KR101898270B1 - 통신 장비의 금속 쉘 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 통신 장비의 금속 쉘을 제공한다. 상기 통신 장비의 금속 쉘은, 금속 기재(100), 상기 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 슬릿(200), 상기 금속 기재의 내부 표면에 형성되는 플라스틱 지지 층(300), 및 상기 금속 기재의 외부 표면에 형성되는 장식 층을 포함하고, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 15~500㎛, 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 20~600㎛, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율(ratio)은 (1.05~1.5):1이다.

Description

통신 장비의 금속 쉘{A METAL SHELL OF COMMUNICATION EQUIPMENT}
본 출원은 2014년 12월 26일자로 중화인민공화국의 중국특허청에 제출한 중국특허출원 제201410829098.1호 및 201410836203.4호의 우선권과 그 이익을 주장하며, 그 출원의 전체 내용은 여기서 원용하도록 한다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 금속 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신 장비의 금속 쉘에 관한 것이다.
금속 쉘은 우수한 외관과 질감을 가질 수 있으며, 또한 금속 쉘은 보다 양호한 마모 저항과 스크래치 저항을 가질 수 있으며, 금속 가공 기술의 발전에 따라 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터 그리고 다른 모바일 통신 장비는 더욱 금속 쉘을 사용하는 경향이 있다. 그러나, 전자기파(electromagnetic waves)는 금속 쉘, 특히 넓은 영역을 갖는 금속 쉘을 투과하지 못하며, 우수한 전기 신호 효과를 얻기 위해서, 금속 쉘이 사용되는 경우에 하나 이상의 슬릿이 금속 쉘에 가공되어야 하며, 슬릿에는 안테나가 설계될 필요가 있다.
현재의 슬릿 가공 방법은 그린 라이트 및 다른 단파장 레이저를 사용하여 금속 기재를 한층한층 에칭하여 벗겨내는 것으로 가공 효율이 매우 낮고, 초점 심도의 문제로 인해 두꺼운 금속 기재(금속 기재의 두께는 최대 0.4mm에 달함)는 가공할 수 없으며, 가공을 통해 얻어진 제품은 낮은 강도를 갖는 문제가 있다. 또한, 금속 기재를 절단하기 위해 가공을 수 차례 반복해야 하며, 레이저 경로를 제어하는 갈바노미터(galvanometer)의 고속 스캐닝이 소정의 정확도를 가지므로, 반복된 가공은 가공 정확도를 감소시키고, 가공시간의 연장을 야기한다. 또한, 이러한 방법으로 가공된 슬릿은 외부 표면(예를 들어, 상면)이 더 크고 내부 표면(예를 들어, 하면)이 더 작은 큰 테이퍼(taper)를 가지는 문제가 있다. 외부 표면의 슬릿 폭이 넓은 상황에서, 내부 표면은 전자기 신호의 통과에 영향을 미칠 수 있다.
본 개시는 관련 기술영역에서 종래의 문제점들 중 적어도 하나를 어느 정도 해소하기 위한 것이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 작은 테이퍼를 갖는 슬릿을 가지며, 전자기 신호의 금속 쉘 통과에 유리하고 외관 일체화 효과를 갖는 통신 장비의 금속 쉘을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시는 통신 장비의 금속 쉘을 제공하며, 통신 장비의 금속 쉘은, 금속 기재, 상기 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 슬릿, 상기 금속 기재의 내부 표면에 형성되는 플라스틱 지지 층, 및 상기 금속 기재의 외부 표면에 형성되는 장식 층을 포함하고, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 15~500㎛, 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 20~600㎛, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭에 대한 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭의 비율(ratio)은 (1.05~1.5):1이다.
즉, 통신 장비의 금속 쉘은, 금속 기재, 상기 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 복수의 슬릿, 상기 금속 기재의 내부 표면에 형성되는 플라스틱 지지 층, 및 상기 금속 기재의 외부 표면에 형성되는 장식 층을 포함하고, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 15~500㎛, 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 20~600㎛, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭에 대한 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭의 비율은 (1.05~1.5):1이다.
본 개시에 따른 통신 장비의 금속 쉘은, 슬릿의 상면과 하면이 기본적으로 테이퍼를 가지지 않으므로, 상면과 하면(내부 표면과 외부 표면)의 슬릿 폭은 전자기파의 통과에 영향을 미치지 않아 통신이 보다 용이해질 수 있다. 아울러, 장식 층으로 커버되기 때문에 쉘의 슬릿은 육안으로 볼 수 없고, 따라서 금속 쉘은 외관 일체화(integration appearance) 효과를 가지며, 쉘의 외관은 풀 메탈(full metal) 질감으로 만들어질 수 있다. 본 개시에 따른 통신 장비의 금속 쉘은, 슬릿의 내부 표면과 외부 표면(또는 상면과 하면으로 칭함)이 기본적으로 테이퍼를 가지지 않으므로, 내부 표면과 외부 표면(상면과 하면)의 슬릿 폭은 전자기파의 통과에 영향을 미치지 않아 통신이 보다 용이해질 수 있다. 아울러, 장식 층으로 커버되기 때문에 쉘의 슬릿은 육안으로 볼 수 없고, 따라서 금속 쉘은 외관 일체화(integration appearance) 효과를 가지며, 쉘의 외관은 풀 메탈(full metal) 질감으로 만들어질 수 있다.
