KR102400529B1

KR102400529B1 - 금속 케이스를 구비한 전자기기 및 이에 사용되는 금속 케이스

Info

Publication number: KR102400529B1
Application number: KR1020150148911A
Authority: KR
Inventors: 구자명; 이영철; 문영준; 윤정근; 홍순민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2022-05-20
Also published as: EP3344022A4; US11291129B2; CN108141981B; EP3344022A1; US20180310423A1; EP3344022B1; CN108141981A; WO2017073893A1; KR20170048043A

Abstract

본 발명은 금속 케이스를 구비한 전자기기에 관한 것으로서, 전자기기는, 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나가 형성된 금속 케이스, 상기 금속 케이스에 마련되며 상기 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나에 전기적으로 연결된 금속 패드, 상기 금속 패드의 일면에 부착된 금속 시트, 및 상기 금속 시트에 분리 가능하게 접촉되는 접속용 금속 기구물을 통해 상기 금속 케이스의 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나와 전기적으로 연결되는 전자회로기판을 포함한다.

Description

금속 케이스를 구비한 전자기기 및 이에 사용되는 금속 케이스{Electronic apparatus having metal case and metal case used therein}

본 발명은 일부 또는 전체를 전자회로나 안테나로 사용하는 금속 케이스를 구비한 전자기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자회로기판의 접속용 금속 기구물과 접촉되는 금속 케이스의 금속 패드의 부식을 방지하거나 조립 공정과 사용 환경 중에 발생하는 접속용 금속 기구물과 금속 케이스의 금속 패드의 마찰에 의한 금속 패드의 손상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 금속 케이스를 구비한 전자기기 및 이에 사용되는 금속 케이스에 관한 것이다.

알루미늄, 타이타늄, 아연, 마그네슘 등 중 하나의 순금속 또는 이들 중의 적어도 하나를 포함하는 합금으로 케이스를 형성한 금속 케이스를 사용하는 전자기기들이 늘어나고 있다. 이러한 금속 케이스는 전자기기의 구조적 강성을 높일 수 있기 때문에 종래의 전자기기에 비해 가볍고 얇게 만드는 것이 용이하며, 동시에 금속의 고급스러운 질감을 표현할 수 있는 장점이 있기 때문에 널리 사용되고 있다.

금속 케이스를 사용할 경우, 금속이 전파를 흡수하기 때문에 금속 케이스 내부에 설치되는 안테나의 성능이 떨어지거나 안테나의 설치 위치에 제한을 받을 수 있다. 한편, 모바일 전자기기는 다양한 주파수 대역을 사용하기 때문에 주파수 대역에 대응하는 적합한 다양한 안테나를 사용할 필요가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위해 금속 케이스를 안테나나 전자회로의 일부로 형성하여 사용하고 있다.

그런데, 금속 케이스에 적어도 한 개의 안테나나 전자회로의 구성요소를 형성할 경우에 금속 케이스의 내부에 설치되는 전자회로기판과 전기적으로 연결할 필요가 있다.

이를 위해 금속 케이스(100)의 금속 부분(101)과 전자회로기판(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 전자회로기판(110)에 설치되는 C-클립(C-clip)(120)과 같은 접촉 단자를 사용하여 연결한다. 도 1에서 참조기호 102는 금속 패드(101)를 절연하는 폴리머를 나타낸다.

그러나, 알루미늄, 마그네슘, 타이타늄, 아연, 철, 스테인레스 스틸 등과 같이 현재 금속 케이스(100)의 재료로 주로 사용되고 있는 금속은 전자회로기판(110)에 설치되는 C-클립(120)과 같이 표면에 금도금 된 접촉부가 안테나를 구성하는 금속 케이스(100)의 금속부의 금속 패드(101)와 직접 접촉하는 경우에 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion), 프레팅 부식(Fretting Corrosion) 등이 발생하여 안테나 성능이 저하되거나 접점 불량으로 전자기기의 이상 동작이 발생할 수 있다.

