KR20030080036A - 제거식 전자기 간섭 차페부 - Google Patents

제거식 전자기 간섭 차페부 Download PDF

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KR20030080036A
KR20030080036A KR10-2003-7011128A KR20037011128A KR20030080036A KR 20030080036 A KR20030080036 A KR 20030080036A KR 20037011128 A KR20037011128 A KR 20037011128A KR 20030080036 A KR20030080036 A KR 20030080036A
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과, 적어도 하나의 전기 부품을 둘러싸는 기판 상에서 패턴으로 배치된 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛과, 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과 내부 및 외부면중 적어도 하나 위에 전기 전도층을 포함하는 차폐부와; 개구가 전기 전도성 체결 유닛의 패턴에 대응하도록 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고, 개구중 적어도 하나는 접촉 영역을 갖고 개구의 접촉 영역에서의 차폐부의 유전 재료층과 전기 전도층 모두는 접촉 영역이 전기 전도성 체결 유닛과 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하는 데에 필요한 정도로 편향가능하고; 접촉 영역에서의 차폐부의 전기 전도층은 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉되는 EMI 차폐 장치에 관한 것이다.

Description

제거식 전자기 간섭 차페부 {REMOVABLE ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELD}
EMI 차폐부는 전자기 조사가 전자 부품을 내장한 인쇄 회로 기판(PCB)의 섹션에 유입되거나 이로부터 유출되는 것을 제한한다. 통상적인 형태의 EMI 차폐부는 "캔(can)"으로 공지된 바이다. 캔은 차폐될 필요가 있는 전기 부품 바로 위에서 PCB 상의 접지 트레이스에 납땜된다. 이러한 캔은 극도로 높은 수준의 차폐 효과를 제공하고 전형적으로 매우 신뢰될 수 있다. 캔은 땜납 페이스트(paste)와 재용융 공정을 사용하여 부품 자체가 PCB 상에 장착되는 것과 동시에 표면 장착 기술(SMT) 공정을 통해 완전 자동 방식으로 종종 장착된다. 캔 자체는 스탬핑, 드로잉, 절첩 또는 다른 성형 공정에 의해 생성되고 통상 금속으로 제조된다. 이 금속은 납땜능을 향상시키고 산화 또는 부식에 대항하여 보호하도록 종종 도금된다. 납땜된 캔은 PCB 상에 EMI 차폐를 제공하기 위한 비용면에서 매우 효과적인 해결책일 수도 있고 휴대폰과 같은 소형 휴대 장치에서 사용하는 데에 선택된 차폐 방법이다.
그러나, 납땜된 캔을 사용하는 것에 대한 다수의 단점이 존재한다. 이러한 하나의 단점은 캔은 PCB에 한번 남땜되면 이를 제거하기 매우 어렵다는 것이다. 이 사실은 캔 아래에 있는 부품의 용이한 수리능 또는 조사를 방해할 수 있고, 이는 제조 공정 또는 수리 중에 상당한 비용을 추가할 수 있다. 또한, 캔은 재용융 공정 중에 이들 부품으로의 적절한 열 용융을 저해할 수도 있고, 가끔은 부적절한 납땜 접합부가 된다. 이 문제점에 부가하여, 캔에는 다른 문제점이 존재한다: 캔은 다중 구획 설계로 생성되기 어렵고, 여기서 구획부는 PCB 상에서 부품 또는 부품의 군을 상호 분리시키는 기능을 한다: 캔은 강철과 같은 고밀도 금속으로 제조되기 때문에 통상 상대적으로 무겁다: 캔은 커버하고 있는 부품 위로 여유 공간을 통상 필요로 하여, 전자 패키지(package)의 전체 두께를 상당히 추가할 수 있다: 특히 캔이 커질수록 긴밀한 평탄 공차로 제조되는 것이 어려워서 납땜 작업이 어려워질 수 있다; 캔은 긴밀한 X-Y 치수 공차로 제조되기 어려워서 캔에 납땜되도록 큰 정합 접지 트레이스에 대한 필요를 종종 강제한다. 따라서, 캔은 PCB 설계에서 대량의 공간을 종종 소모할 수 있어서, 소형에 대한 요구가 계속되는 휴대폰에 부적절하다.
부품의 수리능에 대한 문제를 해결하도록, 개방 상부형 캔은 스냅식 또는 후방 접착식 리드를 갖도록 개발되었다. 이러한 캔은 ‘펜스(fence)’ 또는 ‘벽’으로 종종 지시되고 리드가 SMT 공정 전에 또는 그 후에 펜스에 부착된 상태로 표준 캔과 유사한 방식으로 단일 부품으로서 PCB에 첨부된다. 예는 미국 특허 제6,169,665호에서 발견된다. 그러나, 이러한 제거식 리드는 특히 다중 구획 설계로 제조될 때 기계 및 전기적으로 반드시 믿을 만한 것은 아니다. 다중 구획식 단일 부품 펜스는 또한 비용이 많이 들고 제거식 리드가 없는 캔과 같은 소정의 동일 접지 트레이스 폭 및 중량 문제를 겪는다. 또한, 평탄도 문제는, 특히 구획부가 크기가 커지고 그 수가 증가함에 따라 이들 펜스를 PCB에 적절하게 납땜하는 것에 대한 주요 관심사이다.
