KR100618085B1 - 전자제품의 보드내 부품들의 이엠아이 및 이에스디 차폐장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 셀룰라폰과 같은 전자제품의 보드(즉, PCB)상에 탑재된 전자부품들의 EMI 및 ESD 차폐 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 플래스틱 재질로 이루어져 차폐실과 플랜지가 형성된 캔과, 그 플라스틱 캔의 외표면과 내표면에 각각 형성되는 제1, 제2금속박막과, 제2금속박막의 플랜지부를 제외한 나머지 내표면에 형성되는 부도체막과, PCB상의 형성되는 접지패턴과, 제2금속박막의 플랜지부를 PCB에 부착하되, 상기 접지패턴과 전기적으로 연결시키는 도전성 접착수단을 포함하여 구성되어, PCB상에 탑재된 다수의 부품들을 상기 캔에 의해 EMI, ESD 차폐를 시킬수 있도록 구성함에 특징이 있다.

전자파, 차폐, EMI, ESD, 플라스틱, 접착제

Description

전자제품의 보드내 부품들의 이엠아이 및 이에스디 차폐 장치 및 그 제조방법{An apparutus and method for EMI and ESD shielding using plastic can in borad of electronic equipment}

도 1은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 EMI 및 ESD 차폐를 위한 차폐장치 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 차폐장치의 제1금속박막의 접지구조를 보인 다른 실시예의 차폐장치 구조도.

도 3은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 캔을 이용한 EMI 및 ESD 차폐 장치의 제조공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : PCB 10 : 플라스틱 캔

11 : 플랜지

20 : 제1금속박막 30 : 제2금속박막

40 : 부도체막 50 : 접착수단

60 : 접지패턴

본 발명은 전자파 차폐 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 셀룰라폰의 보드(PCB)와 같은 정밀 전자기기의 보드상에 설치되는 고집적 칩들을 차폐 캔을 부착하여 전자파로부터 보호하기 위한 전자제품의 보드내 부품들의 이엠아이(EMI) 이디에스(EDS) 차폐 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다..

최근들어 전자부품들의 소형화 및 고집적화에 의해 고집적 소자들이 많이 사용되고 있는데, 그 내부 부품들로부터 EMI 현상이 발생되어 인접된 부품이나 장비 및 인체에 유해한 영향을 미치게 하므로 제품의 케이스등에 금속박막을 형성하여 전자파를 차단할 수 있도록 하고 있다.

이러한 전자파 차폐 방법으로는, 부품이 탑재되는 보드를 장착하는 케이스에 전자파 차폐용 금속박막을 형성하고, 그 차폐 범위에 해당되는 영역을 케이스에서 돌출 형성되는 리브에 의해 차폐영역의 측방향을 커버하도록 하고 있다.

그러나 금속박막을 형성하는 방법으로, 스프레이법, 습식도금법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등 다양한 방법이 시행되고 있는데, 특히 스프레이나 습식도금 방법은 제조단가가 비싸고, 폐수처리등의 공해문제와 고르게 코팅되지 못하는 문제점 등이 있었다.

