KR100356109B1 - 전기적차폐하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 방사하거나 전자 방사에 민감한 부품 또는 어셈블리(C)를 전자기 차폐하고 조절하는 전기 차폐 하우징(1)에 관한 것이다. 그 하우징(1)은 전기 차폐 벽과 함께 최소한 두 개의 부품(2,3)으로 구성되어 있고, 밀폐 요소(4)는 최소한 하나의 하우징 부품(2)상에 다른 하우징 부품(3)과의 접합 영역에서 접착하는 방식으로 제공된다. 그 밀폐 요소(4) 및 후자를 가지고 있는 하우징 부품(2)의 최소한 한 부분은 실질적으로 비전도성 재료로 구성되고, 전자기 차폐하기 위해, 그 접합부의 전체 폭위에 최소한 뻗어 있고 하우징 부품과 그 밀폐 요소(4)에 접착하고 있는 접착성 전기 전도층(6.1)으로 커버되어 있다.

Description

전기적 차폐 하우징{Electrically Screening Housing}

조립식 하우징 부품을 전도성 재료로 코팅함으로써, 예를 들어, 알루미늄으로 증착하거나 전도성 래커로 스프레이함으로써 전기적으로 비전도성인 재료, 특히 플라스틱으로 전기적 차폐 하우징을 만드는 것이 공지되어 있다("인조 합성 하우징과 EMV", 전자 산업 3 - 1992, P 42 참조). 이러한 하우징은 조립시 끼워지는 전도성 탄성 중합체로 구성된 조립식 실(seal)이 일반적으로 제공된다. 특허 DE 38 12 943 A1 은 홈과 혀 형상부사이에 위치한 이러한 종류의 조립식 실과 함께 섬유 강화 플라스틱의 내부 코팅 차폐 하우징을 기재하고 있다.

이동 전화의 급속한 보급으로 경제적인 의미를 특히 강조한 상기 유형의 하우징이 EP 0 629 114 B1 및 EP 0 654 962 A1에 또한 기재되어 있다.

본 발명은 청구항 1 의 상위 개념에 기재된 바에 따라서, 전자파 방사에 민감하거나 전자파를 방사하는 어셈블리를 전자기적으로 차폐하고 수용하는 전기적 차폐 하우징에 관한 것이다.

다른 특징이 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 아래에 충분히 설명되거나 종속항에 인용되어 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예로서 전자 회로를 전자기적으로 차폐하는 두 개의 하우징 부품으로 구성된 하우징을 도시하는 확대도,

도 2a 및 도 2b 는 두 개의 상이한 실시예에 따른 하우징 부품사이의 접합부의 영역에서 도 1 의 하우징 벽의 부품을 관통하는 단면도,

도 3 은 도 1 의 하우징의 다른 실시예를 도시하는 단면도, 및

도 4a 및 도 4b 는 (a) 밀폐 요소가 장력이 없는 상태 (b) 조립된 상태의 하우징을 가지는 다른 실시예의 하우징 부분을 도시하는 단면도.

여기서 설명된 하우징은, 조립된 상태에서 패러데이 케이지(cage) 및 (적어도 부분적으로) 그 하우징의 내부를 전기적으로 차폐하기 위해, 전기 전도성 물질로 구성된 두 부품으로 구성되어 있거나, 이러한 것으로 코팅되어 있다. 인접한 하우징 부품사이의 접합부의 영역에 그 하우징을 전자기적으로 차폐하기 위해, 전기 전도성이며 동시에 탄성인 물질로 구성되어 있으며 표면의 공차(公差)와 비평탄성에 적합한 차폐 실이 또한 있어, 결과적으로 그 하우징 내부의 고품질 차폐는 대규모 대량 생산에서 조차도 보장될 수 있다. 상기된 설명에 따라서, 이 차폐 실은 적어도 하나의 하우징 부품상에 직접 만들어지지만, 부가적인 지지체(carrier)가 또한 그 구성에 포함될 수 있다.

이 구성에 의해 그 하우징은 예를 들어, 하우징내의 배터리를 바꾸기 위해또는 유지 목적을 위해 쉽게 개방되고, 또한 그 차폐 효과를 유지하면서도 추후 쉽게 재봉인된다.

그러나, 차폐 실을 위한 재료를 만들 때, 고탄성, 고전도성, 및 가능한 최소의 재료비 사이에서 가장 좋은 절충안을 얻는 것이 특정 응용에서는 어렵다. 물리적인 관점에서 이로운 재료는 고비율의 은 분말로 채워진 플라스틱 화합물이지만, 이것은 상대적으로 비싸다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조하기에 값싼 상기 유형의 전기 차폐 하우징을 제공하는 것이다.