다른 제거식 차폐부는 특히 다중 구획 설계에서 캔과 관련된 소정의 문제를 해결하도록 산업계에서 사용된다. 이들 해결책은 다수의 다양한 형태를 취할 수 있지만, 통상 사용되는 다중 구획 차폐부는 나사로 PCB에 체결된 금속 또는 금속이 입혀진 플라스틱 커버이다. 종종 순응식 EMI 가스킷은 (땜납이 사용되지 않기 때문에) 차폐부와 PCB 사이의 인터페이스에 요구되어, 접합부에 걸쳐 보다 균일한 전기 접촉부를 증진시킨다. 이 형태의 차폐 해결책은 다중 구획 설계를 적용하는 데 있어서 설계자에게 많은 유연성을 부여하고 SMT 및 제조 공정중에 PCB에 용이하게 접근가능한 이익을 부여한다.
부정적인 측면으로, 이러한 가스킷형 차폐 해결책은 그 자체에 문제점을 가진다. 다수의 나사 또는 다른 제거식 체결구는 EMI 가스켓을 적당히 압축할 것이 통상 요구된다. 따라서, 차폐부는 경질 금속 또는 플라스틱으로 제조되어야 한다. 이들 요구조건은 이러한 설계에 대한 중량, 두께, 여분의 손실 부품, 제조 시간, 및 특히 비용을 추가시킨다. 이러한 차폐부에 사용된 가스킷은 또한 파손되기 쉬워서, 가까운 전기 부품의 누전을 종종 유발할 수도 있다. 또한, 차폐부를 제자리에 보유하는 체결구 모두를 장착하거나 이를 제거하는 것은 시간이 많이 소모되고 어려우며 비용이 많이 든다.
미국 특허 제6,051,781호는 PCB 상에 전기 부품 주위에 위치된 클립에 제거식으로 스냅 체결되는 다른 형태의 차폐부를 기술한다. 클립은 차폐부의 에지 주위에서 스냅 체결되기 때문에, 내부 구획벽이 에지를 가지지 않는다면 단일 구획 차폐 설계만을 수용할 수 있다. 이들 클립은 형상이 복잡하기 때문에 큰 다중 구획 설계에서 적절한 차폐 효과를 제공하기 위해서 비용이 매우 많이 들고 다수개가 요구된다. 그러나, 비용에 추가하여, 이 장치는 그 중에 접지 트레이스 폭, 두께, 및 중량과 같은 전술된 동일한 다수의 단점을 겪는다.
본원에서는 주어지지 않았고 필요로 하는 것은 제거가능하고 단일 또는 다중 구획 설계와 호환가능하고 외관이 얇고 경량이며 비용이 저렴한 차폐부이다.
본 발명은 전체적으로 개선된 전자기 간섭(EMI) 차폐부에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제거가 용이하고 단일 또는 다중 구획 차폐 설계와 양립 가능하고 외관이 얇고 경량이며 비용이 저렴한 차폐부에 관한 것이다. 본 발명은 특히 핸드폰과 랩톱 컴퓨터와 같은 소형 전자 장치에 사용하는데 특히 유리하다.
도1은 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판의 평면도이다.
도2a는 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기 전도성 체결 유닛의 측면도이다.
도2b는 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 전기 전도성 체결 유닛의 측면도이다.
도2c는 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 전기 전도성 체결 유닛의 측면도이다.
도3은 발명의 예시적인 실시예에 따른 차폐부의 사시도이다.
도4는 발명의 예시적인 실시예에 따른 장치의 사시도이다.
도5는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도6은 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도7은 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도8a는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도8b는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도9a는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도9b는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도9c는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도10a는 도1의 C-C에 따른 단면도이다.
도10b는 도1의 C-C에 따른 단면도이다.
도11은 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도12는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도13은 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도14는 도1의 A-A에 따른 단면도이다.
도15a는 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 차폐부의 사시도이다.
도15b는 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 차폐부의 사시도이다.
도15c는 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 차폐부의 사시도이다.
도16은 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 차폐부의 사시도이다.
본 발명은 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과; 적어도 하나의 전기 부품을 둘러싸는 기판 상에서 패턴으로 배치된 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛과; 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과 내부 및 외부면중 적어도 하나 위에 전기 전도층을 포함하는 차폐부와; 개구가 전기 전도성 체결 유닛의 패턴에 대응하도록 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고; 개구중 적어도 하나는 접촉 영역을 가지고 개구의 접촉 영역에서의 차폐부의 유전 재료층과 전기 전도층 모두는 접촉 영역이 전기 전도성 체결 유닛과 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하는데에 필요한 정도로 편향가능하고; 접촉 영역에서의 차폐부의 전기 전도층은 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉되는 장치를 제공한다.
