCB)상에 장착하는 2 부품 전자기 방사 차폐 장치에 의해 제공된다. 프레임 및 커버 부재는 전기적으로 전도성 재료로 만들어지고, 사용할 때, 프레임과 커버 부재가 밀폐 장치의 PCB상에 장착된 구성 요소를 둘러싸도록 서로 그립(grip)하는데 적합한 주변 측면을 갖는다. 본 발명에 따르면, 프레임 및 커버 부재의 주변 측면은 사용할 때 지속적인 그립핑(gripping) 힘이 부재의 주변 측면의 대향 에지(edge)에서 프레임 및 커버 부재 사이에 원주 방향 전기적인 접촉을 형성 및 유지하도록 가해지게 되어 있는 형상을 갖는다.
본 발명의 설계에 있어서는, 프레임 부재와 커버 부재의 분리된 기계적 및 전기적인 접촉 맞물림이 얻어지므로, 자체의 목적을 최적화시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따르는 프레임 및 커버 부분의 설계에 의해 가해지는 지속적인 상호 기계적인 힘 하에서, 프레임 부재 및 커버 부재의 완전한 원주에 대한 전기적인 접촉 영역은 자체의 EMC 성능을 최대화하기 위해 설정된다. 이러한 접촉 영역에는 설계 시에 발생하는 임의의 홀 또는 갭이 없다. 프레임 및 커버 부재 중 어느 하나 또는 모두의 휨(warping)은 제공된 기계적인 힘에 의해 보상되어 평탄화된다.
본 발명에 따르는 설계에서, 프레임 및 커버 부재 사이의 전기적인 접촉은 주로 이들 부재의 대향 에지에 의해 제공되고, 둘째로 맞물려진 부재들을 유지하기 위한 주변 측면의 기계적 접촉에 의해 제공된다.
이것은 기계적 및 전기적인 접촉점이 동일하고, 사용할 때 프레임 부재의 평탄한 주변 측면에 맞물리는 커버 부재의 이격된 탄성 핑거(finger)에 의해 제공되는, GB-A-2,285,181에 의해 개시된 차폐 장치와 상이하다. 핑거 사이의 개구를 통해, 특히, GHz RF 주파수 대역의 주파수에서의 전자기 방사는 상기 장치에 의해 밀폐된 방사원으로부터 외부를 향해 누설하거나 상기 장치의 외부로부터 밀봉한 구성요소를 향해 누출시킬 수 있다. 2차적인 전기적인 접촉은 커버의 평탄한 최상부와 플렌지 부재의 내부 연장 평면 사이에 설정되어 있지만, 이러한 전기적인 접촉은 커버의 기계적인 쇼크 및 커버의 휨으로 인해 프레임과 커버의 맞물림이 느슨해져서 완전한 원주 방향의 전기적인 접촉이 이루어지지 않는다.
본 발명에서는, 이들 부재 중 하나 또는 모두의 기계적인 쇼크 또는 휨에 상관없이 프레임 및 커버 부재의 대향 에지 사이에 원주 방향으로 전기적인 접촉을 유지하기 위하여 지속적인 힘을 가한다. 본 발명에 따르는 장치의 바람직한 실시예에서, 이들 부재의 대향 에지는 맞물린 주변 측면을 가로질러 연장하는 접촉 플렌지를 포함한다. 이것은 버(burrs), 노치(notch) 및 스크래치로부터의 적은 기계적 불규칙성으로 인해 전기적인 접촉의 중단(interruptions)을 가능한 한 많이 감소시키는 것이다. 최적의 차폐 효과를 얻기 위해, 일반적으로 플렌지 및 한 조각의 재료로 밀폐된 외형으로 형성한 대향 에지를 가짐으로써, 사용할 때, 근본적으로 끊기지 않은 원주 방향의 전기적인 접촉을 설정하여 유지하는 것이 바람직하다.
최적의 차폐 효과를 얻기 위해서는, PCB 부근에 가능한 근접하게 전기적인 접촉을 갖는 것이 더 좋다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르는 장치의 실시예에서, 대향 에지는 사용할 때 PCB 부근에 있는 주변 측면의 프레임 부재의 에지 및 커버 부재의 주변 측면의 자유 에지에 의해 제공된다. 따라서, 사용시에, 대향 에지 사이의 전기적 접촉은 PCB 근처에 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 프레임 부재는 커버 부재를 수용하기 위해 배열된다.
본 발명에 따르는 차폐 장치의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 이들 부재중 하나의 주변 측면은 경사단(bevelled step)을 포함하고, 나머지 부재의 주변 측면은 탄성부를 포함하므로, 사용할 때 상기 경사단 및 탄성부가 서로 맞물려서 이들 부재에 힘을 가하여 밀폐 구조로 만든다.