이러한 금속박막 형성을 이용한 EMI 차폐 방법의 문제점을 줄이고자 전자파 차폐 부위에 금속 캔(캡 형태의전자파 차폐용 금속 부품)을 부착하는 방법이 사용 되고 있다. 그런데 이러한 금속캔을 사용하는 경우 전자파 차폐 효율은 좋으나, 도전성 금속이다 보니 보드상에 부착하는 공정에서 다른 부품이나 연결 단자등과의 쇼트 문제등의 우려가 있으며, 솔더링시 열변형 문제, 캔이 찌그러졌을 경우 복원문제, 전자부품 보수의 경우 캔의 제거가 불편하고, 셀롤러폰 의 경우 캔의 제약성으로 인해 제품의 두께가 한계가 따르는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 금속캔의 문제와 경제성등을 개선하기 위하여 전자파 차폐용 캔을 도전성 양면테이프등을 이용해 부착시켜 전자파 차폐의 효율을 향상시키고, 생산공정, 유지보수, 제품의 경제성, 제품의 콤팩트 기능등을 만족시키도록 한 전자파 차폐 구조 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 플라스택 캔의 외표면 및 내표면에 금속 박막을 형성하고, 내표면 금속박막의 표면에 부도체막을 형성하여 차폐효율을 높임과 아울러 쇼트등을 방지하도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, PCB 상에 탑재된 다수의 부품들을 덮어씌우기 위한 적어도 하나 이상의 차폐실 형성되며 가장자리에 플랜지가 형성된 성형 플라스틱 캔과; 그 플라스틱 캔의 외표면 및 플랜지 외표면에 형성되어 ESD, EMI를 차폐시키기 위한 제1금속박막과; 상기 플라스틱 캔의 내표면 및 플랜지 하면에 형성되어 RF를 차단시키기 위한 제2금속박막과; 상기 플랜지 하면을 제외한 상기 제2금속박막의 표 면에 형성되어 차폐실 내의 부품들과의 전기적 접촉을 차단하기 위한 부도체막과; 상기 플랜지 하면의 제2금속박막과 전기적으로 접속시켜 접지시키기위해 PCB상에 형성되는 PCB 접지 패턴과; 그 PCB 접지 패턴과 상기 플랜지 하면의 제2금속박막을 전기적으로 연결시킴과 아울러 캔을 PCB에 부착시키는 도전성 접착수단을 포함하여 구성됨에 특징이 있다.

상기 제1금속박막과 상기 제2금속박막을 전기적으로 연결시켜 제1금속박막을 접지시키도록 하는 제1금속박막을 상기 플랜지 측면에도 형성하여 제2금속박막과 연결되도록 구성함에 특징이 있다.

상기 접착수단은 전도성 재료가 포함되어 전기가 통할 수 있는 도전성 접착제 또는 도전성 점착제를 사용하거나, 도전성 양면 테이프 등을 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전자제품 보드의 EMI 및 ESD 차폐를 위한 차폐장치의 단면 구조도이다.

PCB(1) 상에 탑재된 다수의 부품들을 덮어 씌우기 위한 적어도 하나 이상의 차폐실 형성되며 가장자리에 플랜지(11)가 형성된 플라스틱 캔(10)과, 그 플라스틱 캔(10)의 외표면 및 플랜지(11) 외표면에 형성되어 ESD, EMI를 차폐시키기 위한 제1금속박막(20)과, 상기 플라스틱 캔(10)의 내표면 및 플랜지(11) 하면에 형성되어 RF를 차단시키기 위한 제2금속박막(30)과, 상기 플랜지(11) 하면을 제외한 상기 제2금속박막(30)의 하부표면에 형성되어 차폐실 내의 부품들과의 전기적 접촉을 차단하기 위한 부도체막(40)과, 상기 플랜지(11) 하면의 제2금속박막(30)과 전기적으 로 접속시켜 접지시키기 위해 PCB(1) 상에 형성되는 PCB 접지 패턴(60)과, 그 PCB 접지 패턴(60)과 상기 플랜지(11) 하면의 제2금속박막(30)을 전기적으로 연결시킴과 아울러 캔을 PCB에 부착시키는 도전성 접착수단(50)으로 구성된다.

상기 제1금속박막(20)은 ESD 차폐 금속박막으로서, 스텐레스, 니켈 또는 티타늄(Ti), 크롬, 니켈-크롬 중 어느하나의 재질로서 폴리머 재질의 플라스틱 캔(10)의 외표면에 도전막 스프레이 코팅, 진공증착(Sputtering Evaporating), 습식도금으로 형성한다.

또한 상기 제2금속박막(30)은 RF차단용 금속박막으로서 니켈, 구리(Cu) 또는 은(Ag) 중 어느하나의 재질로서 도전막 스프레이 코팅, 진공증착, 습식도금으로 형성한다.