다른 태양에 있어서, 본 발명은 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치되고 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛이 적어도 하나의 전자 부품을 둘러싸는 기판 상에 패턴으로 배치된 기판을 위한 전자기 간섭(EMI) 차폐부를 제공하며, EMI 차폐부는 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과; 내부 및 외부면중 적어도 하나 위에 전기 전도층과; 개구가 전기 전도성 체결 유닛의 패턴에 대응하도록 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고; 개구중 적어도 하나는 접촉 영역을 가지고 개구의 접촉 영역에서의 차폐부의 유전 재료층과 전기 전도층 모두는 접촉 영역이 전기 전도성 체결 유닛과 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하는 데에 필요한 정도로 편향가능하고; 접촉 영역에서의 EMI 차폐부의 전기 전도층은 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉된다.
다른 태양에 있어서, 발명은 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과; 적어도 하나의 전기 부품을 둘러싸는 기판 상에 패턴으로 배치된 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛과; 전기 전도성 재료로 주로 구성되는 차폐부와; 개구가 전기 전도성 체결 유닛의 패턴에 대응하도록 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고; 개구중 적어도 하나는 접촉 영역을 가지고 접촉 영역에서의 차폐부의 전기 전도층은 접촉 영역이 전기 전도성 체결 유닛과 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하는 데에 필요한 정도로 편향가능하고; 접촉 영역에서의 차폐부의 전기 전도성 재료는 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉되는 장치를 제공한다.
다른 태양에 있어서, 발명은 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과; 적어도 하나의 전기 부품을 둘러싸는 기판 상에 배치된 복수의 땜납구와; 적어도 하나의 전기 부품을 커버하도록 구성된 적어도 하나의 구획부를 포함하는 EMI 차폐부를 포함하고, EMI 차폐부는 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과 내부 및 외부면중 적어도 하나 위에 전기 전도층을 추가로 포함하고, EMI 차폐부의 전기 전도층은 땜납구중 적어도 하나와 전기 접촉되고, EMI 차폐부와 납땜구는 전자기 조사가 적어도 하나의 구획부로 유입되거나 이로부터 유출되는 것을 제한하도록 조합되는 장치를 제공한다.
발명은 전기 전도성 체결 유닛이 땜납구인 다른 태양을 또한 포함하고, 기판은 접지 트레이스가 그 위에 배치되고 납땜구는 기판 상의 접지 트레이스에 납땜되고, 땜납구는 차폐부의 접촉 영역과 간섭 접촉되고, 전기 전도층은 유전 재료층의 외부면 상에 배치되고, 전기 전도층은 알루미늄, 주석, 금, 니켈, 은, 구리 및 그 조합 및 그 합금으로 구성되는 군으로부터 선택되고, 전기 전도층은 포일이고, 전기 전도층은 스퍼터링(sputerring), 진공 또는 증기 증착, 무전해 도금 및 전해 도금의 군으로부터 선택된 공정에 의해 형성되고, 전기 전도층은 전도성 입자를 내장한 유전 재료이고, 기판은 복수의 전기 부품을 갖고, 차폐부는 복수의 전기 부품을 커버하도록 구성된 복수의 구획부를 포함하고, 차폐부는 이에 형성된 복수의 개구를 가지고, 개구는 전기 전도성 체결 유닛이 차폐부를 관통함에 따라 형성된다. 발명의 이 태양은 다른 것과 조합되어 사용될 수도 있거나 전술된 신규한 장치에서 따로 사용될 수도 있다.
도면을 참조하면, 본 발명은 수리가능한 EMI 차폐부를 제공하고, 차폐부는 PCB 상에서 접지 트레이스에 기계 및 전기적으로 접속되지만 제거가능하다. 도1은 본 발명의 실시예에 따른 PCB(10)의 평면도이다. PCB(10)는 섹션(12)에 함께 분류된 복수의 전기 부품(11)을 갖는 기판이다. 섹션(12)을 둘러싼 것은 복수의 접지 트레이스 패드(13)이다. 각각의 접지 트레이스 패드(13) 상에 배치된 것은 전기 전도성 체결 유닛(14)이다. 도시를 용이하게 할 목적으로, 복수의 접지 트레이스 패드(13) 만이 그 위에 전기 전도성 체결 유닛(14)이 배치된 것으로 도시되지만 모든 접지 트레이스 패드(13)가 그 위에 전기 전도성 체결 유닛(14)이 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛(14)은 섹션(12)을 둘러싸는 패턴으로 PCB(10) 상에 배치된다.
도2a는 전기 전도성 체결 유닛(14)을 상세하게 도시한다. 양호한 실시예에있어서, 전기 전도성 체결 유닛(14)은 도2a에 도시된 바와 같이 땜납구이다. 땜납구가 사용된다면 후속 공정 중에 용융되지 않도록 고온 땜납 금속으로 제조되는 것이 바람직하지만 임의의 합금 땜납으로 제조될 수도 있다. 이러한 고온 땜납 금속은 예컨대 고농축 납, 고농축 주석 및 구리, 고농축 주석 및 은, 및 다른 공지된 조성을 갖는 금속일 수도 있다.