본 개시의 실시예들의 이러하고 다른 측면과 효과들은 후속하는 상세한 설명을 참조하여 자세하게 기술될 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장비의 금속 쉘에 대한 개략도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 통신 장비의 금속 쉘에 대한 개략도이다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 통신 장비의 금속 쉘에 대한 개략도이다.
이하, 본 개시의 실시예들에 대하여 상세하게 설명될 것이다. 여기에서 기술된 실시예들은 설명적이고 예시적인 것으로서, 이들은 전체적으로 본 개시를 이해함에 사용된다. 본 실시예들은 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 통신 장비는, 예를 들면, 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 블루투스 헤드셋 및 기타 다른 장비 등일 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 금속 쉘의 내부 표면은, 금속 쉘이 통신 장비로 조립될 때, 통신 장비의 내측으로 향하는 금속 셀의 표면으로 정의된다. 금속 쉘의 외부 표면은, 금속 쉘이 통신 장비로 조립될 때, 그 통신 장비의 외측으로 향하는 금속 쉘의 표면으로 정의됨은 알아야 할 것이다. 게다가, 금속 쉘을 제조하기 위해 사용되는 금속 기재의 내부 및 외부 표면도 또한 상기한 정의가 적용될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, "레이저 절단"은 피삭재(workpiece), 즉 금속 기재가 집중된 고전력밀도 레이저 빔에 의해 조사되고, 조사된 물질이 빠르게 용해, 증발, 제거되거나 발화점에 도달하고, 용해된 물질이 레이저 빔과 동축인 고속 에어 플로(airflow)에 의해 날림 제거됨으로써 피삭재가 절단될 수 있음을 의미한다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 금속 기재의 재료는 예를 들면, 알루미늄 합금, 스테인리스 스틸, 마그네슘 합금 또는 티타늄 합금과 같은 본 출원이 속하는 기술분야에서 통신 장비에 통상적으로 사용되는 어떠한 금속일 수 있다.
본 개시의 일 측면에 있어서, 본 개시는 통신 장비의 금속 쉘을 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 있어서, 도 1을 참조하면, 통신 장비의 금속 쉘은 금속 기재(100), 슬릿(200), 플라스틱 지지 층(300) 및 장식 층(400)을 포함한다. 슬릿(200)은 금속 기재(100)의 내부 표면과 외부 표면을 관통하며, 금속 기재(100)의 외부 표면에서의 슬릿(200)의 폭은 15~500㎛이고, 금속 기재(100)의 내부 표면에서의 슬릿(200)의 폭은 20~600㎛이고, 금속 기재(100)의 외부 표면에서의 슬릿(200)의 폭에 대한 금속 기재(100)의 내부 표면에서의 슬릿(200)의 폭의 비율(ratio)은 (1.05~1.5):1이고, 플라스틱 지지 층(300)은 금속 기재(100)의 내부 표면에 형성되고, 장식 층(400)은 금속 기재(100)의 외부 표면에 형성된다. 본 개시의 실시예들에 있어서, 슬릿(200)은 안테나와 외계 사이의 신호 전달을 보장하기 위해 사용되며, 통신이 이루어질 수 있다. 따라서, 슬릿의 내부 표면과 외부 표면에는 테이퍼(taper)가 형성되지 않으며, 내부 표면과 외부 표면의 폭은 전자기파의 통과에 영향을 주지 않아 통신은 보다 용이할 수 있다. 장식 층(400)의 커버에 의해 금속 쉘의 슬릿(200)은 외부 표면에서 맨눈으로 볼 수 없으며, 따라서 금속 쉘의 미감은 증가할 수 있고, 금속 기재(100)의 외부 표면에 대한 추가 보호를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 금속 기재의 두께에 대한 특별한 제한은 없으며, 특정한 통신 장비에 따라 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 조정될 수 있다 할 것이다. 예를 들면, 금속 기재는 대략 0.2~2㎜의 두께를 가질 수 있고, 본 개시의 일부 실시예들에 있어서 금속 기재는 대략 0.6~1.2㎜의 두께를 가질 수 있다.