즉, 경사단 및 탄성부는 사용할 때 상기 경사단의 맞물림에 의해 탄성부가 부재들을 밀폐하는 방향으로 힘을 가하여, 부재들의 대향 에지 사이에 강력한 접촉을 제공하고 유지하도록 형성된다.
프레임 및 커버 부재의 장착을 용이하게 하기 위해, 탄성부가 얕은 V 형태를 취할 수 있으므로, 사용할 때 V 부분이 경사단에 맞물린다.
상기 프레임 및 커버 부재의 기계적 및 전기적 접촉의 분리로 인해, 탄성부는 이격된 탄성 핑거 사이의 공간을 통해 RF 누설의 위험이 없이 각 부재의 주변 측면에서 연장하는 이격된 탄성 핑거에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, PCB에 대향하는 주변 측면의 에지에서, 프레임 부재는 PCB에 표면 장착(Surface Mounting ; SM)을 위해 배열된다. 차폐를 최적화하기 위해, 예컨대, PCB의 신호 접지층에 SM 땜납될 수 있는 원주 방향 플렌지(circumferential flange)를 제공함으로써, 프레임 부재의 완전한 원주에 SM용 수단을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 장치는 유리하게도 한 조각의 전기 전도성 시트 금속으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 프레임 부재는 접기에 의해 형성되고, 커버 부재는 시트 금속으로부터 드로잉에 의해 형성된다.
본 발명의 전술한 및 다른 특징 및 장점은 첨부하는 도면을 참조하여 아래의설명에서 예시된다.
도 1은 본 발명에 따르는 차폐 장치의 커버 부재의 바람직한 실시예의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명에 따르는 차폐 장치의 프레임 부재의 바람직한 실시예의 개략적인 사시도.
도 3은 도 1 및 2에 따른 장착된 커버 부재 및 프레임 부재의 개략적인 사시도.
도 4는 도 3에 따라 장착된 차폐 장치의 일부분을 통하여 라인 IV-IV에 따라 커버 부재 및 프레임 부재의 전기 및 기계적인 접촉을 도시하는 확대 단면도.
도 5는 도 3에 도시되고, PCB상에 장착되며, 차폐할 필요가 있는 전자 구성 요소상의 전기를 차단하는 차폐 장치의 개략적인 사시도.
한정할 의도 없이, 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 예시 및 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 밀폐된 견고한 최상부 측면(2) 및 이 최상부 측면(2)에 접속하는 밀폐된 견고한 주변 측면(3)을 갖는 캔 또는 커버 부재(1)를 사시도로 도시한다. 상기 주변 측면(3)에는 경사단(4)이 제공되어, 최상부 측면(2)과 경사 단(4) 사이에서 커버 부재(1)의 일부분이 상기 주변 측면(3)의 경사단(4) 및 자유 에지(5)에 접속하는 커버 부재(1)의 부분보다 적은 치수를 갖는다.
도 2는 본 발명에 따라 이격된 탄성 핑거(fingers)가 연장하는 주변 측면(7)을 갖는 실질적으로 개방 프레임 부재(6)의 바람직한 실시예를 도시한다. 상기 탄성 핑거(8)는 슬릿(9)에 의해 분리되고, 얕은 V 형태를 취하며, 그 개구부는 프레임 부재(6)의 외부에 대향하고 있다.
도 3은 커버 부재(1) 및 프레임 부재(6)를 맞물린 밀폐 구조로 도시하며, 여기에서, 상기 커버 부재(1)는 상기 프레임 부재(6)에 의해 수용되어, 상기 탄성 핑거(8)가 그 경사단(4)에서 그 주변 측면(3)의 커버 부재(1)상에 그립핑 힘을 가한다.
도 4는 도 3의 라인 IV-IV를 따라 절단한 단면을 확대하여 도시한다. 예시할 목적으로, 상기 기계적 및 전기적인 접촉 또는 맞물림점이 각각 원(15 및 16)으로 표시되어 있다.
상기 핑거(8)는 화살표(12)로 표시된 방향으로 탄성이 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 핑거(8)는 그 경사단(4)에서 커버 부재(1)에 맞물리게(14)하여, 커버 부재(1)에 프레임 부재(6)와 밀폐 구조로 힘이 가해진다. 즉, 상기 도면의 평면에서 아래쪽으로 힘이 가해진다.
상기 커버 부재(1)상에 프레임 부재(6)에 의해 가해지는 지속적인 그립핑 힘으로 인해, 상기 커버 부재(1)의 자유 에지(5) 및 상기 프레임 부재(6)의 에지(11)는 서로 대향하여, 점(13)으로 개략적으로 표시한 바와 같이 상기 장치(10)의 전체 원주에 대향 에지(5 및 11) 사이에 설정된다.