땜납볼, 볼그리드 배열(BGA)구, 또는 BGA 볼로 또한 공지된 땜납구는 2개의 기판 (예컨대 패키지 및 PCB, 모듈 및 PCB, 또는 PCB 및 다른 PCB) 사이의 전기 및 기계적 상호 접속부로서 사용되는 땜납의 구이다. 전형적으로, 이들 상호 접속부는 재용융 작동중에 이루어지는 야금 접합이고, 2개의 기판은 각 기판(패키지, 모듈 또는 PCB) 상의 표면으로의 땜납의 접합과 용융을 용이하게 하도록 땜납의 용융점을 초과하는 온도를 취한다. 이 전형적인 재용융 공정을 이용하여, 야금 접합은 땜납이 접합되는 2개의 기판 표면 각각에서 기계 및 전기적으로 영구적이라는 것을 의미한다.
그러나, 본 발명에 있어서, 땜납구는 PCB에만 야금 접합된다. 그러나, 구와 차폐부 사이에는 야금 접합이 생성되지 않는다. 그보다는, 이후에 상세히 설명되는 바와 같이, 구는 차폐부에 억지끼움부를 제공하는 데에 사용된다.
전기 전도성 체결 유닛(14)이 SMT를 이용하여 복수의 분리된 부품이 다른 전기 부품과 같이 PCB에 장착되는 개별 부품인 것이 바람직하지만, 전기 전도성 체결 유닛(14)은 후속 작동에서 대안적으로 장착될 수도 있거나 제위치에서 형성될 수도 있다. 예컨대, 땜납구가 전기 전도성 체결 유닛(14)으로 사용된다면, 땜납구는 접지 트레이스(15)에 대항한 패턴으로 등사되어 표면 장력을 통해 땜납에서 구 형상을 형성하는 재용융 작동을 통해 이후에 보내지는 땜납 페이스트를 이용하여 제위치에 형성될 수도 있다.
대안적인 실시예에 있어서, 전지 전도성 체결 유닛(14)은 도2b에 도시된 바와 같이 클립(18) 또는 도2c에 도시된 바와 같은 버섯 모양 버튼(19)이다. 클립(18) 또는 버튼(19)은 당업계에 공지된 표준 SMT 공정을 이용하여 적용될 수도 있는 분리형 장비이다. 전기 전도성 체결 유닛(14)은 전기 전도성이고, 분리형이며, 기계 및 전기적으로 신뢰성있게 PCB(10) 상에서 접지 트레이스 패드(13)에 부착가능하다면 임의의 형상 또는 재료일 수도 있고, 이후에 기술되는 바와 같이 차폐부에 기계 및 전기적으로 제거가능하게 부착되도록 또한 구성된다.
도2a, 도2b, 및 도2c를 참조하면, 전기 전도성 체결 유닛(14)은 접착 수단(16)에 의해 접지 트레이스(15)에 접착된다. 바람직하게는, 접착 수단(16)은 땜납이지만, 대안적으로 전도성 접착제, 또는 다른 공지된 접착 수단일 수도 있다. 접지 트레이스(15)는 통상 금 도금된 구리이다. 주석, 은, 또는 임의의 다른 고전도성 금속은 접지 트레이스(15)의 도금층 또는 기부층 또는 양층에 대안적으로 사용된다. 납땜 마스크(17)는 접착 수단(16)을 내장하도록 접지 트레이스(15) 위에 선택적으로 사용된다. 접지 트레이스 패드(13)는 상호 전기적으로 접속되고 연속적인 접지 트레이스(15) 위에서 납땜 마스크(17)에 의해 형성된 패턴 또는 PCB 제조 중에 연속 접지 트레이스(15)의 일부가 제거된 후에 남아있는 접지 트레이스(15)의 섹션이다. 바람직하게는, 접지 트레이스 패드(13)는 땜납구 또는버튼(19)인 전지 전도성 체결 유닛(14)에 사용될 때에 형상이 원형이다. 대안적으로, 접지 트레이스 패드(13)는 클립(18)인 전기 전도성 체결 유닛(14)에 사용될 때에 형상이 사각형일 수도 있다. 접지 트레이스 패드(13)가 원형일 때, 이 원형 형상은 예컨대 구 자체의 직경보다 작은 직경을 가지는 것이 바람직하지만, 공차가 중요하지 않다면 임의의 형상 또는 크기의 패드가 사용될 수도 있다. 이 형상은 접지 트레이스(15)와 땜납구 사이의 접합부의 강도에 소정의 영향을 미칠뿐만 아니라 이후에 기술되는 바와 같이 차폐부(20)와 전기 전도성 체결 유닛(14) 사이의 접합부의 기계 및 전기적 신뢰성에 영향을 미치므로, 주의깊은 고려와 시도를 한 후에만 선택되어야 한다. 발명이 전지 전도성 체결 유닛(14)에 이를 노출된 접지 트레이스 패드(13)에 정렬시키는 자체 중심 설정능을 부여하려 하는 납땜 표면 인장력 현상의 최대 장점을 취하는 것을 허용하기 때문에 납땜 마스크(17)를 이용하여 작고 한정된 영역에 땜납(16)을 유지시키는 것이 바람직하다.