보다 효율적인 통신을 구현하기 위해서, 본 개시의 일부 실시예들에 있어서, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 대략 15~500㎛, 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 대략 20~250㎛, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 (1.05~1.4):1일 수 있다. 본 개시의 일부 실시예들에 있어서, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 대략 15~200㎛, 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 대략 20~220㎛, 그리고 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 (1.1~1.35):1일 수 있다. 추가로, 슬릿(200)은 대략 0.1~500㎜의 길이를 가질 수 있으며, 본 개시의 일부 실시예들에 있어서 슬릿(200)은 대략 10~150㎜의 길이를 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 위 범위 내에 있으므로, 슬릿의 내부 표면과 외부 표면은 기본적으로 테이퍼를 가지지 않으며, 슬릿은 신호의 통과를 용이하게 하여 통신이 용이해질 수 있다.
금속 쉘을 통해서 신호를 통과시키는 것을 보다 유리하도록 하기 위해, 도 2를 참조하면, 복수의 슬릿이 금속 기재에 배치될 수 있다. 즉, 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 하나 이상의 슬릿이 금속 기재에 형성될 수 있다. 두 개의 인접한 슬릿 사이의 간격은 대략 0.1~10㎜일 수 있고, 본 개시의 다른 실시예들에서 두 개의 인접한 슬릿 사이의 간격은 대략 0.3~1.6㎜일 수 있다. 슬릿이 통신(communication)을 수행할 수 있는 한 슬릿의 개수와 형상에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 슬릿의 개수는 대략 1 내지 200개일 수 있고, 본 개시의 실시예들에서 슬릿의 개수는 대략 5 내지 50개일 수 있다. 그리고, 슬릿은 선형(linear), 곡선형(curvilinear), 구형파 선형(square wave linear) 또는 톱니 선형(sawtooth linear)의 형상을 가질 수 있으며, 본 개시의 실시예들에서 슬릿은 선형의 형상을 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 플라스틱 지지 층의 위치, 형상 및 두께에는 특별한 제한이 없으며, 본 출원이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 실제 상황에 따라서 선택할 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 지지 층은 금속 기재의 내부 표면의 슬릿에 해당하는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 플라스틱 지지 층은 슬릿을 커버하도록 배치될 수 있다. 아울러, 플라스틱 지지 층은 금속 기재의 내부 표면 전체를 커버하도록 배치될 수 있다. 본 개시의 실시예들에 있어서, 플라스틱 지지 층의 두께는 본 출원이 속하는 기술 분야에서의 통상적인 두께일 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 지지 층은 대략 0.1~2㎜의 두께를 가질 수 있고, 본 개시의 실시예들에 있어서 플라스틱 지지 층은 대략 0.4~1.1㎜의 두께를 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 플라스틱 지지 층의 물질은 수지(resin)일 수 있으며, 수지는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리스티렌(polystyrene), 변성 폴리페닐 에테르(modified polyphenyl ether), 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트(polyethylene glycol terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide), 폴리에테르이미드(polyetherimidem), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르 설폰(polyether sulfone), 폴리에테르 케톤(polyether ketone), 폴리에테르 에테르 마그네슘(polyether ether magnesium), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 얻어지는 금속 쉘의 기계적 강도를 개선하기 위해, 플라스틱 지지 층에 사용되는 물질은 수지와 유리 섬유(glass fiber)의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 수지 혼합물은 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트(polyethylene glycol terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 혼합물의 중량에 대하여, 유리 섬유는 약 1~50wt%, 바람직하게는, 약 20~40wt%의 함량을 가진다.
본 개시의 일부 실시예들에 있어서, 플라스틱 지지 층은 수지 또는 수지 와 유리 섬유의 혼합물을 금속 기재의 내부 표면에 인젝션 몰딩하여 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 장식 층(400)은 전기영동(electrophoresis), 마이크로-아크 산화(micro-arc oxidation), 양극 산화(anodic oxidation), 하드 양극 산화(hard anodic oxidation), 스프레이(spraying) 또는 이들의 조합을 통해 형성될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 장식 층의 두께에는 특별한 제한이 없으며, 장식 층의 두께는 본 출원이 속하는 기술 분야에서의 통상적인 두께일 수 있다. 예를 들면, 장식 층의 두께는 대략 5~60㎛일 수 있다.
요약하면, 본 개시는 통신 장비의 금속 쉘을 제공하며, 통신 장비의 금속 쉘은 금속 기재, 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 하나 또는 이상의 슬릿, 금속 기재의 내부 표면에 형성되는 플라스틱 지지 층, 및 금속 기재의 외부 표면에 형성되는 장식 층을 포함할 수 있다. 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 대략 15~500㎛이고, 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 대략 20~600㎛이고, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 (1.05~1.5):1일 수 있다.
본 개시에 따른 통신 장비의 금속 쉘은 다음의 방법으로 제조될 수 있다. 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다:
1) 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 슬릿을 형성하도록 레이저를 통해 금속 기재를 절단하는 단계;
2) 금속 기재의 내부 표면에 수지를 인젝션 몰딩하는 단계;
3) 금속 기재의 외부 표면에 장식 층을 형성하는 단계.