이러한 종래 기술에 의한 금속 케이스(100)의 문제점을 해결하기 위해 다양한 방식이 제안되어 사용되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술의 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 스크류(130)나 볼트로 전자회로기판(110')의 단자부와 금속 케이스(100')의 금속 패드(101')를 직접 연결할 수 있다. 이와 같은 구조는 금속 케이스(100')의 단자부(101')에 갈바닉 부식이나 프레팅 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러나 이러한 방식은 작은 스크류(130)나 볼트를 이용하여 전자회로기판(110')을 금속 케이스(100')에 결합하여야 하기 때문에 금속 케이스(100')의 금속 패드(101')에 스크류(130)나 볼트를 체결하기 위한 작은 나사 구멍(131)을 가공하여야 하므로 가공비용이 증가되며, 스크류(130)나 볼트를 체결하기 위한 최소한의 두께가 필요하므로 금속 케이스(100')의 두께를 얇게 하는 것에 한계가 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술의 다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 금속 케이스(100)의 금속 패드(101)에 전도성 테이프(140)를 부착하여 금속 케이스(100)의 금속 패드(101)와 전자회로기판(110)의 C-클립(120) 사이에 전도성 테이프(140)가 위치하도록 하는 것이다. 전도성 테이프(140)는 금속 패드(101)에 부착될 수 있는 전도성 접착제와 금, 니켈, 은, 백금 중 하나로 도금된 필름으로 구성된다. 그러나 전도성 테이프(140)는 접착제의 신뢰성이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 전도성 테이프(140)를 금속 케이스(100)의 미소한 크기의 금속 패드(101)에 부착하여야 하므로 많은 금속 패드(101)를 사용하는 금속 케이스(100)의 경우에는 양산성이 좋지 않다는 문제점이 있다. 또한, 본 예에서는 금속 케이스(100)와 전자회로기판(110)의 C-클립(120) 사이에 0.15mm 이상의 전도성 테이프(140)가 설치되므로, 전자기기의 두께가 증가한다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술의 또 다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 양면 전도성 테이프(150)를 사용하여 금속 케이스(100)의 금속 패드(101)와 전자회로기판(110)의 단자부를 연결할 수 있다. 이와 같은 방식은 전자회로기판(110)의 C-클립을 사용하지 않으므로 접합부의 두께를 얇게 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 양면 전도성 테이프(150)를 금속 케이스(100)의 미소한 크기의 금속 패드(101)에 부착하여야 하므로, 많은 금속 패드를 사용하는 금속 케이스(100)의 경우에는 양산성이 좋지 않다는 문제점이 있다. 또한, 전자기기에 불량이 발생한 경우, 수리가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 케이스의 일부를 안테나나 전자회로의 일부로 사용하는 금속 케이스의 금속 패드와 전자회로기판의 연결을 위해 C-클립과 같은 접속용 금속 기구물을 사용하는 경우에 갈바닉 부식이나 프레팅 부식이 발생하지 않도록 하는 구조를 갖는 금속 케이스를 사용하는 전자기기 및 이 전자기기에 사용되는 금속 케이스에 관련된다.

본 발명의 일 측면에 따르는 금속 케이스를 구비한 전자기기는, 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나가 형성된 금속 케이스; 상기 금속 케이스에 마련되며 상기 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나에 전기적으로 연결된 금속 패드; 상기 금속 패드의 일면에 부착된 금속 시트; 및 상기 금속 시트에 분리 가능하게 접촉되는 접속용 금속 기구물을 통해 상기 금속 케이스의 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나와 전기적으로 연결되는 전자회로기판;을 포함할 수 있다.

이때, 상기 금속 패드와 상기 금속 시트는 초음파 용접 또는 전기저항용접으로 접합될 수 있다.

또한, 상기 금속 패드와 상기 금속 시트 사이에는 복수의 접합부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 접합부는 상기 금속 시트의 중앙 부분의 둘레에 형성될 수 있다.

또한, 상기 금속 시트는 사각형 형상으로 형성되며, 상기 금속 시트의 모서리에는 상기 복수의 접합부가 형성되지 않을 수 있다.