그 목적은 청구항 1 의 서론에 따른 하우징에서 시작하여, 청구항 1 의 특징부와 제조 공정면에서의 청구항 9 의 특징부로 얻게 된다.

본 발명은 비용을 절감하기 위해, 전체적으로 전기 전도성이며 동시에 유연한 재료로 차폐 실을 만드는 것이 아니라, 실제상 전기적으로 비전도성이지만연성(탄성)인 재료로 접합부상에 형성된 밀폐요소를 사용하여 접합부를 채우고, 그 하우징의 실질적으로 단단한 벽의 차폐물에 이음매없이 융합되고 이 밀폐에 부착되는 전기 전도성 재료의 층에 의해 접합부의 영역에서 전기 차폐를 얻는 기술을 포함하고 있다.

주요하게, 그 밀폐 요소는, 예를 들어 표면 비평탄성 또는 제조상 실수에 의해 야기된 하우징 부품사이의 기계적인 틈의 경우에 수분과 먼지로부터 그 하우징의 안쪽을 확실하게 보호하기 위해, 그리고 하우징 부품사이의 상대적인 운동을 방지하기 위해, 접합부의 틈을 채우는 기능을 가지고 있다. 그 밀폐 덩어리의 향상된 기계적인 특성의 결과로서, 그 하우징의 안쪽에 내구성이 있는 밀폐 실을 제공하는 것이 가능하다. 동시에 그 밀폐 요소는 자연적으로 전자기 차폐부분의 지지체이고, 밀폐되는 것을 보장한다. 이러한 관점에서, 나사 또는 클램프 연결부의 풀림을 방지할 수 있고, 밀폐 요소의 압축 및/또는 휨에 의해 그 하우징 부품의 어셈블리동안 초기 응력이 형성되는 고 등급의 탄성 재료 및/또는 유연한 형태의 실을 사용하는 것이 특히 유리하다. 그러나, 본 발명은 그 재료 및/또는 형태에 의해 탄성 지지체 요소의 사용에 제한을 두는 것이 아니라, 이론적으로 또한 유연하게 변형가능한 밀폐 요소로 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 전기 전도성 재료로 구성된 커버링은 단단한 하우징 벽과 밀폐 요소의 표면에 응착되어 있다(그리고 특히 단일 작동으로).

본 발명의 다른 대체 실시예에서, 그 차폐는 샌드위치 구조이고, 그 사이에 전자기 차폐를 이루는 전기 전도성 차폐 층이 제공되는, 전기적으로 비전도성이지만 유연한 재료의 적어도 두 개의 층으로 구성되어 있다. 두 개의 변형가능한 층사이의 실질적인 변형이 없는 영역에서의 전기 전도성 재료의 층 배열 또는 그 탄성 요소의 스트립은 전기 전도성 재료에서의 균열(cracking)을 없애는데, 이것은 그 하우징 부품이 조립될 때 그 차폐 요소의 심한 변형이 일어날 수 있거나 일어날 것으로 기대되는 경우에 매우 중요하다.

다른 유리한 실시예에서, 전기 전도성 재료의 층은, 주어진 휨 정도에 대해 층 두께가 증가함에 따라 휨 응력과 균열로의 경향이 증가하기 때문에, 균열을 방지하기 위해 매우 얇게 만들어 져야 한다. 그러므로, 전기 전도성 재료의 층 두께는 접합부의 폭보다 실질적으로 적다(바람직하게 크기에서 10^-1∼10^-3배 만큼).

밀폐 요소에, 또는 샌드위치 구조인 경우 하나의 층 또는 스트립에 차폐 층을 도포하는 것은 다양한 방법에 의해 영향을 받을 수 있다. 균일한 층 두께를 얻는 적절한 방법은, 전도성 래커로 스프레이하거나 순수 금속으로 스프레이하는 것으로 알려진 프로세스이나, 특히 도금(galvanisation) 금속화와, 스퍼터링과 CVD(화학기상증착)와 같은 기상 증착(전자부품의 제조에서 특히 통용)의 프로세스이다.

유리한 실시예에서, 상기 프로세스의 범위내에서 코팅은 기판(특히 밀폐 요소)의 기계적인 응력의 구조적인 소정 방향에 따른 정자(crystallite)의 제어된 성장에 의해 만들어진다. 작은 박막 요소는, 그 층내에 단지 느슨하게 부착하여 지지체가 휘는 동안 어느 정도까지 서로 이동가능하며 그 차폐 층내의 어떠한 균열도 없애는 표면상에 특히 다층 구조로 형성될 수 있다. 상기 정자가 비늘 또는 지붕기와 형상의 방식으로 배열되어 있다면 특히 바람직하고, 이것은 기판의 방위, 기판 온도, 가스의 흐름등 이외의 코팅 파라미터의 적절한 선택으로, 적당한 기판을 경사지게 스프레이 또는 스퍼터링 함으로써 얻게 될 수 있다.