설계의 전기 및 기계적인 요구조건에 따라서, 접지 트레이스 패드(13)와 분리된 전기 전도성 체결 유닛(14) 모두의 간격 및 위치는 변경될 수도 있다. 접지 트레이스 패드(13) 사이의 작은 간격을 이용하여, 전기 전도성 체결 유닛(14) 사이의 대응된 간격은 PCB(10) 위에 장착되기만 하면 (이후에 기술되는 바와 같이) 고주파 EMI 차폐 작업과 차폐부(20)의 양호한 기계적인 보유력을 유발할 것이다.
도3은 발명의 예시적인 실시예에 따른 차폐부(20)를 도시한다. 차폐부(20)는 PCB(10) 상의 섹션(12)을 커버하도록 구성된 구획부(21)를 가진다. 차폐부(20)는 복수의 개구(23)를 포함한 플랜지(22)를 가진다. 개구(23)는 또한 구획부(21)사이의 차폐부에 형성된다. 개구(23)는 각각의(또는 대체로 각각의) 전기 전도성 체결 유닛(14)과 정합하도록 구성된 개구(23)가 존재하도록 전기 전도성 체결 유닛(14)에 의해 형성된 패턴에 대응한 패턴을 형성한다.
차폐부(20)는 도4에 도시된 바와 같이 PCB(10) 위에 배치되어 이에 부착된다. 도4는 차폐부(20)의 PCB(10)로의 확실한 기계적 부착을 제공하도록 개구(23)를 통해 돌출된 전기 전도성 체결 유닛(14)을 도시한다. 각 개구(23)의 직경은 전기 전도성 체결 유닛(14)의 최장폭보다 작은(예컨대, 땜납구의 직경보다 작은) 것이 바람직하다. 전기 전도성 체결 유닛(14)이 개구(23)보다 크기 때문에, 부착부는 PCB(10)에서 멀리 차폐부(20)를 당김으로써 용이하게 해제될 수도 있는 스냅부 또는 억지끼움부를 생성한다. 따라서, 차폐부(20)는 PCB(10)에 제거식으로 부착된다.
전기 전도성 체결 유닛(14)이 개구(23) 내에 스냅식으로 끼워진 상태로 차폐부(20)가 PCB(10) 상의 제위치에 있을 때, EMI 차폐부는 이후에 기술되는 바와 같이 섹션(12)의 구획부(11) 주위에 생성된다. 이는 원치않는 전자기 조사가 섹션(12)으로 유입되고 이로부터 유출되는 것을 방지 또는 제한한다.
도5는 차폐부(20)가 전기 전도성 체결 유닛(14) 위의 제위치에 스냅 체결되기 직전에 차폐부(20)의 외부 구획벽을 나타내는 (도1의 A-A를 따라 취한) 개구(23)와 플랜지(22)의 양호한 실시예의 상세한 단면도를 도시한다. 도5에 도시된 바와 같이, 개구(23)는 접촉 영역(24)과 관련된다. 접촉 영역(24)은 전기 전도성 체결 유닛(14)과의 기계 및 전기 접촉을 형성하도록 구성된다. 본 실시예에 있어서, 접촉 영역(24)은 세로홈 구조를 가진다. 접촉 영역은 편향가능하다. 즉, [도5의 화살표 A의 방향으로, 예컨대 중공 금속 튜브와 같은 간단한 공구를 사용하여 개구(23)를 둘러싸는 플랜지(22) 영역에 인가된] 하향 압력이 인가되면, 접촉 영역(24)은 전기 전도성 체결 유닛(14) 위로 끼워지도록 (도5의 화살표 B의 방향으로) 외향 편향된다. 그 결과, 접촉 영역(24)은 도6에 도시된 위치를 달성한다. 추가적인 하향 압력이 인가되면, 개구(23)와 접촉 영역(24)을 포함한 플랜지(22)는 도7에 도시된 위치로 스냅 체결된다. 따라서, 이 위치에서, 접촉 영역(24)은 전기 전도성 체결 유닛(14)과의 간섭 접촉에 의해 확실한 기계적 결합을 이루어, 전기 전도성 체결 유닛(14)이 접촉 영역(24)에 의해 보유된다. 이 방식으로, 차폐부(20)는 PCB(10) 위의 위치에 보유된다.
차폐부(20)는 유전 재료, 충전된 유전 재료, 금속, 금속 포일, 금속 도금 또는 코팅된 유전 재료 또는 그 조합으로부터 일부 제조될 수도 있다. 다수의 형성 방법이 이러한 차페부(20)에 대해 존재하지만, 열형성 또는 진공 형성은 낮은 공구 세공비, 낮은 제조 비용, 및 3차원으로 복잡한 차폐 형상을 제조하는 능력으로 인해 플라스틱으로 가공하는 것에 대해 바람직한 방법이다. 차페부(20)를 위한 가장 바람직한 재료는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 주석 또는 그 조합 또는 그 합금과 같은 고전도성 금속으로 도금되고 코팅되거나 적층된 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌(ABS), ABS-폴리카보네이트 혼합물, 폴리에써이미드, 폴리테트라플루오에틸렌, 또는 팽창된 폴리테트라플루오에틸렌과 같은 플라스틱 재료이다.