본 개시의 실시예들에 따르면, 금속 기재의 두께는 대략 0.2~2㎜일 수 있다. 금속 기재가 충분히 두껍기 때문에, 슬릿을 형성하기 위해 레이저가 금속 기재를 절단하는 경우 금속 기재가 변형되는 것을 보장할 수 있고, 이후의 인젝션 몰딩, 기계적 처리(폴리싱, 그라인딩, 샌드블라스팅 등) 그리고 표면 장식을 수행할 수 있는 충분한 강도를 갖도록 보장할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예들에서, 금속 기재의 두께는 대략 0.6~1.2㎜일 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 하나 또는 이상의 슬릿이 금속 기재에 형성될 수 있다. 슬릿은 외부 세계와 안테나 사이의 신호 전달을 효율적으로 보장하여 통신이 가능하도록 한다. 본 개시의 실시예들에서, 금속 기재는 레이저에 의해 절단되고, 금속 기재의 내부 및 외부 표면을 관통하는 슬릿이 형성될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 통신을 가능하게 하는 한, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 15~500㎛이고, 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 20~600㎛이고, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 (1.05~1.5):1일 수 있다. 본 개시의 일부 실시예들에서, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 15~200㎛이고, 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 20~250㎛이고, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 (1.05~1.4):1일 수 있다. 본 개시의 일부 실시예들에서, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭은 15~200㎛이고, 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭은 20~220㎛이고, 금속 기재의 외부 표면에서의 슬릿의 폭에 대한 금속 기재의 내부 표면에서의 슬릿의 폭의 비율은 (1.1~1.35):1일 수 있다.
슬릿의 길이는 대략 0.1~500㎜이고, 본 개시의 일부 실시예들에서, 슬릿의 길이는 대략 10~150㎜이며, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.1~10㎜이고, 본 개시의 일부 실시예들에서, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.3~1.6㎜일 수 있다. 아울러, 통신을 가능하게 하는 한, 슬릿의 수량과 형상에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 슬릿은 대략 1~200개일 수 있고, 본 개시의 일부 실시예들에서, 슬릿은 대략 5~50개일 수 있다. 슬릿은 선형(linear), 곡선형(curvilinear), 구형파 선형(square wave linear) 또는 톱니 선형(sawtooth linear)의 형상을 가질 수 있으며, 본 개시의 실시예들에서 슬릿은 선형의 형상을 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 상술한 범위의 슬릿을 얻기 위해서 레이저의 절단 조건은: 20~500W의 출력, 2~50mm/s의 절단 속도, 0.5~5kHz의 주파수를 포함할 수 있다. 본 개시의 실시예들에서, 레이저의 절단 조건은: 40~250W의 출력, 5~30mm/s의 절단 속도, 1.2~3kHz의 주파수를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 레이저의 출력 파장 길이는 1060~1080㎚이고, 일부 실시예들에서, 1064~1080㎚일 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 레이저 절단 프로세스에서 동축-블로잉(coaxial-blowing)이 사용되기 때문에, 잔여물이 금속 기재의 저면에서 제거될 수 있어 슬릿 영역이 금속으로 다시 채워지는 것을 방지할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 슬릿이 레이저 절단을 통해 금속 기재에 형성되고, 잔여물이 금속 기재의 저면에서 제거되어 슬릿 영역이 금속으로 다시 채워지는 것을 방지할 수 있다. 이러한 조건들을 통해 얻어진 슬릿은 테이퍼를 가지지 않으므로 상면과 하면의 슬릿 폭은 전자기파의 통과에 영향을 주지 않는다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 수지를 인젝션 몰딩하는 방법은 통상의 인젝션 몰딩 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들면, 인젝션 몰딩은 다음의 조건, 예를 들어 약 1600~2400bar의 사출 압력, 약 800~1400bar의 유지 압력, 약 80~150℃의 상부와 하부 몰드 온도, 그리고 약 0.5~2초의 사출 시간에서 수행될 수 있다.
인젝션 몰딩에 사용되는 수지는 관련 분야에서 통상 사용되는 수지일 수 있으며, 예를 들면, 수지는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리스티렌(polystyrene), 변성 폴리페닐 에테르(modified polyphenyl ether), 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트(polyethylene glycol terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide), 폴리에테르이미드(polyetherimidem), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르 설폰(polyether sulfone), 폴리에테르 케톤(polyether ketone), 폴리에테르 에테르 마그네슘(polyether ether magnesium), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
얻어지는 금속 쉘의 기계적인 강도를 개선하기 위하여, 어떤 실시예들에 있어서, 인젝션 몰딩에 사용되는 재료는 수지와 유리 섬유의 혼합물을 포함한다. 어떤 다른 실시예들에 있어서, 혼합물의 수지는, 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리카보네이트 또는 폴리아미드를 포함하고, 혼합물의 중량에 대하여, 유리 섬유는 약 1~50wt%, 바람직하게는, 약 20~40wt%의 함량을 가진다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 금속 쉘의 미감을 개선하기 위해 금속 기재의 외부 표면에 장식 층이 형성될 수 있다. 장식 층은 통상의 방법과 조건 하에서 형성될 수 있으며, 예를 들면, 장식 층은 전기영동(electrophoresis), 마이크로-아크 산화(micro-arc oxidation), 양극 산화(anodic oxidation), 하드 양극 산화(hard anodic oxidation), 스프레이(spraying) 또는 이들의 조합을 통해 형성될 수 있다.