본 발명의 다른 대체 실시예에서, 전기 전도성 층의 지지체에의 도포는 기계적으로 자유 장력 상태에서 실행되는 것이 아니라, 그 밀폐 요소의 소정된 압축 및/또는 휨 상태에서 실행된다. 이것은 전기 전도층에서의 균열이 차폐 요소의 전자기 차폐 작용에서의 감소를 초래하지는 않도록 한다. 이 실시예에서, 본 발명은 전기 전도층에서의 균열을 그 하우징의 조립동안 일어나는 차폐 요소의 변형으로 인한 모든 상황에서 방지하는 것이 어렵다는 생각에서 시작되었고, 이것은 전자기 차폐 특성에서의 이러한 균열의 부정적인 효과를 최소화하는 것이 중요하다는 것을 의미한다. 밀폐 요소의 변형된 상태에서 전기 전도층의 응용 결과로서, 차후 장력이 해제될 때 크랙이 형성될 수 있고, 그 밀폐 요소가 전도층의 응용동안에 실질적으로 동일 형태를 가정할 수 있는 것과 같이, 실질적으로 그 하우징의 어셈블리에 의해 야기된 밀폐 요소의 추후 변형동안 다시 폐쇄된다.

도 1 은 상기 회로를 전자기적으로 차폐하는 전자 회로(C)에 대한 하우징(1)을 도시하고 있다. 한편, 이것은 외부에서 안으로 유입하는 전자 방사로부터의 간섭으로부터 회로(C)를 보호하고 그 결과 회로(C)는 심각한 전자 간섭을 받기 쉬운 조건에서도 균일하게 동작할 수 있다. 다른 한편으로, 그 차폐는 동작동안 하우징에서 유출하는 전자방사를 방지하는데, 그 전자 방사는 외부환경과 간섭을 유발하거나, 또는 회로에서 일어나는 동작을 잘못 파악하게 하는 가능성이 있게 한다.

하우징은 직사각형의 개구 단면을 가진 튜브형태의 하부 부품(2)과 하부 부품(2)을 폐쇄하는 판형태의 커버(3)로 구성되어 있고 하부 부품(2)과 커버(3)사이의 접합부를 밀폐하기 위해 하부 부품(2)상에 직접 형성된("부착된") 실(4)을 포함하고 있다. 그 커버(3)는 상기 커버(3) 코너의 대응 구멍을 관통하는 4 개의 나사(5.1 - 5.4)로 하부 부품(2)내의 나사산에 돌려끼움으로써 그 하부 부품(2)에 부착되어 있다.

하부 부품(2)과 커버(3) 모두는 플라스틱으로 사출 성형되고, 맞춤식 실(4)의 표면을 포함하여 모든 내부 표면은 전도성 코팅(6.1 또는 6.2)(각 하우징 부품에 대해 접합되어 있음)이 제공된다. 코팅(6.1, 6.2)은 그 하우징(1)이 함께 나사로 돌려질 때 서로 전기적으로 접촉하고 있고, 전자기 차폐 패러데이 케이지를 형성하고 있다.

따라서, 도 2a 에 도시된 단면도에서 보는 바와 같이, 차폐 실은 하부 부품(2)에 접착 부착된 종래의 탄성 플라스틱 재료(충전되지 않은 실리콘 또는 네오프렌)로 구성된 탄성 밀폐 요소(4) 및 전도성 코팅(6.1)(예, 알루미늄, 구리, 또는 Cr-Ni 상에 스프레이됨, 또는 하나이상의 부품 도금 코팅)의 관련되어 있는 부분(6.1a)으로 구성되어 있다. 도 4a와 도 4b 에 도시된 바와 같이, 접착 촉진제로 알려져 있는, 그러나 탄성 밀폐 재료의 물성에 맞는 접착 촉진제의 층이 또한 제공될 수 있다.

도 2b는 하우징의 변형 실시예로서 하우징(1')이 도시하고 있고, 이 경우, 양 하우징 부품(2',3')은 전면에 도금 코팅(6.1', 6.2')되어 있으며, 하부 부품(2')에 이미 가압되고, 부착되는 동안 공기 공급 또는 열가황(vulcanisation)에 의해 경화된 밀폐 요소(4')를 포함하고 있다

다른 변경예(도시 생략)에서, 그 실은 두 개의 상이한 폴리머로부터 하우징 부품중 하나와 함께 사출 성형되고, 그 때 모너머(monomer)의 정합은 교차 결합의 비율과 온도뿐만 아니라 사출성형 파라미터 및 그 틱소트로피(thixotropic)의 품질면을 고려하여 이루어진다.