도8a에 도시된 바와 같이, 양호한 실시예에 있어서, 차폐부(20)는 유전 재료층(27)과 전기 전도층(26)의 2층으로 실제 구성된다. 유전 재료층(27)은 내부면(25a)과 외부면(25)을 가진다. 전기 전도층(26)은 외부면(25)의 적어도 일부 위에 배치된다. 유전 재료층(27)은 매우 낮은 전기 전도성(예컨대, 1만 mho/cm 미만)을 갖는 임의의 재료이다. 전기 전도층(26)은 스퍼터링, 진공 또는 증기 증착, 무전해 도금 또는 전해 도금과 같은 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 전기 전도층(26)은 대안적으로 외부면(25)에 적층된 포일이다. 이 2개층 배열은 기계적인 접촉은 여전히 일어나도 내부면(25a)이 PCB(10) 상의 임의의 부품(11)과 원치않는 전기 접촉을 형성할 가능성을 감소시키거나 제거하기 때문에 특히 유리하다. 이는 전자 장치의 체적에서 가용 공간을 소모할 수 있는 차폐부(20) 아래의 임의의 큰 간격의 제거를 허용함으로써 설계가 작아지는 것을 가능하게 한다. 전기 전도층(26)은 차폐부(20)가 도8b에 도시된 바와 같이 전기 전도성 체결 유닛(14) 위의 제위치에 스냅 체결되면 전기 전도성 체결 유닛(14)과 전기 접촉을 이루도록 구성된 임의의 재료일 수도 있다.
도5 내지 도8b를 참조하면, 개구(23)의 접촉 영역(24)에서의 차폐부(20)의 전기 전도층(26)과 유전 재료층(27)은 플랜지(22)가 전기 전도성 체결 유닛(14)과 결합하여 이를 기계적으로 보유하는 것을 허용하는 데에 필요한 정도로 편향가능하다. 또한, 접촉 영역(24)에서의 차폐부(20)의 전기 전도층(26)은 차폐부(20)가 도8b에 도시된 바와 같이 제위치에서 스냅 체결될 때 전기 전도성 체결 유닛(14)과 전기 접촉된다.
대안적인 실시예에 있어서, 개구(23)는 전기 전도성 체결 유닛(14)이 통과한 후에 작아지기 시작하지만 재형성되도록 전기 전도성 체결 유닛(14) 보다 크다. 따라서, 개구(23)는 전기 전도성 체결 유닛(14) 주위에서 수축됨으로써, 접촉 영역(24)을 편향시킨다. 도9a, 도9b, 및 도9c에 도시된 다른 대안 실시예에 있어서, 전기 전도성 체결 유닛(14)은 관통함에 따라 제위치에서 플랜지(22)에 개구(23)를 실제 형성한 후에 플랜지(22)를 통과한다. 도9a는 개구(23)가 형성되기 전의 차폐부(20)와 플랜지(22)를 도시하고, 도9b는 플랜지(22)를 관통하는 전기 전도성 체결 유닛(14)에 의해 형성되는 공정에서의 개구(23)를 도시하고, 도9c는 전기 전도성 체결 유닛(14)이 플랜지(22)를 통과한 후에 완전히 형성된 개구(23)를 도시한다.
도10a 및 도10b는 차폐부(20)의 내부 구획벽을 나타내는 도1의 선C-C를 따라 취한 단면으로 차폐부(20)를 도시한다. 도10a는 전기 전도성 체결 유닛(14) 위에서 스냅 체결되기 바로 전의 차폐부(20)를 도시한다. 도10b는 전기 전도성 체결 유닛(14) 위에서 스냅 체결된 후의 차폐부(20)를 도시한다.
당업자는 차폐부(20)를 위한 접촉 영역(24)의 설계에 대해 본 발명의 범위 내에서 다수의 가능한 변경예가 존재한다는 것을 알 것이다. 중요한 것은 접촉 영역(24)이 전기 전도성 체결 유닛(14)과의 신뢰할 만한 기계적인 보유력과 전기 접촉을 제공한다는 것이다.
신규한 장치는 연장된 시간 주기동안 가혹한 환경에서 견뎌야 하며, 이는 가속화된 수명 실험(ALT)에 의해 모의시험된다. 이 ALT는 진동, 열적 쇼크, 열적 사이클링과 같은 열악한 기계적 및 환경적 실험을 포함할 수도 있어서, 접합부는 느슨해지거나 갑자기 해제되지 않고 견디기에 충분하게 강할 것이다. 접합부가 여러번의 개방 및 폐쇄를 견뎌서 차폐부(20)가 여러번 사용될 수도 있는 것이 또한 바람직하다. 차폐부(20)가 ALT를 다시 통과해야 하는 전기적인 요구조건이 또한 존재한다. 주된 요구조건은 차폐부(20)의 접촉 영역(24)과 전기 전도성 유닛(14) 사이의 전기 또는 기계적 접속은 신뢰할 만하고 접합부에 걸친 저항력은 작아야 한다는 것이다. 다양한 적용예는 차폐될 시스템의 필요에 따라 접합부를 위한 간격 및 저항치를 위한 다양한 요구조건을 가질 것이다. 이와 같이, 접촉 영역(24)을 위한 다수의 다양한 설계는 당업자에 의해 인지되고 본 발명의 범위 내에서 있는 것과 같이 적절할 것이다.