또한, 상기 접착수단(50)은 도전성 소재가 포함되어 전기적으로 도통되며, -35 ~ +85 온도에서 접착성을 유지되는 도전성 접착제 또는 도전성 점착제 또는 도전성 양면 테이프중 어느하나를 사용하여 캔을 PCB상에 부착한다. 도전성 소재로 사용되는 금속분말은 니켈, 은, 동, 알루미늄등이 포함된 고전도성 서브 마이크론 크기의 분말을 이용한다.

도 2는 본 발명에 의한 차폐장치의 제1금속박막의 접지구조를 보인 다른 실시예의 차폐장치 구조도.

도 1과 같은 구조에 있어서, 상기 제1금속박막(20)은 서스(SUS)판으로 구성하게 되고 ESD 차폐를 목적으로 하고 있는데, 접지를 시키지 않아도 원하는 차폐 성능이 발휘되나, 접지를 시킨다면 차폐효과가 더욱 확실해지고 정전기등도 방지할 수 있게 된다. 이를 위해서, 도 2와 같이 제1금속박막(20)을 플라스틱 캔(10)의 외표면에 코팅시킬때에 상기 플랜지(11)의 측벽까지 덮도록 코팅시키고, 그 하면에 제2금속박막(30)을 코팅시켜 상기 제1금속박막(20)과 전기적으로 연결되도록 구성한다. 따라서 제1금속박막(20)도 제2금속박막(30)과 함께 도전성 양면테이프(50)를 통해서 PCB(1)상의 접지 패턴(60)가 연결되어 확실한 접지가 이루어진다.

이와 같은 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같은 공정을 수행하여 캔을 PCB(1)에 부착하여 부품들을 차폐시킨다.

먼저 성형 가능한 소재의 플라스틱(폴리머)을 이용해 적어도 하나 이상의 임의의 크기를 가지는 차폐실과 차폐실이 내측에 포함되는 소정폭을 가지는 플랜지(11)가 형성된 플라스틱 캔(10)을 성형하는 공정(S10)을 수행한다.

그 플라스틱 캔(10)의 성형공정(S10)은, PE, PP, PC, PET, PEI(폴리에테르이미드) 등과 같은 플라스틱 박판을 소정 형태 즉, 차폐하고자 하는 부품의 높이와 영역을 고려한 캡형태의 하나 이상의 차폐실과, 그 가장자리에 형성된 플랜지(11)로 구성한다.

이어서 성형된 플라스틱 캔(10)의 외표면에 제1금속박막(20)을 코팅하는 공정(S20)을 수행한다. 플라스틱 캔(10)의 외표면에 진공증착(Sputtering Evaporating), 도전성 스프레이, 습식도금 등으로 대각선 양끝단의 저항이 200오옴 이하가 되도록 도전성 제1금속박막(20)을 형성한다.

상기 금속박막은, 염수 5% 용액, 온도 35도에서 48시간동안을 견뎌야 하는 조건으로 플라스틱 캔의 금속박막을 형성해야한다.

이러한 조건을 위해서 금속박막은, 전도성 박막과 그 위에 보호막을 가지는 다층막으로 구성할 수 있는데 전도성 박막으로는 구리, 은, 니켈막으로 구성할 수 있고, 이 전도성 박막이 염수에 약점이 있으므로 이를 보호하기 위하여 보호막이 필요하다. 보호막으로 "SUS", "Ti", "니켈", "크롬"막 또는 그의 합금 중 어느 하나의 재료로서 구성할 수 있다.