도 3 은 다른 실시예로서 도 1의 하우징과 외적으로 닮은 하우징(1")을 도시하고 있는데, 하부 부품(2")은 사출 성형된 플라스틱 재료로 구성되지만 커버(3")는 고체 알루미늄 시트로 만들어진다. 그러므로, 그 하부 부품상에만 금속코팅(6")이 있다. 이 코팅은 또한 그 하부 부품의 외면의 영역에 장착된 밀폐 스트립(4.1")을 커버한다. 금속층의 적용 다음의 별개의 적용 단계에서 하부 부품의 안쪽 에지에 거의 가깝게 부착된 제 2 밀폐 스트립(4.2")은 실(4")을 완전하게 한다. 따라서, 그 실은 전도성 코팅이 하우징이 폐쇄될 때의 그 실의 변형을 야기하는 장력으로부터 실질적으로 자유로운 샌드위치 구조를 가지고 있고, 따라서 그 차폐 층에서의 균열의 위험성은 상당히 제거된다. 그 밀폐 요소의 두 개의 스트립(4.1", 4.2")사이의 중심에 그 층의 전도성 단면(6a")을 배열하면 이 경우의 코팅의 기계적인 휨 응력은 그 하우징이 서로 나사로 돌려질 때 일어나는 단축(monoaxial)의 압축 응력하에서 최소이고, 따라서 균열의 위험성이 감소된다. 균열의 가능성은 그 밀폐 요소의 두 층사이의 전기 전도층의 기계적인 고정에 의해 더욱 제거된다.

이러한 목적은 도 2a 및 도 2b의 간단한 구조에서 실의 치수와 비교하여 금속 코팅의 두께를 최소로 유지함으로써 최소한 어느 정도까지 달성될 수 있다. 그 하우징의 사이즈, 고려되어야 하는 제조 오차, 및 요구되는 차폐 작용에 따라, 코팅의 두께는 실의 치수의 몇 십만분의 일 또는 몇 백만분의 일만큼 적게 고정되어 있는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 또한 진공 또는 기상 프로세스에 의해 매우 순수한 그리고 바람직하게 높은 전도층을 만들 때 특히 프로세스를 단축하고, 비용을 감소시킨다.

균열이 잘 일어나지 않는 특정 층 구조가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다(각각, 장력이 없는 상태로 그리고 조립되어 변형된 상태로).

여기서, 립(lip)형 탄성 밀폐 요소(40)뿐만 아니라 하부 하우징 부품(20)은접착 촉진층(61)과 금속 코팅(62)을 포함하고 있고, 금속 코팅은 예를 들어, 진공 프로세스로 그 표면상에서 정자의 일정방향으로의 성장에 의해 만들어진다. 그 결정 성장이 제어되고 그 결과, 최소한 그 밀폐 요소(40)의 표면상에서, 작은 비늘 형상의 표면 요소가 거의 완벽하게 그 표면을 커버하기 위해 서로 겹쳐지고, 어느 정도까지 서로에 대해 이동가능하게 형성된다(도 4a 에서의 확대된 도해("A")를 참조). 이것은 전자기 차폐 작용에서의 저하를 초래하는, 하우징을 조립할 때 야기되는 실(40)의 변형 결과로서 전기 전도성 코팅(62)이 찢어지는 것을 방지한다. 오히려, 그 층 요소는 금속 커버(30)의 압력 및 그 커버가 폐쇄될 때의 횡단면의 휨을 초래하는 장력의 작용하에서 겹치는 방식으로 단축 정위되고(oriented), 연속층을 형성한다(도 4b 의 "B"를 참조).

도 4b에 도시된 바와 같이, 조립하는 동안 휨 응력에 영향을 받는 립형태의 밀폐 요소(40)는 상기 층(62)의 구조를 고려하여 선택된다. 그러나, 이 층 구조는 거의 원형이거나 반원형이어서 압력에 영향을 받는 밀폐 횡단면에 있어서도 동등한 이익 효과를 발휘한다. 그렇더라도 그러한 경우에 있어서도 변형에 기인하여 주위가 증대하고, 그것에 의해 신장된 비늘형상의 구조에 의해 하우징의 조립된 상태에서도 층의 밀폐성을 보장한다.