접촉 영역(24)의 형상에 대한 대안 실시예는 도11 및 도12에 도시된다. 접촉 영역(24a)은 단순히 플랜지(22)의 개구(23a)의 주연부이다. 차폐부(20)와 접촉 영역(24)이 전기 전도성 유닛(14) 위에 장착되는 방식에 따라, 접촉 영역(24)은 도12에 도시된 것과 같이 세로홈 형상을 가지도록 편향된다. 이 경우에, 금속화되거나 금속층을 가지게 될 차폐부(20)의 적어도 외부면(25)이 전기 전도성 유닛(14)에 전기 전도성을 지속시키는 것이 바람직하다.
접촉 영역(24)에 대한 추가적인 대안 실시예가 도13 및 도14에 도시된다. 본 실시예에 있어서, 차폐부(20)의 내부면(30)은 도14에 도시된 바와 같이 전기 전도성 체결 유닛(14)과 접촉한 내부면(30)이기 때문에 금속이 입혀지거나 금속층을 가진다.
플랜지(22)의 개구(23)가 원형일 필요는 없다. 다른 대안 실시예에 있어서, 플랜지(22)의 개구(23)는 도15a 또는 도15b에서 각각 도시된 바와 같이 "X" 또는 "클로버잎" 형상 또는 용이하게 편향된 다른 형상이다.
다른 대안 실시예가 도15c에 도시되며, 여기서 개구(23)는 "슬롯"이다. 이 경우에, 플랜지(22)의 개구(23)는 편향없이 통과하도록 정합식 전기 전도성 체결 유닛(14)에 대해 충분히 큰 제1 구멍(31)을 갖는 2개의 횡단 구멍(31, 32)에 의해 표시된다. 차폐부가 측방향으로 활주하면, 전기 전도성 체결 유닛(14)은 제2 구멍(32)과 결합하고 접촉 영역(24)은 전기 전도성 체결 유닛(14)과 결합하고 이를 보유하기에 필요한 정도로 편향된다.
다른 대안 실시예에 있어서, 플랜지(22)의 개구(23)는 도16에 도시된 바와 같이 반원이다. 플랜지(22)의 개구(23)를 전체적으로 불필요하게 하고 전기 전도성 체결 유닛(14)과 결합하고 이를 보유하도록 플랜지(22)의 모서리 자체를 단순히 사용하는 것은 또한 본 발명의 범위 내이다. 이들 2개의 실시예에 있어서, 차폐부(20)의 외부 구획벽(91)을 따른 플랜지(22)는 PCB(10) 상의 전기 전도성 체결 유닛(14)에 대해 끼워지고 보유되도록 편향가능하다. 내부 구획벽(90)은 전술된 방법을 이용하여 취급될 수 있고, 또는 다중 구획 차폐부는 이 실시예를 수용하도록 개별 단일 구획 차폐부로 분리될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 본원에서 도시되고 기술되었지만, 본 발명은 이러한 도시 및 기술에 제한되지 않을 것이다. 변경 및 변화는 후속 청구항의 범위 내에서 본 발명의 일부로서 합체되고 구현된다는 것은 명백할 것이다.