또한, 상기 복수의 접합부는 상기 금속 패드의 금속과 상기 금속 시트의 금속이 용융되어 형성되는 용융부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 금속 시트는 양면테이프에 의해 상기 금속 패드에 고정될 수 있다.

또한, 상기 접속용 금속 기구물은 C-클립, 스프링, 전도성 핀, 전도성 기둥 형상의 구조물 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

또한, 상기 접속용 금속 기구물은 상기 금속 시트와 접촉되는 부분이 금, 은, 백금, 주석, 코발트, 구리, 니켈, 티타늄 등 중 하나의 금속 또는 이들 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 접속용 금속 기구물은 상기 금속 시트와 접촉되는 부분에 금, 은, 백금, 주석, 코발트, 구리, 니켈, 티타늄 등 중 하나의 금속 또는 이들 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금이 코팅될 수 있다.

또한, 상기 금속 시트는 박편, 필름, 판상 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 금속 시트는 금, 은, 백금, 주석, 니켈, 금, 코발트 중 하나의 금속 또는 이들 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 금속 패드와 상기 금속 시트 사이에는 주석, 아연, 은, 금, 인듐, 구리, 비스므스 중 적어도 하나를 포함하는 금속 물질이 존재할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의한, 금속 케이스는, 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나로 이용되는 금속부와 폴리머를 포함하는 금속 케이스; 상기 금속 케이스의 상기 금속부에 마련되는 금속 패드; 및 상기 금속 패드의 일면에 부착된 금속 시트;를 포함하며, 상기 금속 시트는 초음파 용접 또는 전기저항용접으로 상기 금속 패드에 접합될 수 있다.

이때, 상기 금속 시트는 상기 초음파 용접 또는 전기저항용접에 의해 형성되는 복수의 접합부에 의해 상기 금속 패드에 부착될 수 있다.

또한, 상기 복수의 접합부는 상기 금속 시트의 중앙에 형성된 접촉 영역의 둘레에 형성될 수 있다.

또한, 상기 금속 시트는 양면테이프에 의해 상기 금속 패드에 임시로 고정될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 금속 케이스와 전자회로기판을 연결하는 구조를 나타내는 도면;
도 2는 종래 기술에 의한 금속 케이스와 전자회로기판을 연결하는 다른 구조를 나타내는 도면;
도 3은 종래 기술에 의한 금속 케이스와 전자회로기판을 연결하는 다른 구조를 나타내는 도면;
도 4는 종래 기술에 의한 금속 케이스와 전자회로기판을 연결하는 다른 구조를 나타내는 도면;
도 5는 금속 시트가 설치되지 않은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 나타내는 부분 평면도;
도 6은 도 5의 금속 케이스의 금속 패드에 금속 시트가 위치한 상태를 개념적으로 나타내는 부분 단면도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 나타내는 부분 평면도;
도 8은 본 발명의 도 7의 금속 케이스를 선 8-8을 따라 절단하여 나타내는 부분 단면도;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 금속 케이스를 나타내는 부분 평면도;
도 10은 본 발명의 일 실시에에 의한 금속 케이스에서 금속 시트를 금속 패드에 부착하기 위해 사용되는 초음파 공구를 나타내는 부분 사시도;
도 11a와 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스에 사용되는 금속 시트의 다른 예를 나타내는 부분 단면도;
도 12a는 금속 케이스의 금속 패드에 양면테이프를 이용하여 금속 시트를 일시적으로 부착한 상태를 나타내는 도면;
도 12b는 도 12a의 금속 시트를 초음파 용접으로 금속 케이스에 접합한 상태를 나타내는 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기를 개념적으로 나타내는 부분 단면도;이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기 및 이에 사용되는 금속 케이스의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 5는 금속 시트가 설치되지 않은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 나타내는 부분 사시도이고, 도 6은 도 5의 금속 케이스의 금속 패드에 금속 시트가 위치한 상태를 개념적으로 나타내는 부분 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 나타내는 부분 평면도이다. 도 8은 본 발명의 도 7의 금속 케이스를 선 8-8을 따라 절단하여 나타내는 부분 단면도이다.

