KR102617519B1 - 안테나 기능을 갖는 쉴드 캔 - Google Patents

안테나 기능을 갖는 쉴드 캔 Download PDF

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Abstract

슬롯을 형성함에 따라 하나 이상의 주파수 대역에 공진하는 방사 영역이 정의되어 전자파를 차폐하면서 안테나로 동작하도록 한 쉴드 캔을 제시한다. 제시된 쉴드 캔은 인쇄회로기판의 상면에 배치되어 인쇄회로기판에 실장된 전자 부품을 덮는 쉴드 캔으로, 쉴드 캔에 형성되어 쉴드 캔을 제1 내부 영역과 제1 내부 영역과 이격된 제1 외부 영역으로 구획하는 제1 슬릿, 제1 슬릿에 의해 구획된 제1 외부 영역인 차폐 영역 및 제1 슬릿에 의해 구획된 제1 내부 영역인 제1 방사 영역을 포함한다.

Description

안테나 기능을 갖는 쉴드 캔{SHIELD CAN HAVING ANTENNA FUNCTION}
본 발명은 전자 기기에 실장되어 노이즈 차단을 위해 전자파를 차폐하는 쉴드 캔에 관한 것이다.
최근 전자 기기는 기능이 복합화 및 고급 사양화됨에 따라 장착(또는 설치) 되는 안테나의 개수는 증가하고 있다. 일례로, 최근의 스마트폰에는 이동통신 주파수 대역의 신호를 송수신하는 안테나와 블루투스, NFC 등과 같은 근거리 통신용 안테나, 위치 정보 송수신을 위한 GPS 안테나 및 초광대역(UWB) 안테나 등이 실장되고 있다.
하지만, 전자 기기는 점차 슬림화 및 소형화되고 있어 전자 부품 및 안테나를 실장하기 위한 공간이 부족해지고, 실장 공간의 축소로 인해 전자 기기에 실장된 전자 부품과 안테나 사이에 간섭이 발생하게 되어 안테나의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 전자 기기에는 전자파 차폐를 위한 쉴드 캔이 실장되는데, 쉴드 캔이 추가 배치됨에 따라 실장 공간이 더 부족해지고 전자 부품의 배치 구조 및 회로가 복잡해지는 문제점이 있다.
한국등록특허 10-1086596
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 슬릿을 형성함에 따라 하나 이상의 주파수 대역에 공진하는 방사 영역이 정의되어 전자파를 차폐하면서 안테나로 동작하도록 한 쉴드 캔을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔은 인쇄회로기판의 상면에 배치되어 인쇄회로기판에 실장된 전자 부품을 덮는 쉴드 캔으로, 쉴드 캔에 형성되어 쉴드 캔을 제1 내부 영역과 제1 내부 영역과 이격된 제1 외부 영역으로 구획하는 제1 슬릿, 제1 슬릿에 의해 구획된 제1 외부 영역인 차폐 영역 및 제1 슬릿에 의해 구획된 제1 내부 영역인 제1 방사 영역을 포함한다.
제1 방사 영역과 차폐 영역은 제1 슬릿을 사이에 두고 1mm 이상 이격되고, 제1 방사 영역은 미앤더 라인 형상 및 패치 형상 중에서 하나의 형상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔은 제1 슬릿과 이격되고, 제1 외부 영역에 형성되어 제1 외부 영역을 제2 내부 영역과 제2 내부 영역과 이격된 제2 외부 영역으로 구획하는 제2 슬릿 및 제2 슬릿에 의해 구획된 제2 내부 영역인 제2 방사 영역을 더 포함할 수 있다.
차폐 영역은 제1 외부 영역 중에서 제2 슬릿에 의해 구획된 제2 외부 영역이고, 제2 방사 영역과 차폐 영역은 제1 슬릿을 사이에 두고 1mm 이상 이격될 수 있다.