장식 층의 두께는 상대적으로 넓은 범위에서 변화될 수 있으며, 본 개시의 일부 실시예들에서, 장식 층의 두께는 5~60㎛일 수 있다. 장식 층은 다양한 전자 제품 쉘의 통상의 장식 층일 수 있으며, 예를 들면, 장식 층은 알루미늄 산화 레이어(aluminium oxide layer), 에폭시 코팅 레이어(epoxy coating layer) 또는 아크릴 수지 코팅 레이어(acrylic resin coating layer)일 수 있다.
본 개시의 실시예들에 있어서, 장식 층은 양극 산화를 통해 형성될 수 있다. 양극 산화의 조건은 관련 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 통상적인 조건일 수 있으며, 예를 들어, 양극 산화 조건은, 약 150~210g/L의 농도를 갖는 황산을 조 용액(bath solution)으로 하고, 약 10~15V의 전압, 약 1~2A/dm2의 전류 밀도, 약 10~20℃의 온도, 약 20~60분 동안의 양극 산화 시간, 약 1~10g/L의 농도를 갖는 밀봉 조 용액(sealing bath solution)(예를 들면, NiSO4 수용액), 약 50~95℃의 밀봉 온도, 약 10~50분 동안의 밀봉 시간을 포함할 수 있다. 상술한 양극 산화를 통하여 형성된 장식 층은 일반적으로 약 10~30㎛의 두께를 가진다.
본 개시의 일부 다른 실시예들에 있어서, 장식 층은 마이크로-아크 산화를 통하여 형성될 수 있으며, 마이크로-아크 산화의 조건은 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 통상적인 조건일 수 있으며, 예를 들면, 마이크로-아크 산화의 조건은, 약 6~12의 pH, 약 0~800V의 전압, 약 1~10A/dm2의 전류 밀도, 약 15~60℃의 온도, 약 10~60분의 시간, 물 밀봉 조 용액(sealing bath solution of water), 약 70~90℃의 밀봉 온도, 약 1~10분의 밀봉 시간을 포함할 수 있다. 마이크로-아크 산화를 통하여 형성된 장식 층은 일반적으로 약 10~50㎛의 두께를 가진다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 상기 장식 층은 전기영동을 통하여 형성될 수 있으며, 전기영동 조건은 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 통상적인 조건일 수 있으며, 예를 들면, 전기영동 조건은, 음극 전기영동: 약 20~60V의 전압, 약 4~6의 pH, 약 15~30℃의 온도, 약 20~60초의 시간; 양극 전기영동: 약 40~100V의 전압, 약 6~8의 pH, 약 15~30℃의 온도, 약 40~90초의 시간; 약 120~200℃의 베이킹 온도(baking temperature), 그리고 약 30~60분의 베이킹 시간을 포함할 수 있다. 상술한 전기영동을 통하여 형성된 장식 층은 일반적으로 약 5~35㎛의 두께를 가진다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 상기 장식 층은 스프레이(spraying)를 통하여 형성될 수 있으며, 스프레이 조건은 본 출원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 통상적인 조건일 수가 있으며, 예를 들면, 스프레이 조건은, 약 60~90kV의 정전 고전압(static high voltage), 약 10~20㎂의 정전 전류, 약 0.3~0.55MPa의 속도 압력, 약 0.33~0.45MPa의 아토마이징 압력(atomizing pressure), 약 4.5~5.5m/min의 이송 속도, 약 150~220℃의 경화 온도, 약 30~180분의 경화 시간을 포함할 수 있다.
이하, 본 개시에 대한 상세한 설명이 실시예를 참조하여 주어질 것이다.
(실시예 1)
1) 슬릿을 형성하기 위해 금속 기재를 레이저로 절단하기
알루미늄 합금(DONGGUAN GANGXIANG METAL MATERIAL CO.,LTD로부터 구매된 6061, 두께 0.4mm)이 15mm × 80mm의 크기를 갖는 금속 기재로 절단된다.
레이저 절단기(HUAGONG JIGUANG에서 제조된 레이저, 모델 LSF20, 파장 1064㎚)를 사용하여 60W의 출력, 20㎜/s의 레이저 가공 속도, 1.5kHz의 주파수, 6초의 가공 시간을 조건으로 금속 기재에 슬릿을 형성하여 금속 기재 A11을 얻는다. 얻어진 금속 기재 A11에서, 금속 기재의 외부 표면상의 슬릿의 폭은 50㎛이고, 금속 기재의 내부 표면상의 슬릿의 폭은 60㎛이며, 슬릿의 개수는 6개이고, 슬릿의 길이는 10mm이며, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.6mm이다. 그리고, 슬릿 가공 공정에서 클로깅(clogging)은 발생하지 않는다.