도 5에는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자기기에 사용되는 금속 케이스(1)가 도시되어 있다. 금속 케이스(1)는 전자기기의 외관을 형성하는 것으로서, 금속 케이스(1)는 금속부와 폴리머(polymer)(5)를 포함한다. 금속 케이스(1)의 아래쪽에는 전자회로기판(110, 도 13 참조)이 설치될 수 있다. 금속부는 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나로 형성될 수 있다. 금속부에 형성되는 전자회로나 안테나는 전자회로기판(110)에 전기적으로 접속될 필요가 있다. 이를 위해 금속부에는 전자회로나 안테나에 전기적으로 연결되는 금속 패드(3)가 마련된다. 금속 패드(3)는 전자회로나 안테나의 개수에 대응하는 개수로 마련될 수 있다. 예를 들어, 금속 케이스(1)에 주파수 대역에 따라 4개의 안테나가 형성된 경우에는 4개의 금속 패드(3)가 마련될 수 있다. 폴리머(5)는 복수의 전자회로나 안테나 사이에 위치하여 복수의 전자회로나 안테나가 서로 절연되도록 한다.

도 5는 금속 케이스(1)에 노출된 2개의 금속 패드(3,4)를 보여주기 위한 것으로서, 금속 케이스(1)는 전자기기, 예를 들면, 금속 케이스(1)에 복수의 안테나가 형성된 모바일 전자기기의 금속 케이스(1)의 부분 평면도이다. 2개의 금속 패드(3,4)는 각각 안테나 또는 전기회로로 형성된 금속 케이스(1)의 금속부에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 2개의 금속 패드(3,4)는 전도성이 없는 폴리머(5)로 둘러싸여 있어 서로 절연되어 있다. 여기서, 모바일 전자기기는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 기기 등을 포함할 수 있다.

도 6은 도 5의 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 금속 시트(10)를 위치시킨 상태로서, 아직 금속 시트(10)가 초음파 용접이나 전기저항 용접으로 금속 패드(3)의 노출된 표면에 부착되기 전의 상태를 나타낸다.

금속 시트(10)는 금속 패드(3)의 노출된 면에 부착되어 금속 패드(3)가 전자회로기판(110)에 설치된 접속용 금속 기구물(120)과 직접 접촉하는 경우에 발생하는 갈바닉 부식 또는 프레팅 부식을 방지할 수 있도록 형성된다. 금속 시트(10)로는 금속 패드(3)에 대응하는 형상으로 박편(foil), 필름(film), 판상(plate) 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 금속 시트(10)는 사각형, 직사각형, 정사각형, 원형 등 금속 패드에 대응하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 금속 시트(10)는 대략 정사각형 형태의 박편으로 형성되어 있다.

또한, 금속 시트(10)는 금, 은, 백금, 주석, 니켈, 코발트, 구리, 티타늄 등과 같은 금속들, 또는 이들 금속 중 적어도 한 개가 포함된 합금들 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또는 금속 시트(10)는 전도성을 갖는 금속판에 상기와 같은 금속을 코팅하여 형성할 수도 있다. 일 예로서, 금속 시트(10)는 구리 판에 금, 은, 백금, 주석, 니켈, 코발트 중 하나의 금속을 코팅하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 금속 시트(10)는 두께 0.018mm ~ 0.050mm 범위의 일정한 두께를 갖는 구리 판에 금, 은, 백금, 니켈, 주석, 코발트 중 하나의 금속 또는 이들 원소 중 적어도 한 개가 포함된 합금을 하나의 층 또는 복수의 층으로 코팅하여 형성할 수 있다. 이때, 코팅층은 0.01mm 이하의 두께로 형성할 수 있다.

금속 시트(10)는 갈바닉 부식과 프레팅 부식을 방지하기 위해, 전자회로기판(110)의 접속용 금속 기구물(120)의 접촉부의 금속 대비 내식성이 동등하거나 우수하며, 강도가 유사하거나 강한 금속으로 형성할 수 있다.

도 7은 도 6의 금속 시트(10)를 금속 케이스(1)의 금속 패드(3,4)에 부착한 경우를 나타내는 부분 단면도이다. 금속 시트(10)는 초음파 용접 또는 전기저항 용접으로 금속 패드(3,4)에 접합된다.