제1 방사 영역은 미앤더 라인 형상으로 형성되어 제1 주파수 대역에 공진하고, 제2 방사 영역은 패치 형상으로 형성되어 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역에 공진할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔은 쉴드 캔의 저면에 형성되어 제1 방사 영역과 연결된 제1 급전 영역 및 쉴드 캔의 저면에 형성되되 제1 급전 영역과 이격되고, 제2 방사 영역과 연결된 제2 급전 영역을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 쉴드 캔은 슬릿(또는 슬롯)을 형성함으로써, 금속 방사 영역을 형성하여 안테나로 동작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 쉴드 캔은 안테나로 동작함으로써 별도의 안테나를 전자 기기에 실장하지 않아도 되기 때문에 안테나와 쉴드 캔이 실장되는 종래의 전자 기기에 비해 실장 공간을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 쉴드 캔은 추가 안테나를 필요로 하지 않기 때문에, 전자 기기의 단가를 절감하고, 작은 사이즈로 제작할 수 있어 안테나와 쉴드 캔이 실장되는 종래의 전자 기기에 비해 전자 기기를 슬림화 및 소형화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔을 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔을 설명하기 위한 상면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔을 설명하기 위한 저면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔과 회로 기판의 접합 구조를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔(100)은 회로 기판에 실장된 전자 부품들을 회로 기판의 상부에서 덮는 형태로 구성된다. 쉴드 캔(100)은 전자파 차폐를 위해 판상 금속으로 제작된다. 쉴드 캔(100)은 전자 부품을 수용하기 위해 하면이 개구된 직육면체 형상으로 형성된 것을 일례로 한다.
쉴드 캔(100)에는 쉴드 캔(100)의 일부를 방사 영역으로 구성하기 위한 슬릿(즉, 제1 슬릿(S1), 제2 슬릿(S2); 또는 슬롯)이 형성된다. 쉴드 캔(100)에는 슬릿(S1, S2)에 의해 다양한 형상의 방사 영역(120, 130)이 형성될 수 있으며, 방사 영역이 공진하는 주파수 대역에 따라 미앤더 라인(Meander line) 형상, 패치(Patch, 판상) 형상 등의 방사 영역이 형성될 수 있다.
이때, 도 1에서는 본 발명의 실시 예를 용이하게 설명하기 위해 쉴드 캔(100)에 제1 방사 영역(120) 및 제2 방사 영역(130)이 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 하나의 방사 영역만 형성되거나 3개 이상의 방사 영역이 형성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 쉴드 캔(100)에 슬릿(S1, S2, 또는 슬롯)이 형성됨에 따라 쉴드 캔(100)에는 차폐 영역(110), 제1 방사 영역(120) 및 제2 방사 영역(130)이 형성된다.
차폐 영역(110)은 방사 영역을 형성하기 위해 형성된 슬릿(S1, S2)의 외주에 배치되는 영역이다. 쉴드 캔(100)의 상면에 슬릿(S1, S2)이 형성됨에 따라 차폐 영역(110)에는 제1 방사 영역(120)이 수용되는 제1 수용 홀(112)과 제2 방사 영역(130)이 수용되는 제2 수용 홀(114)이 정의된다.
제1 방사 영역(120)은 쉴드 캔(100)의 상면 중에서 제1 주파수 대역의 신호에 공진하는 방사체로 동작하는 영역이다. 제1 방사 영역(120)은 방사 영역을 형성하기 위해 형성된 제1 슬릿(S1)의 내주에 배치되는 영역이다. 이때, 제1 방사 영역(120)은 차폐 영역(110)에 정의된 제1 수용 홀(112)의 내주에 위치한 영역에 정의된다.
제1 방사 영역(120)은 소정의 선폭을 갖는 미앤더 라인 형상으로 형성된다. 이때, 제1 방사 영역(120)은 하나 이상의 굴곡이 형성된 미앤더 라인 형상으로 형성되어 제1 주파수 대역의 신호에 공진하며, 7개의 굴곡이 형성된 미앤더 라인 형상으로 형성되어 BLE 주파수 대역의 신호에 공진하는 방사체로 동작하는 것을 일례로 한다. 여기서, 제1 방사 영역(120)의 선폭은 수용되는 전자 부품, 공진 주파수 대역 등에 따라 다양하게 변형될 수 있으므로 수치를 한정하지 않는다.