2) 인젝션 몰딩
금속 기재는 얼룩과 표면 오일의 제거를 위해 탈지(degreased) 및 수세(washed)처리 되고, 80℃의 온도에서 20분 동안 건조되어 금속 기재 A12가 얻어진다. 금속 기재 A12는 몰드에 놓여지고, 인젝션 몰딩을 위해 폴리페닐렌 설파이드가 사용된다. 인젝션 몰딩은, 1800bar의 사출 압력, 800bar의 유지 압력, 100℃의 상부와 하부 몰드의 온도 및 1.5초의 사출 시간을 포함한 조건하에서 수행되어 플라스틱 지지 층이 형성되며, 따라서 플라스틱 지지 층을 갖는 금속 기재 A13이 얻어진다.
3) 양극산화를 통한 표면 장식 층 형성
금속 기재 A13에 알칼리 에칭, 수세, 산 에칭 및 수세 처리를 행하고, 이어, 금속 기재 A13은 180g/L의 농도를 갖는 H2SO4 수용액을 함유하는 전해 조(electrolytic bath)에 디핑되고, 금속 기재 A13을 양극으로 하고 스테인리스 스틸을 음극으로 하여, 15V의 전압, 1A/dm2의 전류 밀도, 19℃의 온도에서 40분 동안의 조건 하에서 양극 산화가 수행되었다. 그리고 금속 기재 A13은 전해 조에서 빼내져서, 후속하는 염색(dyeing)에 영향을 줄 수도 있는 숨겨진 산을 제거하기 위해 초음파를 통하여 세정된다. 그리고, 슬릿은 장식 층에 의해 완전히 덮여져서 육안으로 볼 수가 없게 된다.
양극 산화 후 금속 기재 A13은 10분 동안 염색을 행하기 위하여 산성의 염색 용액(염료: OKUNO CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD로부터 구매된 TAC BLACK-SLH)에 디핑된다. 산성의 염색 용액은 5g/L의 농도, 5.5의 pH, 50℃의 온도를 갖는다. 이어, 금속 기재 A13은 밖으로 빼내어져 세척된다.
이어, 금속 기재 A13은 95℃의 온도 하에서 20분 동안 밀봉제(10g/L의 농도를 갖는 NiSO4 용액)에 디핑된다. 그리고 금속 기재 A13은 90℃ 온도를 갖는 순수를 통하여 세척되고, 60℃의 온도에서 15분 동안 베이킹된다(baking). 얻어진 장식 층은 20㎛의 두께를 가진다. 따라서 편평한 표면을 갖는 장식 층을 가지는 통신 장비 금속 쉘 A14가 얻어진다.
(실시예 2)
1) 슬릿을 형성하기 위해 금속 기재를 레이저로 절단하기
알루미늄 합금(DONGGUAN GANGXIANG METAL MATERIAL CO.,LTD로부터 구매된 6061, 두께 0.4mm)이 15mm × 80mm의 크기를 갖는 금속 기재로 절단된다. 레이저 절단기(HUAGONG JIGUANG에서 제조된 레이저, 모델 LSF20, 파장 1064㎚)를 사용하여 40W의 출력, 30㎜/s의 레이저 가공 속도, 3kHz의 주파수, 4초의 가공 시간을 조건으로 금속 기재에 슬릿을 형성하여 금속 기재 A21을 얻는다. 얻어진 금속 기재 A21에서, 금속 기재의 외부 표면상의 슬릿의 폭은 15㎛이고, 금속 기재의 내부 표면상의 슬릿의 폭은 20㎛이며, 슬릿의 개수는 6개이고, 슬릿의 길이는 10mm이며, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.6mm이다. 그리고, 슬릿 가공 공정에서 클로깅(clogging)은 발생하지 않는다.
2) 인젝션 몰딩
플라스틱 지지 층을 갖는 금속 기재 A23이 실시예 1의 단계 2)의 방법을 통해 얻어진다.
3) 마이크로-아크 산화를 통한 표면 장식 층 형성
금속 기재 A23에 탈지 처리(ungrease treatment)를 행하고, 이어, 금속 기재 A23은 마이크로-아크 산화 전해액[40g/L의 헥사메타인산 나트륨(sodium hexametaphospate), 8g/L의 규산 나트륨(sodium silicate), 그리고 12g/L의 메타바나듐산 암모늄(ammonium metavanadate)을 함유]에서, 금속 기재 A23을 양극으로 하고 스테인리스 스틸을 음극으로 하여, 0~600V의 전압, 5A/dm2의 전류 밀도, 25℃의 온도에서 40분 동안의 조건 하에서 마이크로-아크 산화가 수행된다. 그리고 금속 기재 A23은 전해액에서 빼내져서 순수로 세척된다. 슬릿은 장식 층에 의해 완전히 덮여지고, 표면 슬릿은 손에 의한 어떠한 감촉도 없었다.