초음파 용접으로 금속 시트(10)를 금속 패드(3)에 접합할 때, 금속 시트(10)와 금속 패드(3)는 복수의 접합부(20)에 의해 접합된다. 복수의 접합부(20)는 도 8에 도시된 바와 같이 오목한 홈 형태로 형성된다. 복수의 접합부(20)의 형상은 도 10에 도시된 바와 같은 초음파 공구(200)의 복수의 돌출부(201)에 대응하는 형상으로 형성된다. 본 실시예의 경우에는 초음파 공구(200)의 돌출부(201)는 대략 사각뿔대 형상으로 형성되므로, 복수의 접합부(20) 각각은 대략 사각뿔대에 대응하는 형상의 홈으로 형성된다.

또한, 복수의 접합부(20) 각각은 금속 패드(3)의 금속과 금속 시트(10)의 금속이 용융되어 원자간 결합이 발생되는 용융부(21)를 포함할 수 있다. 금속 시트(10)를 금속 패드(3)에 초음파 용접으로 접합시킬 때, 도 10에 도시된 바와 같은 초음파 공구(200)에 초음파 진동을 가함으로써 복수의 금속 시트(10)에 오목한 복수의 접합부(20)를 형성하여 금속 패드(3)에 접합한다.

이때, 복수의 접합부(20)는 도 7에 도시된 바와 같이 대략 정사각형 형상의 금속 시트(10)의 둘레를 따라 배치되고, 중앙 부분(11)에는 접합부(20)가 형성되지 않도록 한다. 만일, 금속 시트(10)가 원형 형상인 경우는 복수의 접합부(20)는 원 둘레를 따라 배치되고 중앙 부분에는 접합부가 형성되지 않도록 한다. 접합부(20)가 없는 금속 시트(10)의 중앙 부분(11)은 전자회로기판(110)에 설치된 접속용 금속 기구물(120)이 접촉되는 접촉 영역으로서 사용된다. 따라서, 초음파 용접으로 형성되는 복수의 접합부(20)는 금속 시트(10)의 중앙에 마련되는 접촉 영역(11)의 둘레에 형성된다.

다른 예로서, 대략 정사각형 형상으로 형성되고, 모서리가 라운드 가공된 금속 시트(10)의 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같이 금속 시트(10)의 모서리에는 접합부(20)를 형성하지 않을 수 있다.

도 11a는 구리 판과 같은 도전성 금속판(10a)의 상면, 하면, 또는 양면에 금, 은, 백금, 주석, 니켈, 코발트, 티타늄 중 하나의 금속을 코팅한 코팅층(10b)을 구비한 금속 시트(10')를 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 초음파 용접으로 부착한 경우를 나타낸다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 금속 시트(10')는 초음파 용접에 의해 형성되는 복수의 접합부(20)에 의해 금속 패드(3)에 부착된다. 이때, 복수의 접합부(20)는 금속 시트(10)를 구성하는 금속과 금속 패드(3)를 구성하는 금속의 일부가 서로 융합되는 융합부(21')를 포함할 수 있다.

도 11b의 경우는 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)와 금속 시트(10)의 접합을 쉽게 하기 위해 금속 패드(3)와 금속 시트(10)의 사이에 금속층(10c)을 형성한 경우를 도시하고 있다.

금속층(10c)은 주석, 아연, 은, 금, 구리, 인듐, 비스무스(Bi), 니켈 중 적어도 하나의 금속으로 이루어지거나 이들 금속 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 금속층(10c)은 금속 시트(10)와 별도로 형성되는 박판으로 형성하거나, 금속 패드(3)의 노출면 또는 금속 시트(10)의 일면에 코팅층으로 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우에는 상술한 금속층(10c)은 금속 패드(3)의 노출면에 코팅층으로 형성하였다.