또한 다층막으로는 "SUS + Cu + Ag + Cu + SUS", 또는 Cr + Ag + Cr" 또는 "SUS + Ag + SUS", 또는 "Ti + Ni + Ag + Ni + Ti"중 어느 하나의 다층 박막으로 코팅하여 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 플라스틱 캔(10)의 내표면에 제2금속박막(30)을 코팅하는 공정(S30)을 수행한다. 제2금속박막(30)은 RF 차폐막으로서 제품 신뢰성을 고려하여 Ag를 사용함이 바람직하며, Cu도 좋으나 염수와 산성에 견디지 못하는 단점이 있고, Ag는 플라스틱과 부착력이 떨어지는 현상이 나타나므로, 플라스틱의 접착력과 내산에 좋고 Ag과 접착력이 좋은 Ni을 실험한 결과 우수한 효과를 얻을 수 있었다.

따라서, 본 발명에서는 가장 바람직하게 "SUS + Ag + SUS" 의 다층 금속박막을 사용할 수도 있다.

이후, 상기 플랜지(11)의 하면부위를 제외한 제2금속박막(30)의 표면에 부도체막(40)을 형성하는 공정(S40)을 수행한다. 부도체막(40)을 형성하는 이유는 작업공정이나 기타 다른 이유로 내측에 차폐시키는 부품들과의 전기적 접촉을 방지하기 위한 것이다.

상기 캔(10)의 플랜지(11)의 하부에 있는 제2금속박막(30)의 하면에 접착수단(50) 즉, 도전성 접착제 또는 도전성 점착제를 도포하거나 도전성 양면테이프를 접착하는 공정(S50)을 수행한다.

그리고, 상기 도전성 접착제 또는 도전성 점착제 또는 도전성 양면테이프를 이용하여 플랜지(11) 부분의 제2금속박막(30)과 PCB(1)의 차폐영역 둘레에 형성된 접지 패턴(60)을 서로 접착시키는 공정(S60)을 수행한다.

따라서 본 발명에 의한 폴리머 캔으로 PCB상의 부품들을 덮어서 부착시킴으로써, 차폐작업을 단순화 시키고, 확실한 차폐효과를 얻을 수 있게 되는 것이다. 이와 같이 본 발명에서는 플라스틱 캔(10)의 외표면과 외표면에 각각 금속박막을 형성하여 차폐시키도록 함으로써 외표면에만 금속박막을 형성하는 경우에 외표면의 손상이나 내산성등에 부족할수도 있는 문제점을 확실하게 해결할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 실시예에서는 플라스틱 캔에 금속박막을 도포하여 차폐막을 형성하는 것을 예로 하였으나, 먼저, 제1금속박막, 제2금속박막을 그 크기에 맞춰 각각 캔형태로 성형하고, 제2금속박막의 플랜지 영역을 제외한 내표면에 부도체막을 코팅하여 제2금속박막 캔으로 구성한후, 플라스틱 캔을 상기 제1,제2금속 캔 사이에 삽입하여 일체로 압축성형 함으로써, 외표면에 제1금속박막이, 내표면에 제2금속박막이 압착형성된 캔을 제작할 수도 있도 있다.

이와 같은 상태에서 도면에는 도시되지 않았지만 전자제품의 케이스에 상기 차폐영역의 가장자리 패턴에 따라 차폐영역을 구획하여 분리시켜주는 리브들이 형 성되어 상기 플라스틱 캔의 플랜지를 눌러주므로 안정적으로 부착 상태를 유지하게 된다. 여기서 리브는 통상의 전자제품 PCB부품의 차폐를 위한 구조에서 그 차폐영역을 구획하여 분리 시키기 위해 설계되어 형성되는 구조로서 본 발명에서도 케이스에 차폐영역 분할용 리브가 구성된 케이스를 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 이와같이 구성되는 본 발명에 의하면, PCB(1)의 상면에 탑재되는 부품들을 상기 캔이 덮어서 차폐실내에 부품들이 차폐된다. 그러므로 전자부품에서 발생되는 전자파가 금속코팅층인 금속박막에 축적되어 도전성 양면테이프를 통해서 PCB의 접지 패턴을 통해서 소멸시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 캔의 안쪽면은 부도체막이 형성되어 있으므로 부착공정이나 다른 공정에서 내부 부품들과의 쇼트 문제를 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 플라스틱 캔의 외표면 및 내표면에 금속박막을 형성하고, 내표면에는 다시 부도체막을 형성함으로써, 차폐효율을 월등이 향상시킴과 아울러 부착공정이나 사용중에도 다른 부품과의 쇼트 위험이 없으며, 양면 테이프나 접착제 또는 점착제를 사용한 접착 방식이므로 종래의 솔더링에 따른 열변형 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전자제품 보드내 부품들의 이엠아이(EMI) 및 이에스디(ESD)를 차폐시키기 위한 차폐 장치에 있어서,