금속 기재 A23은 밀봉(sealing)을 수행하기 위해 85℃의 온도를 갖는 뜨거운 순수에 5분 동안 디핑되고, 이어, 금속 기재 A23은 밖으로 빼내어져 블로우-드라잉된다(blow-dried). 따라서 35㎛의 두께와 편평한 표면의 장식 층을 가지는 통신 장비 금속 쉘 A24가 얻어진다.
(실시예 3)
1) 슬릿을 형성하기 위해 금속 기재를 레이저로 절단하기
알루미늄 합금(DONGGUAN GANGXIANG METAL MATERIAL CO.,LTD로부터 구매된 6061, 두께 0.4mm)이 15mm × 80mm의 크기를 갖는 금속 기재로 절단된다. 레이저 절단기(HUAGONG JIGUANG에서 제조된 레이저, 모델 LSF20, 파장 1064㎚)를 사용하여 200W의 출력, 10㎜/s의 레이저 가공 속도, 1.2kHz의 주파수, 12초의 가공 시간을 조건으로 금속 기재에 슬릿을 형성하여 금속 기재 A31을 얻는다. 얻어진 금속 기재 A31에서, 금속 기재의 외부 표면상의 슬릿의 폭은 200㎛이고, 금속 기재의 내부 표면상의 슬릿의 폭은 220㎛이며, 슬릿의 개수는 6개이고, 슬릿의 길이는 10mm이며, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.6mm이다. 그리고, 슬릿 가공 공정에서 클로깅(clogging)은 발생하지 않는다.
2) 인젝션 몰딩
플라스틱 지지 층을 갖는 금속 기재 A33이 실시예 1의 단계 2)의 방법을 통해 얻어진다.
3) 전기영동을 통한 표면 장식 층 형성
금속 기재 A33에 알칼리 에칭, 수세, 산 에칭 및 수세 처리를 행하고, 이어, 금속 기재 A33은 전기영동을 수행하는 음극으로 전기영동 페인트[물에서 콜로이드 형태인 7wt% 함량의 아크릴 수지(SHIMIZU CO.,LTD로부터 구매)를 용해함으로써 얻어지는]에 120초 동안 디핑되고, 금속 기재 A33의 표면에 전기영동 코팅을 수행하기 위해, 음극에서의 전기영동 페인트의 pH가 4.5, 23℃의 온도, 35V의 전압 하에서 수행되며, 이어, 전기영동 후 금속 쉘을 얻기 위해, 전기영동 코팅의 표면에 잔류하는 액체를 제거하기 위하여 금속 기재 A33은 120초 동안 수세 된다. 슬릿은 전기영동 코팅에 의해 완전히 덮여져서 육안으로 볼 수가 없게 된다. 마지막으로, 금속 기재 A33은 175℃의 온도를 가는 오븐에 놓여 져서 50분 동안 베이킹된다. 따라서 30㎛의 두께와 편평한 표면의 장식 층을 가지는 통신 장비 금속 쉘 A34가 얻어진다.
(실시예 4)
실시예 1의 방법에서, 단계 1)에만 일부 변화가 있다: 알루미늄 합금(DONGGUAN GANGXIANG METAL MATERIAL CO.,LTD로부터 구매된 6061, 두께 2mm)이 15mm × 80mm의 크기를 갖는 금속 기재로 절단된다. 레이저 절단기(HUAGONG JIGUANG에서 제조된 레이저, 모델 LSF20, 파장 1064㎚)를 사용하여 250W의 출력, 5㎜/s의 레이저 가공 속도, 1.2kHz의 주파수, 6초의 가공 시간을 조건으로 금속 기재에 슬릿을 형성하여 금속 기재 A41을 얻는다. 얻어진 금속 기재 A41에서, 금속 기재의 외부 표면상의 슬릿의 폭은 50㎛이고, 금속 기재의 내부 표면상의 슬릿의 폭은 70㎛이며, 슬릿의 개수는 6개이고, 슬릿의 길이는 10mm이며, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.6mm이다. 따라서 20㎛의 두께와 편평한 표면의 장식 층을 가지는 통신 장비 금속 쉘 A44가 얻어진다.