본 발명에 따르면, 기계적인 접촉점(14) 및 전기적인 접촉점(13)은 분리되어, 그 각각은 그들의 목적을 위해 최적화될 수 있다, 즉, 커버 부재(1) 및 프레임 부재(6)를 밀폐 구조로 유지하기에 충분한 기계적인 힘을 제공하고, 상기 부재 사이에 원주 방향의 전기적인 접촉을 제공함으로써, 상기 차폐 장치를 투과하거나 빠져나가는 전자계를 방지하여 GHz RF 범위 이상의 주파수에 대한 전자기 적합성(EMC) 요건을 충족시킨다.
도시된 실시예에서, 커버 부재(1)의 휨은 탄성 핑거(8)에 의해 상기 커버 부재(1)상에 가해지는 기계적인 밀폐력으로 인해 전기적인 접촉(13)에 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 차폐 장치(10)의 대향 에지(5 및 11) 사이의 전기적인 접촉을 가능한 한 최적으로 달성하기 위하여, 상기 자유 에지(5) 및 에지(11)는 상기 부재(1, 6) 사이에 가능한 한 많은 접촉점을 갖는 저항이 낮은 원주 방향 전기 접촉을 설정하는 원주 방향 플렌지로서 제공된다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 프레임 부재(6)의 에지(11)에는 기계적인 강성을 향상시키기 위하여 상기 프레임 부재(6)의 코너에 큰 표면 영역이 제공된다. 상기 에지(11), 즉, 외부로 대향하는 표면은 상기 프레임 부재(6)를 장착하는 인쇄 회로 기판(PCB)(17)의 신호 접지층 또는 신호 접지 배선(18)과 같은 금속 층 또는 배선에 표면 장착(SM) 땜납에 의해 상기 프레임 부재를 고정하도록 또한 작용한다. 전기 또는 전자 구성 요소(19), 예컨대, 도 5에 점선으로 개략적으로 도시되어 있는 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit)(ASIC)는 차폐 장치(1) 및 신호 접지층(18)에 의해 완전히 밀폐된다. RF용의 PCB 설계 기술의 당업자는 신호층(18)이 다층 PCB의 중간 배선층 중 하나일 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
상기 커버 부재(1) 및 프레임 부재(6)는 각각 드로잉 및 접기에 의해 mu-금속(mu-metal)과 같은 한 조각의 시트 금속으로 형성될 수 있다. 전기적인 접촉점(13) 근처의 대향 에지(5, 11)에서의 첨예한 변이를 방지하는데 주의를 기울여야 한다.
본 발명에 따르는 차폐 장치는 커버 부재(1) 및 프레임 부재(6)를 밀폐 구조로 유지하기 위해 탄성 핑거(8)에 의해 가해지는 지속적인 기계적인 힘으로 인해 쇼크 등에 의해 전기적인 접촉(13)을 잃기는 쉽지 않다.
당업자는 다른 바람직한 실시예로부터 상기 커버 부재(1) 및 프레임 부재(6)의 주변 측면이 상호 변경될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 상기 프레임 부재(6)에는 경사단을 포함하는 밀폐 측면이 제공되는 반면, 상기 커버 부재의 주변 측면은 프레임 부재(6)의 경사단에 맞물리는 탄성 핑거(8)로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 전기적인 접촉은 PCB 근처에서 설정되는 것이 아니라 상기 커버 부재의 최상부 측면에서 설정된다. 또한, 프레임 부재(6)가 커버 부재(1)에 의해 수용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
EMC 성능을 최적화하기 위해, PCB(17) 근처의 부재(1, 6) 사이의 전기적인 접촉(13)이 바람직하다. 표면 장착 대신에, 상기 프레임 메모리의 에지(11)는 PCB(17)에 땜납하는 널리 공지된 핀 및 홀, 즉 그 배선(18)용으로 설계될 수도 있다.