   PCB 상에 탑재된 다수의 부품들을 덮어 씌우기 위한 적어도 하나 이상의 차폐실 형성되며 가장자리에 플랜지가 형성된 플라스틱 캔(10)과;

   크롬, 스텐레스, 니켈, 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금중 어느하나의 재질로서 폴리머 재질의 플라스틱 캔의 외표면에 도전막 스프레이 코팅, 진공증착, 또는 습식도금 방식중 어느 하나의 방식으로 상기 플라스틱 캔의 외표면 및 플랜지 외표면에 형성되어 ESD, EMI를 차폐시키기 위한 제1금속박막과;

   니켈, 구리(Cu) 또는 은(Ag) 중 어느하나의 재질로서 플라스틱 캔의 내표면에 도전막 스프레이 코팅, 진공증착, 또는 습식도금 방식중 어느 하나의 방식으로 상기 플라스틱 캔의 내표면 및 플랜지 하면에 형성되어 RF를 차단시키기 위한 제2금속박막과;

   상기 플랜지 하면의 제2금속박막을 제외한 상기 제2금속박막의 하부표면에 형성되어 차폐실 내의 부품들과의 전기적 접촉을 차단하기 위한 부도체막과;

   상기 플랜지 하면의 제2금속박막과 전기적으로 접속시켜 접지시키기 위해 PCB 상에 형성되는 PCB 접지 패턴과;

   그 PCB 접지 패턴과 상기 플랜지 하면의 제2금속박막을 전기적으로 연결시킴과 아울러 캔을 PCB에 부착시키는 도전성 접착수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 부품들을 이엠아이(EMI) 및 이에스디(ESD)를 차폐시키기 위한 차폐 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1금속박막은

   제1금속박막을 상기 플랜지 측면에도 형성하여 제2금속박막과 전기적으로 연결되어 상기 제1금속박막을 접지시키도록 하는 구성한 것을 특징으로 하는 전자제품의 부품들을 이엠아이(EMI) 및 이에스디(ESD)를 차폐시키기 위한 차폐 장치.
5. 성형 가능한 플라스틱(폴리머)을 이용해 적어도 하나 이상의 임의의 크기를 가지는 차폐실과 차폐실이 내측에 포함되는 소정폭을 가지는 플랜지가 형성된 플라스틱 캔을 성형하는 공정(S10)과;

   상기 플라스틱 캔의 외표면에 제1금속박막을 코팅하는 공정(S20)과;

   상기 플라스틱 캔의 내표면에 제2금속박막을 코팅하는 공정(S30)과;

   상기 플랜지의 하면 부위의 제2금속박막을 제외한 나머지 제2금속박막의 표면에 부도체막을 형성하는 공정(S40)

   상기 캔의 플랜지의 하부에 있는 제2금속박막의 하면에 도전성 접착제 또는 도전성 점착제 또는 도전성 양면테이프 중 어하나의 접착수단을 도포 또는 부착하는 공정(S50)과;

   상기 접착수단을 이용하여 플랜지 부분의 제2금속박막과 PCB의 차폐영역 둘레에 형성된 접지 패턴을 서로 접착시켜 캔을 PCB 위에 부착하는 공정(S60)을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자제품의 보드내 이엠아이(EMI), 이에스디(ESD)차폐 장치의 제조방법.

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