(비교예 1)
실시예 1의 방법에서, 단계 1)에만 일부 변화가 있다: 알루미늄 합금(DONGGUAN GANGXIANG METAL MATERIAL CO.,LTD로부터 구매된 6063, 두께 0.4mm)이 15mm × 80mm의 크기를 갖는 금속 기재로 절단된다. 레이저 절단기(ZHENGYE TECHNOLOGY에서 제조된 레이저, 모델 JG12, 파장 355㎚)를 사용하여 1.5W의 출력, 300㎜/s의 레이저 가공 속도, 15kHz의 주파수, 10분의 가공 시간을 조건으로 금속 기재에 슬릿을 형성하여 금속 기재 D11을 얻는다. 얻어진 금속 기재 D11에서, 금속 기재의 외부 표면상의 슬릿의 폭은 15㎛이고, 금속 기재의 내부 표면상의 슬릿의 폭은 5㎛이며, 슬릿의 개수는 6개이고, 슬릿의 길이는 10mm이며, 인접한 두 개의 슬릿 사이의 거리는 0.6mm이다. 따라서 통신 장비 금속 쉘 D14가 얻어진다. 아울러, 슬릿 가공 공정에서, 10분동안의 가공 이후에도 막힘 현상(jamming phenomenon)이 여전히 두드러지고, 오랜 시간 반복된 공정에 의해 금속 기재는 심각하게 변형되고, 얻어진 금속 쉘의 장식 층은 균일하지 못하다.
상술한 실시예들과 비교예에 따르면, 본 개시의 실시예들에 따른 통신 장비의 금속 쉘의 슬릿은 투명하고, 막힘 현상이 없기 때문에 전자기 신호는 보다 용이하게 슬릿을 통과할 수 있으며, 금속 쉘의 얻어진 장식 층은 편평하고 요철이 없으며, 통신 장비의 금속 쉘은 외관 일체화의 효과를 가진다. 반대로, 비교예 1은 10분 동안의 공정 후에도 막힘 현상이 두드러지고, 오랜 시간 반복된 공정에 의해 금속 기재에 심각한 변형이 발생하며, 금속 쉘의 장식 층이 균일하지 못하고, 슬릿의 상면과 하면이 큰 테이퍼를 가지며, 레이저는 슬릿을 용이하게 통과하지 못한다.
비록 상술한 바와 같이 설명하기 위한 실시예들이 나타내어 지고 상세히 기술되었지만, 상기 실시예들은 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 기술 사상 및 원리의 범위 내에서의 다양한 간단한 개조가 이루질 수 있으며, 이러한 간단한 개조들은 모두 본 개시의 보호 범위에 속함은 인정되어야 할 것이다.
또한 상술한 실시예에서 기술된 각각의 특정한 기술 구성은 반박이 없다면 어떤 적절한 방법을 통하여 결합할 수 있으며, 불필요한 반복을 피하기 위해 다양한 가능한 결합 방법들이 본 개시에 있어서 기술되지 않았음을 알아야 할 것이다.
또한 본 개시의 각각의 다른 실시예는 또한 본 개시의 사상 및 원리에 벗어남이 없이 서로 결합될 수 있으며, 이는 또한 본 개시의 내용으로 여겨져야 할 것이다.
100: 금속 기재
200: 슬릿
300: 플라스틱 지지 층
400: 장식 층

Claims (12)

  1. 금속 기재;
    상기 금속 기재의 내부 표면 및 외부 표면을 관통하는 슬릿;
    상기 금속 기재의 내부 표면에 형성되는 플라스틱 지지 층; 및
    상기 금속 기재의 외부 표면에 형성되는 장식 층;
    포함하고,
    상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 15~500㎛, 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 20~600㎛, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭에 대한 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭의 비율(ratio)은 (1.05~1.5):1인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿은 복수의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  3. 제2항에 있어서,
    인접한 두 개의 상기 슬릿 사이의 거리는 0.1~10㎜인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿은 길이가 0.1~500㎜인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 15~200㎛, 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 20~250㎛이며, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭에 대한 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭의 비율(ratio)은 (1.05~1.4):1인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 15~200㎛, 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭은 20~220㎛, 상기 금속 기재의 외부 표면에서의 상기 슬릿의 폭에 대한 상기 금속 기재의 내부 표면에서의 상기 슬릿의 폭의 비율(ratio)은 (1.1~1.35):1인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 기재의 두께는 0.2~2㎜인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 기재의 두께는 0.6~1.2㎜인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 지지 층의 두께는 0.1~2㎜인 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 지지 층은 수지 또는 수지와 유리 섬유의 혼합물을 상기 금속 기재의 내부 표면에 인젝션 몰딩하여 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수지는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리스티렌(polystyrene), 변성 폴리페닐 에테르(modified polyphenyl ether), 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트(polyethylene glycol terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide), 폴리에테르이미드(polyetherimidem), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르 설폰(polyether sulfone), 폴리에테르 케톤(polyether ketone), 폴리에테르 에테르 마그네슘(polyether ether magnesium), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 장식 층은 전기영동(electrophoresis), 마이크로-아크 산화(micro-arc oxidation), 양극 산화(anodic oxidation), 하드 양극 산화(hard anodic oxidation), 스프레이(spraying) 또는 이들의 조합을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 통신 장비의 금속 쉘.
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