본 발명의 목적을 위해, 탄성 핑거(8) 및 경사단(4) 대신에, 프레임 부재 및 커버 부재를 밀폐 접촉 구조로 유지하는 형태 밀폐체(form closure)의 다른 설계 방식을 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, GHz RF 범위 이상의 주파수를 효율적으로 차폐하는 PCB를 사용하는 개선된 전자기 방사 차폐 장치를 얻을 수 있다. 또한, 차폐를 필요로 하고 PCB상에 장착되어 있는 구성 요소 또는 다수의 구성 요소를 수용하고 PCB상에 장착하는 전자기 방사 차폐 장치를 얻을 수 있다. 더욱이, 접기(folding) 및 드로잉(drawing)과 같은 일반 제조 기술에 의하여 한 조각의 시트 금속으로 제조될 수 있는 전자기 방사 차폐 장치를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 인쇄 회로 기판(PCB)상에 장착하며, 상기 PCB 상에 장착되어 차폐를 필요로 하는 전기 또는 전자 구성 요소를 둘러싸는 2 부품 전자기 방사 차폐 장치에 있어서,
    개방 프레임 부재 및 밀폐 캔(can) 또는 커버 부재를 포함하는데, 상기 프레임 부재 및 상기 캔 또는 커버 부재는 전기 전도성 재료로 구성되고 하나의 밀폐 구조가 되도록 서로 그립(grip)하는 주변 측면을 가지며, 상기 프레임 부재 및 상기 캔 또는 커버 부재의 상기 주변 측면은 상기 부재의 상기 주변 측면의 대향 에지에서 상기 프레임 부재 및 상기 캔 또는 커버 부재 사이에 원주 방향의 전기적인 접촉이 설정되어 유지되도록 지속적인 그립핑 힘이 서로에 가해지도록 형성되며, 상기 하나의 부재의 주변 측면은 경사단(bevelled step)을 포함하고, 상기 나머지 부재의 상기 주변 측면은 탄성부를 포함하여, 상기 경사단 및 탄성부가 서로 맞물려서 상기 부재를 밀폐 구조로 만드는, 2 부품 전자기 방사 차폐 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부는 얕은 V 형태를 취하고, 상기 V 부분은 상기 경사단에 맞물리는 것을 특징으로 하는 2 부품 전자기 방사 차폐 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 부재의 상기 주변 측면으로부터 연장하는 이격된 탄성 핑거로 형성되는 것을 특징으로 하는 2 부품 전자기 방사 차폐 장치.
  4. 전기 구성 요소를 수용하는 전기 전도성 프레임과;
    상기 프레임을 덮는 전기 전도성 커버를 포함하는데, 상기 프레임 및 상기 커버 중 적어도 하나는 상기 프레임 및 상기 커버 중 나머지의 제 1 위치에 접촉하는 적어도 하나의 부재를 갖고, 상기 프레임 및 상기 커버는 상기 제 1 위치와 상이한 제 2 위치에서 서로 접촉하도록 구성되며, 상기 제 2 위치는 상기 프레임 및 상기 커버 중 적어도 하나의 전체 원주 에지를 따라 존재하고, 상기 부재는 상기 제 2 위치를 향해 상기 프레임 및 상기 커버 중의 상기 나머지를 바이어싱하며, 상기 커버는 경사단을 포함하고, 상기 경사단은 상기 제 1 위치를 정의하는, 전자기 방사 차폐 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임은 복수의 상기 부재를 포함하고, 상기 부재는 각각 플렌지를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기 방사 차폐 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임은 전기 구성 요소를 수용하고, 상기 커버는 상기 프레임을 덮으며, 상기 부재는 상기 제 1 위치에 접촉하고, 상기 프레임 및 상기 커버는 상기 제2 위치에서 서로 접촉하며, 상기 차폐 장치는 인쇄 회로 기판 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 전자기 방사 차폐 장치.
  7. 선행항중 어느 한 항에 있어서, 프레임 부재는 커버 부재를 수납하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 2개의 부분으로 된 전자기 방사 차폐 장치.
  8. 선행항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레임 부재의 상기 맞닿는 에찌가 사용할 때 PCB 부근에 있는 주변 측면의 에찌에 의해 구비되고, 상기 커버 부재의 상기 맞닿는 에찌는 그 주변 에찌의 자유 에찌에 의해 구비되어 사용할 때 상기 맞닿는 에찌간의 상기 전기적인 접촉이 PCB 부근에 구비되는 것을 특징으로 하는 2개의 부분으로 된 전자기 방사 차폐 장치.
  9. 선행항중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재들은 전기적인 전도성 시트 금속으로부터의 한 조각으로부터 형성되고, 상기 프레임 부재는 접음으로써 형성되고 상기 커버 부재는 상기 시트 금속으로부터 잡아당김에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 2개의 부분으로 된 전자기 방사 차폐 장치.
  10. 선행항중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재들의 상기 맞닿는 에찌는 둘레에서 방해안된 외형으로써 구비되는 것을 특징으로 하는 2개의 부분으로 된 전자기 방사 차폐 장치.
KR1019980007759A 1997-03-19 1998-03-09 인쇄회로기판상에장착하는2부품전자기방사차폐장치 KR100337283B1 (ko)

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EP97200822A EP0866648B1 (en) 1997-03-19 1997-03-19 A two-part electromagnetic radiation shielding device for mounting on a printed circuit board
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KR19980080042A KR19980080042A (ko) 1998-11-25
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