도 11b의 경우에는 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 금속 시트(10)를 초음파 용접에 의해 부착하는 경우, 금속 시트(10)와 금속 패드(3)는 복수의 접합부(20)에 의해 결합된다. 이때, 복수의 접합부(20)의 용융부(21')에는 금속층(10c)을 이루는 금속이 함께 용융되어 금속 패드(3)와 금속 시트(10)의 접합을 용이하게 할 수 있다.

도 12a는 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 양면테이프(50)를 이용하여 금속 시트(10)를 일시적으로 부착한 상태를 나타내는 도면이고, 도 12b는 도 12a의 금속 시트(10)를 초음파 용접으로 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 접합한 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명에 의한 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 금속 시트(10)를 접합할 때, 금속 시트(10)를 초음파 용접으로 금속 패드(3)에 부착하기 전에 금속 시트(10)가 떨어지지 않고 안정적으로 금속 패드(3)에 부착되어 있도록 도 12a에 도시된 바와 같이 금속 시트(10)를 양면테이프(50)로 금속 패드(3)에 임시로 고정할 수 있다. 이와 같이 금속 시트(10)를 양면테이프(50)로 임시로 고정하면, 초음파 용접을 할 때, 금속 시트(10)가 금속 패드(3)에 대해 이동하는 것을 방지할 수 있으므로, 용접 불량이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 금속 시트(10)를 금속 패드(3)에 초음파 용접으로 접합을 완료하였을 때, 도 12b에 도시된 바와 같이, 금속 시트(10)와 금속 패드(3)를 접합하는 복수의 접합부(20)에는 양면테이프(50)가 존재하지 않는다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스(1)는 다양한 전자기기에 사용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기를 개념적으로 나타내는 부분 단면도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기(500)는 금속 케이스(1)와 전자회로기판(110)을 포함할 수 있다.

금속 케이스(1)는 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나가 형성된 금속부를 포함한다. 적어도 한 개의 전자회로는 전류를 흐르는 통로가 되거나 신호 전송을 위한 통로로 형성될 수 있다. 또한, 적어도 한 개의 안테나는 전자회로기판(110)에 형성된 제어부가 외부 장치와 무선으로 통신을 할 수 있도록 형성된다. 만일 전자회로기판(110)에 형성된 제어부가 복수의 주파수 대역을 이용하여 외부 장치와 무선 통신을 할 수 있도록 구성된 경우에는 금속 케이스(1)에는 복수의 주파수 대역에 대응하는 복수의 안테나가 마련될 수 있다.

금속 케이스(1)에 마련되는 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나는 전기적으로 연결된 금속 패드(3)를 포함한다. 금속 패드(3)는 금속 케이스(1)와 별개로 형성된 전자회로기판(110)과 금속 케이스(1)에 형성된 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나를 연결하기 위한 것으로서, 도전성이 있는 금속으로 형성된다. 금속 패드(3)는 상술한 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

금속 패드(3)의 일면, 즉 금속 패드(3)의 노출된 면에는 금속 시트(10)가 부착된다. 금속 시트(10)는 금속 패드(3)가 전자회로기판(110)에 설치된 접속용 금속 기구물(120)과 직접 접촉하여 갈바닉 부식이나 프레팅 부식이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 초음파 용접 또는 전기저항 용접으로 금속 패드(3)에 영구적으로 부착된다. 금속 시트(10)가 금속 패드(3)에 부착되는 구조는 상술한 금속 케이스(1)와 동일하므로 금속 시트(10)와 금속 패드(3)의 접합 구조에 대해 상세한 설명은 생략한다.

전자회로기판(110)은 금속 케이스(1)에 형성된 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나와 전기적으로 연결된다. 전자회로기판(110)을 금속 케이스(1)에 접속시키기 위해 전자회로기판(110)에는 접속용 금속 기구물(120)이 설치된다.

접속용 금속 기구물(120)은 금속 케이스(1)에 마련된 적어도 한 개의 전자회로나 안테나를 전자회로기판(110)에 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 금속 케이스(1)의 금속 패드(3)에 부착된 금속 시트(10)와 분리 가능하게 접촉할 수 있도록 형성된다. 도 13은 접속용 금속 기구물(120)이 금속 케이스(1)의 금속 시트(10)에 접촉된 상태를 나타낸다. 전자기기(500)에서 금속 케이스(1)를 분리하면, 금속 케이스(1)의 금속 시트(10)는 전자회로기판(110)의 접속용 금속 기구물(120)과 분리된다.