한편, 제1 방사 영역(120)과 차폐 영역(110)이 근접 배치되는 경우 신호 간섭이 발생하여 제1 방사 영역(120)의 안테나 성능이 저하될 수밖에 없다. 이에, 제1 방사 영역(120)은 제1 수용 홀(112)과 설정 간격 이상 이격되도록 배치된다. 다시 말해, 제1 방사 영역(120)과 차폐 영역(110)의 제1 방사 영역(120) 사이 위치하는 제1 슬릿(S1)의 폭이 설정 폭 이상이 되도록 배치된다. 여기서, 설정 간격 및 설정 폭은 대략 1mm 이상인 것을 일례로 한다.
제2 방사 영역(130)은 쉴드 캔(100)의 상면 중에서 제2 주파수 대역의 신호에 공진하는 방사체로 동작하는 영역이다. 제2 방사 영역(130)은 방사 영역을 형성하기 위해 형성된 제2 슬릿(S2)의 내주에 배치되는 영역이다. 이때, 제2 방사 영역(130)은 차폐 영역(110)에 정의된 제2 수용 홀(114)의 내주 영역에 정의된다.
제2 방사 영역(130)은 소정의 면적을 갖는 패치 형상(판상)으로 형성된다. 이때, 제2 방사 영역(130)은 소정의 면적을 갖는 패치 형상으로 형성되어 제2 주파수 대역의 신호에 공진하며, 소정 면적을 갖는 사각형 형상의 패치로 형성되어 UWB 주파수 대역의 신호에 공진하는 방사체로 동작하는 것을 일례로 한다. 여기서, 제2 방사 영역(130)의 면적은 수용되는 전자 부품, 공진 주파수 대역 등에 따라 다양하게 변형될 수 있으므로 수치를 한정하지 않는다.
한편, 제2 방사 영역(130)과 차폐 영역(110)이 근접 배치되는 경우 신호 간섭이 발생하여 제1 방사 영역(120)의 안테나 성능이 저하될 수밖에 없다. 이에, 제2 방사 영역(130)은 제2 수용 홀(114)과 설정 간격 이상 이격되도록 배치된다. 다시 말해, 제2 방사 영역(130)과 차폐 영역(110)의 제2 방사 영역(130) 사이 위치하는 제2 슬릿(S2)의 폭이 설정 폭 이상이 되도록 배치된다. 여기서, 설정 간격 및 설정 폭은 대략 1mm 이상인 것을 일례로 한다.
도 3을 참조하면, 쉴드 캔(100)의 저면에는 접착 영역(140), 제1 급전 영역(150) 및 제2 급전 영역(160)이 정의된다.
접착 영역(140)은 쉴드 캔(100)이 회로 기판에 실장될 때 회로 기판에 배치된 부착 영역과 접착되는 영역이다. 접착 영역(140)은 쉴드 캔(100)의 하면 테두리를 따라 배치되며, 소정 면적을 갖는 제1 접합면(140a)을 갖는다.
제1 급전 영역(150)은 제1 방사 영역(120)의 급전을 위해 회로 기판의 급전 패드와 연결되는 영역이다. 이때, 제1 방사 영역(120)의 단부는 쉴드 캔(100)의 측면을 거쳐 쉴드 캔(100)의 하부로 연장되고, 제1 급전 영역(150)은 제1 방사 영역(120)의 단부와 연결된다. 제1 급전 영역(150)은 회로 기판의 급전 패드를 통해 제1 주파수 대역의 신호를 처리하는 제1 신호 처리 소자(미도시)와 연결된다. 이때, 제1 급전 영역(150)은 접착 영역(140)과 설정 간격 이상 이격되고, 설정 간격은 대략 1mm 이상인 것을 일례로 한다.