Claims (28)

  1. (a) 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과,
    (b) 상기 적어도 하나의 전기 부품을 둘러싸는 상기 기판 상에서 패턴으로 배치된 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛과,
    (c) 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과 상기 내부 및 외부면 중 적어도 하나의 위에 있는 전기 전도층을 포함하는 EMI 차폐부와,
    (d) 상기 개구가 상기 전기 전도성 체결 유닛의 상기 패턴에 대응하도록 상기 EMI 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고,
    (e) 상기 개구들 중 적어도 하나는 접촉 영역을 갖고, 상기 개구의 상기 접촉 영역에서의 상기 EMI 차폐부의 상기 유전 재료층과 상기 전기 전도층 모두는 상기 접촉 영역이 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나와 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하도록 필요한 정도로 편향가능하고,
    (f) 상기 접촉 영역에서의 상기 EMI 차폐부의 상기 전기 전도층은 적어도 하나의 상기 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나는 땜납구인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판은 그 위에 접지 트레이스가 배치되고 적어도 하나의 상기 땜납구는 상기 기판 상의 상기 접지 트레이스에 납땜되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 상기 땜납구는 상기 EMI 차폐부의 상기 접촉 영역과 간섭 접촉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도층은 상기 유전 재료층의 상기 외부면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전기 전도층은 알루미늄, 주석, 금, 니켈, 은, 구리 및 그 조합 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도층은 포일인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도층은 스퍼터링, 진공 또는 증기 증착, 무전해 도금 및 전해 도금의 군으로부터 선택된 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판은 복수의 전기 부품을 갖고, 상기 EMI 차폐부는상기 복수의 전기 부품을 커버하도록 구성된 복수의 구획부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 개구는 상기 전기 전도성 체결 유닛이 상기 EMI 차폐부를 관통함에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치되고 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛이 적어도 하나의 전자 부품을 둘러싸는 기판 상에서 패턴으로 배치된 기판용 EMI 차폐부이며,
    (a) 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과,
    (b) 상기 내부 및 외부면 중 적어도 하나의 위에 있는 전기 전도층과,
    (c) 상기 개구가 전기 전도성 체결 유닛의 패턴에 대응하도록 상기 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고,
    (d) 상기 개구들 중 적어도 하나는 접촉 영역을 갖고, 상기 개구의 상기 접촉 영역에서의 상기 차폐부의 상기 유전 재료층과 상기 전기 전도층 모두는 상기 접촉 영역이 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나와 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하도록 필요한 정도로 편향가능하고;
    (e) 상기 접촉 영역에서의 상기 EMI 차폐부의 상기 전기 전도층은 적어도 하나의 상기 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전기 전도층은 상기 유전 재료층의 상기 외부면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전기 전도층은 알루미늄, 주석, 금, 니켈, 은, 구리 및 그 조합 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  14. 제11항에 있어서, 상기 전기 전도층은 포일인 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  15. 제11항에 있어서, 상기 전기 전도층은 스퍼터링, 진공 또는 증기 증착, 무전해 도금 및 전해 도금의 군으로부터 선택된 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  16. 제11항에 있어서, 상기 기판은 복수의 전기 부품을 갖고 상기 차폐부는 상기 복수의 전기 부품을 커버하도록 구성된 복수의 구획부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  17. 제11항에 있어서, 상기 개구들 중 적어도 하나는 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나가 상기 EMI 차폐부를 관통함에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부.
  18. (a) 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과,
    (b) 적어도 하나의 전기 부품을 둘러싸는 상기 기판 상에 패턴으로 배치된 복수의 분리된 전기 전도성 체결 유닛과,
    (c) 주로 전기 전도성 재료로 이루어진 EMI 차폐부와,
    (d) 상기 개구가 상기 전기 전도성 체결 유닛의 상기 패턴에 대응하도록 상기 EMI 차폐부에 형성된 복수의 개구를 포함하고,
    (e) 상기 개구들 중 적어도 하나는 접촉 영역을 갖고 상기 접촉 영역에서의 상기 EMI 차폐부의 상기 전기 전도성 재료는 상기 접촉 영역이 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나와 결합하고 이를 보유하는 것을 허용하도록 필요한 정도로 편향가능하고;
    (f) 상기 접촉 영역에서의 상기 EMI 차폐부의 상기 전기 전도성 재료는 적어도 하나의 상기 전기 전도성 체결 유닛과 전기 접촉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나는 땜납구인 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기판은 그 위에 접지 트레이스가 배치되고, 적어도하나의 상기 땜납구는 상기 기판 상의 상기 접지 트레이스에 납땜되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 적어도 하나의 상기 땜납구는 상기 EMI 차폐부의 상기 접촉 영역과 간섭 접촉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기 전기 전도층은 알루미늄, 주석, 금, 니켈, 은, 구리 및 그 조합 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제18항에 있어서, 상기 전기 전도층은 포일인 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제18항에 있어서, 상기 전기 전도층은 스퍼터링, 진공 또는 증기 증착, 무전해 도금 및 전해 도금의 군으로부터 선택된 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제18항에 있어서, 상기 기판은 복수의 전기 부품을 갖고, 상기 EMI 차폐부는 상기 복수의 전기 부품을 커버하도록 구성된 복수의 구획부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제18항에 있어서, 상기 개구들 중 적어도 하나는 상기 전기 전도성 체결 유닛들 중 적어도 하나가 상기 EMI 차폐부를 관통함에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제18항에 있어서, 상기 전기 전도성 재료는 전도성 입자를 내장한 유전 재료인 것을 특징으로 하는 장치.
  28. (a) 적어도 하나의 전기 부품이 그 위에 배치된 기판과,
    (b) 적어도 하나의 상기 전기 부품을 둘러싸는 상기 기판 상에 배치된 복수의 땜납구와,
    (c) 상기 적어도 하나의 전기 부품을 커버하도록 구성된 적어도 하나의 구획부를 포함하는 EMI 차폐부를 포함하고, 상기 EMI 차폐부는 내부면과 외부면을 갖는 유전 재료층과 상기 내부 및 외부면 중 적어도 하나 위에 있는 전기 전도층을 더 포함하고,
    (d) 상기 EMI 차폐부의 상기 전기 전도층은 상기 땜납구들 중 적어도 하나와 전기 접촉되고, 상기 EMI 차폐부와 상기 납땜구는 전자기 조사가 상기 적어도 하나의 구획부로 유입되거나 이로부터 유출되는 것을 제한하도록 조합되는 것을 특징으로 하는 장치.
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