전자회로기판(110)에 설치되는 접속용 금속 기구물(120)은 C-클립(clip), 스프링, 전도성 핀, 전도성 기둥 형상의 구조물 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 도 13에 도시된 실시예의 경우에는 접속용 금속 기구물(120)로 C-클립이 사용된 경우를 나타낸다. 접속용 금속 기구물(120)로 C-클립을 사용하면, 금속 케이스(1)에 부착된 금속 시트(10)에 C-클립(120)의 접촉부(121)가 탄성적으로 접촉하고 있으므로, 금속 시트(10)와 C-클립(120)의 접촉부(121)의 접촉이 안정적으로 유지될 수 있다.

접속용 금속 기구물(120)은 전기 전도성이 좋은 금속으로 형성되며, 금속 시트(10)의 접촉부(11)와 접촉되는 부분(121)은 금, 은, 백금, 주석, 코발트, 구리, 니켈, 티타늄 등 중 하나의 금속 또는 이들 금속 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금으로 형성할 수 있다.

다른 실시예로서, 접속용 금속 기구물(120)은 전기 전도성이 좋은 금속으로 형성되며, 금속 시트(10)의 접촉부(11)와 접촉되는 접속용 금속 기구물(120)의 접촉 부분(121)에 금, 은, 백금, 주석, 코발트, 구리 등 중 하나의 금속을 코팅할 수 있다.

전자회로기판(110)은 전자기기(500)의 종류에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 일 예로서, 전자기기(500)가 스마트폰일 경우에는 전자회로기판(110)은 디스플레이부(400)의 후면에 설치되어, 일반적인 스마트폰의 기능, 예를 들면, 음성통화, 인터넷 접속, 애플리케이션 실행, 사진 촬영 등과 같은 기능을 수행할 수 있도록 형성된다. 이때, 전자회로기판(110)은 금속 케이스(1)와 디스플레이부(400) 사이에 설치될 수 있다.

또한, 스마트폰이 LTE, WiFi, Bluetooth 등을 통해 외부 장치와 연결되는 경우에는 금속 케이스(1)에는 LTE 연결용 안테나, WiFi 연결용 안테나, Bluetooth 연결용 안테나가 설치될 수 있으며, 이들 각각에 마련된 금속 패드(3)에 부착된 금속 시트(10)와 접속용 금속 기구물(120)의 접촉에 의해 전자회로기판(110)과 연결될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기에 의하면, 금속 케이스의 금속 패드에 부착된 금속 시트가 전자회로기판에 설치된 접속용 금속 기구물의 접촉 부분의 금속과 전위차가 없거나 적은 금속으로 구성되므로 금속 시트와 접속용 금속 기구물의 접촉 부분에 갈바닉 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기에 의하면, 금속 케이스의 금속 패드에 부착된 금속 시트가 전자회로기판에 설치된 접속용 금속 기구물의 접촉 부분의 금속과 동일하거나 강한 강도를 가는 금속으로 구성되므로 금속 시트와 접속용 금속 기구물의 접촉 부분에 프레팅 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 케이스를 구비한 전자기기에 의하면, 얇은 금속 시트를 초음파 용접 또는 전기저항용접으로 금속 케이스의 금속 패드에 접합시키므로 볼트나 스크류를 이용하여 금속 케이스와 전자회로기판을 부착시키는 종래 기술에 비해 작업이 편리하며, 전자기기를 박형화시킬 수 있다는 이점이 있다.