제2 급전 영역(160)은 제2 방사 영역(130)의 급전을 위해 회로 기판의 급전 패드와 연결되는 영역이다. 이때, 제2 방사 영역(130)의 단부는 쉴드 캔(100)의 측면을 거쳐 쉴드 캔(100)의 하부로 연장되고, 제2 급전 영역(160)은 제2 방사 영역(130)의 단부와 연결된다. 제2 급전 영역(160)은 회로 기판의 급전 패드를 통해 제2 주파수 대역의 신호를 처리하는 제2 신호 처리 소자(미도시)와 연결된다. 이때, 제2 급전 영역(160)은 접착 영역(140)과 설정 간격 이상 이격되고, 설정 간격은 대략 1mm 이상인 것을 일례로 한다.
한편, 도 1 내지 도 3에서는 쉴드 캔(100)에 제1 방사 영역(120) 및 제2 방사 영역(130)이 정의된 것으로 도시 및 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 제1 방사 영역(120) 및 제2 방사 영역(130) 중에서 하나의 방사 영역만 정의될 수도 있다.
일례로, 도 4를 참조하면, 쉴드 캔(100)에는 소정의 선폭을 갖는 미앤더 라인 형상으로 형성된 제1 방사 영역(120)만 정의될 수 있다. 이때, 제1 방사 영역(120)은 복수의 굴곡이 형성된 미앤더 라인 형상으로 형성되어 제1 주파수 대역의 신호에 공진하며, 제1 방사 영역(120)의 선폭, 면적 등은 수용되는 공진 주파수 대역(즉, 제1 주파수 대역)에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
다른 일례로, 도 5를 참조하면, 쉴드 캔(100)에는 소정의 면적을 갖는 패치 형상(판상)으로 형성된 제2 방사 영역(130)만 정의될 수도 있다. 이때, 제2 방사 영역(130)은 소정의 면적을 갖는 패치 형상으로 형성되어 제2 주파수 대역의 신호에 공진하며, 제2 방사 영역(130)의 면적, 형상 등은 공진 주파수 대역(즉, 제2 주파수 대역)에 따라 다양하게 변형될 수 있으므로 수치를 한정하지 않는다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 캔(100)은 전자 기기의 내부에 배치되는 회로 기판(200)에 실장된다.
회로 기판(200)은 전자 기기의 내부에 배치되며, 쉴드 캔(100)이 실장되는 상면에 전자 부품이 실장된다. 이때, 회로 기판(200)의 상면에는 쉴드 캔(100)의 제1 접합면(140a)과 면접하여 쉴드 캔(100)을 접합 고정하는 제2 접합면(210)이 형성된다.
제2 접합면(210)은 SMD(Surface Mount Device) 공정을 통해 회로 기판(200)의 상면에 형성된다. 이때, 제2 접합면(210)은 회로 기판(200)의 상면의 외주를 따라 형성되되, 쉴드 캔(100)의 하면에 형성된 제1 접합면(140a)의 형상에 대응하는 형상으로 형성된다.
회로 기판(200)의 상면에는 쉴드 캔(100)의 제1 방사 영역(120) 및 제2 방사 영역(130)을 급전하기 위한 급전 패드가 형성된다. 회로 기판(200)의 상면에는 제1 급전 패드(220) 및 제2 급전 패가 형성된 것을 일례로 한다.
제1 급전 패드(220)는 SMD(Surface Mount Device) 공정을 통해 회로 기판(200)의 상면에 형성된다. 제1 급전 패드(220)는 제1 주파수 대역의 신호를 처리하는 제1 신호 처리 소자(미도시)와 연결된다.
제1 급전 패드(220)는 회로 기판(200)의 상면 중에서 회로 기판(200)의 상면에 실장되는 쉴드 캔(100)의 제1 급전 영역(150)과 면접하는 영역에 형성된다. 제1 급전 패드(220)는 회로 기판(200)에 쉴드 캔(100)이 실장됨에 따라 쉴드 캔(100)의 제1 급전 영역(150)과 면접하여 제1 급전 영역(150)과 전기적으로 연결된다. 이때, 쉴드 캔(100)의 제1 방사 영역(120)은 제1 급전 패드(220)와 면접하여 급전되며, 제1 주파수 대역에 공진하여 제1 주파수 대역의 신호를 제1 신호 처리 소자(미도시)로 전송한다.