본 발명은 상기의 바람직한 실시예에 실제로 제한되지 않는다. 오히려, 그 실시예가 근본적으로 상이한 성질일지라도 상기 해결책을 이용하는 다수의 대체안이 가능하다.

따라서, 기술적으로 간단히, 플라스틱 하우징의 사출 성형에 의해 전형적으로 형성되고 그 하우징 부품상의 단면(도 4a)에서의 C 자형 구조로 고정된 박막 립은, 이것이 그 하우징 부품상에 남아 있고 상기 하우징 부품과 함께 금속 코팅이 제공되면, 탄성적인 형태에 의해 밀폐 요소와 갭 차폐 수단 모두와 같이 작용할 수 있다. 그 밀폐 립은 필수적으로 그 하우징 부품의 에지 브레이크없이 형성될 필요는 없다.

Claims (14)

1. 전자파를 방사하거나 전자파에 민감한 부품 또는 어셈블리(C)를 전자기적으로 차폐하고 수용하며, 전기 차폐 벽을 갖춘 최소한 두 개의 하우징 부품(2,3)을 가지며, 밀폐요소(4)가 다른 하나의 하우징 부품(3)과의 접합 영역에서 하나의 하우징 부품(2)상에 부착 제공된 전기적 차폐 하우징(1)에 있어서,

   밀폐 요소(4)는 비전도성 물질로 만들어지고, 상기 밀폐요소를 가지고 있는 하우징 부품(2)의 적어도 한 부분과 함께, 전자파 차폐를 위해, 하우징 부품과 밀폐 요소(4)에 부착되고 상기 접합부의 전체 폭에 걸쳐 뻗어 있는 접착성 전기 전도층(6)으로 커버되는 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 전도층(6)은 두께가 밀폐 요소의 두께보다 작은 금속의 층이거나 금속으로 채워진 층인 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전기 전도층(6)은 밀폐 요소를 가지고 있는 하우징 부품(2)의 표면을 커버하는 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 전도층은 스프레이 코팅, 아연 도금 또는, 화학기상 증착 또는 스퍼터링에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
5. 제 1 항에 있어서, 전기 전도층(6)은 하우징의 내부 또는 외부에서 최소한 밀폐 요소(4)의 표면을 실질적으로 완전히 커버하는 복수의 오버랩한 박막 코팅 요소의 결합부를 가지며, 이 코팅 요소는 조립 과정에 의해 야기된 밀폐 요소(4)의 변형동안 코팅 요소 형태가 찢어짐을 방지하기 위해 그 표면을 따라 서로에 대해 이동가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
6. 제 1 항에 있어서, 밀폐 요소(4")는 밀폐물질의 최소한 두 개의 층 또는 스트립(4.1",4.2")이 제공되고 그 사이에 전기 전도층(6a")이 배열되는 샌드위치 구조인 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
7. 제 1 항에 있어서, 모든 하우징 부품(2, 3)은 사출 성형 플라스틱으로 구성되어 있고, 그 하우징의 내부를 전자기적으로 차폐하는 내부 및/또는 외부상에 전기 전도층을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
8. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 하우징 부품(3)은 적어도 부분적으로 전기 전도성 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 전기적 차폐 하우징.
9. 청구항 제1항에 따른 하우징을 제조하는 방법에 있어서,

   적어도 부분적으로 비전도성 물질로 형성되어 있는 하나의 부품을 가지는 적어도 두 개의 하우징 부품을 성형하는 단계,

   소정의 단면 및 소정의 형태의 스트립 형 밀폐 요소를 하우징 부품의 에지 영역상에 형성하는 단계,

   비전도성 하우징 부품과 그 위에 형성된 밀폐 요소에 접착성의 전도성 코팅을 도포하는 단계, 및

   밀폐 요소와 전도성 코팅으로 하우징 부품을 조립하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 스트립 형 밀폐 요소는 페이스트상 조성물을 그 하우징 부품상에 스프레이하고 이어서 경화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 밀폐 요소는, 그것을 가지고 있는 하우징 부품과 함께, 상이한 재료의 일단계 사출 성형에 의해 또는 단일 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 9 항에 있어서, 전도성 코팅은 스프레이 코팅, 아연도금, 화학 기상 증착, 또는 스퍼터링에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 화학 기상 증착 또는 스퍼터링은, 형성된 전도층이 비늘 형상 구조를 가지도록 재료원에 대하여 밀폐요소의 표면을 경사지게 하여 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 9 항에 있어서, 밀폐 요소(4)의 형태가 전기적 차폐 하우징이 조립된 후에 밀폐 요소(4)가 가지는 형태와 동일하도록 상기 전도성 코팅의 도포전에 변형되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.