이상에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 금속 케이스 3; 금속 패드
5; 폴리머 10; 금속 시트
11; 접촉 영역 20; 접합부
21; 용융부 50; 양면테이프
100; 금속 케이스 101; 금속 패드
102; 폴리머 110; 전자회로기판
120; 접속용 금속 기구물 130; 스크류, 볼트
140; 전도성 테이프 150; 전도성 양면 테이프
200; 초음파 공구 201; 돌출부
400; 디스플레이부 500; 전자기기

Claims

적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나가 형성된 금속 케이스;
상기 금속 케이스에 마련되며 상기 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나에 전기적으로 연결된 금속 패드;
상기 금속 패드의 일면에 부착된 금속 시트; 및
상기 금속 시트에 분리 가능하게 접촉되는 접속용 금속 기구물을 통해 상기 금속 케이스의 적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나와 전기적으로 연결되는 전자회로기판;을 포함하며,
상기 금속 시트는 상기 접속용 금속 기구물의 접촉 부분의 금속에 대해 일정 값보다 작은 전위차를 갖거나 전위차가 없는 금속으로 형성되며,
상기 금속 시트와 상기 금속 패드는 초음파 용접으로 초음파 공구의 복수의 돌기에 대응하는 형상으로 형성된 복수의 접합부로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
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제 1 항에 있어서,
상기 복수의 접합부는 상기 금속 시트의 중앙 부분의 둘레에 형성된 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 4 항에 있어서,
상기 금속 시트는 사각형 형상으로 형성되며,
상기 금속 시트의 모서리에는 상기 복수의 접합부가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 접합부는 상기 금속 패드의 금속과 상기 금속 시트의 금속이 용융되어 형성되는 용융부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 시트는 양면테이프에 의해 상기 금속 패드에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 접속용 금속 기구물은 C-클립, 스프링, 전도성 핀, 전도성 기둥 형상의 구조물 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 접속용 금속 기구물은 상기 금속 시트와 접촉되는 부분이 금, 은, 백금, 주석, 코발트, 구리, 니켈, 티타늄 등 중 하나의 금속 또는 이들 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 접속용 금속 기구물은 상기 금속 시트와 접촉되는 부분에 금, 은, 백금, 주석, 코발트, 구리, 니켈, 티타늄 등 중 하나의 금속이 코팅된 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 시트는 박편, 필름, 판상 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 시트는 금, 은, 백금, 주석, 니켈, 금, 코발트, 티타늄, 구리 중 하나의 금속 또는 이들 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 패드와 상기 금속 시트 사이에는 주석, 아연, 은, 금, 인듐, 구리, 비스므스, 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 금속 물질이 존재하는 것을 특징으로 하는 금속 케이스를 구비한 전자기기.
적어도 한 개의 전자회로 또는 안테나로 이용되는 금속부와 폴리머를 포함하는 금속 케이스;
상기 금속 케이스의 상기 금속부에 마련되는 금속 패드; 및
상기 금속 패드의 일면에 부착된 금속 시트;를 포함하며,
상기 금속 시트는 초음파 용접 또는 전기저항용접으로 상기 금속 패드에 접합되며,
상기 금속 시트는 상기 금속 시트에 분리 가능하게 접촉하는 접속용 금속 기구물의 접촉 부분의 금속에 대해 일정 값보다 작은 전위차를 갖거나 전위차가 없는 금속으로 형성되며,
상기 금속 시트와 상기 금속 패드는 초음파 용접으로 초음파 공구의 복수의 돌기에 대응하는 형상으로 형성된 복수의 접합부로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 금속 케이스.
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제 14 항에 있어서,
상기 복수의 접합부는 상기 금속 시트의 중앙에 형성된 접촉 영역의 둘레에 형성된 것을 특징으로 하는 금속 케이스.
제 16 항에 있어서,
상기 금속 시트는 사각형 또는 원형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 케이스.
제 14 항에 있어서,
상기 금속 시트는 양면테이프에 의해 상기 금속 패드에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 케이스.
제 18 항에 있어서,
상기 복수의 접합부에는 상기 금속 시트와 상기 금속 패드 사이에 상기 양면테이프가 존재하지 않고, 상기 금속 시트와 상기 금속 패드가 접촉된 것을 특징으로 하는 금속 케이스.
제 19 항에 있어서,
상기 금속 시트는 금, 은, 백금, 주석, 니켈, 금, 코발트, 티타늄, 구리 중 하나의 금속 또는 이들 중 적어도 한 개의 금속을 포함하는 합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 금속 케이스.