제2 급전 패드(230)는 SMD(Surface Mount Device) 공정을 통해 회로 기판(200)의 상면에 형성된다. 제2 급전 패드(230)는 제2 주파수 대역의 신호를 처리하는 제2 신호 처리 소자(미도시)와 연결된다.
제2 급전 패드(230)는 회로 기판(200)의 상면 중에서 회로 기판(200)의 상면에 실장되는 쉴드 캔(100)의 제2 급전 영역(160)과 면접하는 영역에 형성된다. 제2 급전 패드(230)는 회로 기판(200)에 쉴드 캔(100)이 실장됨에 따라 쉴드 캔(100)의 제2 급전 영역(160)과 면접하여 제2 급전 영역(160)과 전기적으로 연결된다. 이때, 쉴드 캔(100)의 제2 방사 영역(130)은 제2 급전 패드(230)와 면접하여 급전되며, 제2 주파수 대역에 공진하여 제2 주파수 대역의 신호를 제2 신호 처리 소자(미도시)로 전송한다.
이때, 도 6에서는 본 발명의 실시 예를 용이하게 설명하기 위해서 쉴드 캔이 전자 기기의 회로 기판에 면접 및 접착되는 것으로 도시 및 설명하였으나 이에 한정되지 않고 회로 기판에 형성된 C-클립, 커넥터 등과 같은 결합 부재에 끼움 결합될 수도 있다. 또한, 쉴드 캔을 회로 기판에 실장하기 위한 기존의 결합 방식을 이용하여 쉴드 캔을 회로 기판에 실장할 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 쉴드 캔 110: 차폐 영역
120: 제1 방사 영역 130: 제2 방사 영역
140: 접착 영역 150: 제1 급전 영역
160: 제2 급전 영역 200: 회로 기판
210: 제2 접합면 220: 제1 급전 패드
230: 제2 급전 패드

Claims (8)

  1. 인쇄회로기판의 상면에 배치되어 상기 인쇄회로기판에 실장된 전자 부품을 덮는 쉴드 캔에 있어서,
    상기 전자 부품을 상부에서 덮는 상기 쉴드 캔의 상면에 형성되어 상기 쉴드 캔의 상면을 제1 내부 영역과 상기 제1 내부 영역과 이격된 제1 외부 영역으로 구획하는 제1 슬릿;
    상기 제1 슬릿에 의해 구획된 상기 제1 외부 영역인 차폐 영역; 및
    상기 제1 슬릿에 의해 구획된 상기 제1 내부 영역인 제1 방사 영역을 포함하는 쉴드 캔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 영역과 상기 차폐 영역은 상기 제1 슬릿을 사이에 두고 1mm 이상 이격된 쉴드 캔.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 영역은 미앤더 라인 형상 및 패치 형상 중에서 하나의 형상인 쉴드 캔.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 슬릿과 이격되고, 상기 제1 외부 영역에 형성되어 상기 제1 외부 영역을 제2 내부 영역과 상기 제2 내부 영역과 이격된 제2 외부 영역으로 구획하는 제2 슬릿; 및
    상기 제2 슬릿에 의해 구획된 상기 제2 내부 영역인 제2 방사 영역을 더 포함하는 쉴드 캔.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차폐 영역은 상기 제1 외부 영역 중에서 상기 제2 슬릿에 의해 구획된 상기 제2 외부 영역인 쉴드 캔.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 방사 영역과 상기 차폐 영역은 상기 제2 슬릿을 사이에 두고 1mm 이상 이격된 쉴드 캔.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 방사 영역은 미앤더 라인 형상으로 형성되어 제1 주파수 대역에 공진하고,
    상기 제2 방사 영역은 패치 형상으로 형성되어 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역에 공진하는 쉴드 캔.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 쉴드 캔의 저면에 형성되어 상기 제1 방사 영역과 연결된 제1 급전 영역; 및
    상기 쉴드 캔의 저면에 형성되되 상기 제1 급전 영역과 이격되고, 상기 제2 방사 영역과 연결된 제2 급전 영역을 포함하는 쉴드 캔.
KR1020210049699A 2021-04-16 2021-04-16 안테나 기능을 갖는 쉴드 캔 KR102617519B1 (ko)

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