KR20040014262A - 하우징 형성체 및 이것을 이용한 전자 기기 - Google Patents

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KR20040014262A
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미야가와후미오
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신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 벤딩 가능하게 형성된 평판 부재로 되고, 그 내부에 전자 부품과, 전자 부품을 전기적으로 접속하는 배선이 형성되는 하우징 형성체에 관한 것이다. 평판 부재가 하우징을 평면적으로 전개한 형상으로 형성된다. 평판 부재를 조립함으로써 하우징을 형성할 수 있다. 이에 따라, 하우징 자체에 전자 부품이 탑재된 전자 기기를 제공할 수 있다.

Description

하우징 형성체 및 이것을 이용한 전자 기기{HOUSING PREFORM AND ELECTRONIC APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 하우징 형성체 및 이것을 이용한 전자 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 칩 등의 전자 부품이 탑재되는 하우징을 형성하는 하우징 형성체, 또는 그 하우징 형성체로 구성된 전자 기기에 관한 것이다.
반도체 칩 등의 전자 부품을 탑재한 전자 기기는 일반적으로 하우징의 내부에 전자 부품을 수용해 형성되어 있다. 예를 들면, 반도체 칩 등의 전자 부품을 전자 기기에 탑재하는 경우는 반도체 칩이나 다른 전자 부품을 어셈블하고, 실장 기판 등에 실장하고, 그 실장 기판 등을 하우징 내에 배치해 전자 기기를 구성하는 방법이 종래의 일반적인 방법이다. 따라서, 반도체 장치를 탑재하는 패키지의 구조, 반도체 칩을 실장 기판에 실장하는 방법, 전자 부품을 어셈블해 탑재하는 방법 등에 대해서, 다양한 방법이 제시되어 왔다.
하우징 내에 전자 부품을 탑재해 전자 기기를 구성하는 방법은 양산이 용이한 범용품을 사용할 수 있으므로 대량 생산에 바람직하지만, 보다 특화한 제품이나, 종래에 없는 신형태의 제품을 제조하는 경우, 또 새로운 기능을 구비한 제품을 제조하는 경우는 하우징 내에 회로 모듈을 어셈블하는 종래 방법에서는 대응할 수 없다. 물론, 제품에 따라서 특화된, 복잡한 기능을 갖는 회로 모듈로서, 반도체 장치나 저항, 콘덴서 등 회로 부품의 조합으로 구성된 회로 모듈이 제공되고 있다. 기판에 반도체 장치를 매립하거나 기판을 복수의 층 구조로서 반도체 장치와 함께 회로 부품을 어셈블한 제품 등도 제공되고 있다.
그러나 보다 다양한 형태의 전자 기기에 대응해야 할 경우에, 하우징 내에 전자 부품을 어셈블하는 종래 방법에서는, 전자 부품의 복합화에 한도가 있다.
본 발명은 이와 같은 하우징 내에 전자 부품을 어셈블하는 종래 방법과는 기본적으로 다른 방법으로 전자 부품을 실장하는 새로운 구조(시스템)를 실현하기 위한 하우징 형성체 및 이것을 이용한 전자 기기를 제공하려고 하는 것이다.
도1은 본 발명에 의한 전자 부품의 실장 구조의 개념을 나타내는 사시도이다.
도2는 도1에 나타내는 하우징을 조립하기 위한 하우징 형성체의 평면도이다.
도3a 및 3b는 하우징 형성체를 형성하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도4a 및 4b는 하우징 형성체의 벤딩 위치의 구성을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도5a 및 5b는 하우징 형성체를 다수개 형성하는 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도6은 하우징 형성체를 이용해 곡면 형상의 하우징을 형성한 예를 나타내는 단면도이다.
도7a, 7b, 7c는 하우징 형성체를 이용해 하우징을 형성하는 예를 나타내는 사시도이다.
도8a, 8b, 8c는 하우징 형성체를 이용해 하우징을 형성하는 예를 나타내는 사시도이다.
도9a, 9b는 본 발명에 의한 전자 부품의 실장 구조의 응용례를 나타내는 단면도이다.
도10a, 10b, 10c는 본 발명에 의한 하우징 형성체를 사용한 캡슐 카메라의 제조예를 나타내는 평면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10하우징
20하우징 형성체
22전자 부품
24배선
26기재
28보호막
30메탈 와이어
40패널 부재
50하우징
52디스플레이
상기 목적을 달성하기 위해, 벤딩 가능하게 형성된 평판 부재를 포함하고, 그 내부에 전자 부품과, 전자 부품을 전기적으로 접속하는 배선이 형성되어 있는 하우징 형성체가 제공된다.
바람직하게는, 상기 평판 부재는 가요성을 갖는 기재와, 전자 부품을 매립시켜 피복하는 가요성을 갖는 보호막으로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 평판 부재의 벤딩될 부분에, 배선의 단선을 방지하는 보강체가 설치되어 있다. 상기 보강체로서는 메탈 와이어 등이 유효하다.
상기 배선이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도전성 페이스트로 형성된 배선은 유연성이 우수하여 하우징 형성체의 벤딩시 용이하게 변형되므로 배선의 단선을 방지할 수 있다.
또, 상기 평판 부재가 하우징을 평면적으로 전개한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 하우징 형성체를 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 의하면, 본 발명의 제1태양의 벤딩된 하우징 형성체로 된 입체 하우징을 갖는 전자 기기가 제공된다.
본 발명의 제3 태양에 의하면, 본 발명의 제1태양의 하우징 형성체와 시스템 부품이 조합체로 구성된 전자 기기가 제공된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적 및 특징은 첨부하는 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 관하여 이하에 설명함으로써 보다 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부 도면을 따라 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 하우징 형성체 및 이를 이용한 전자 기기의 기본적인 개념을 나타내는 설명도이다. 본 발명에 의한 하우징 형성체로 구성한 하우징은 하우징(10) 자체를 회로 영역으로 하는 것이다. 종래의 전자 기기에서는, 하우징의 내부에 반도체 칩 등의 전자 부품을 어셈블하는 구성으로 되어 있지만, 본 발명에 의한 전자 기기에서는, 하우징(10)의 내부가 아니라, 하우징(10) 자체에 전자 부품을 탑재하는 것이 특징이다.
또, 본 발명의 하우징(10)은 벤딩 가능 혹은 가요성을 갖는 하우징 형성체를 이용해 하우징 형성체를 벤딩하고 혹은 어셈블시켜(소성 가공), 3D 하우징(10)를 형성하다. 도2는 도1에 나타내는 하우징(10)을 조립하기 위한 하우징 형성체(20)의 예를 나타낸다. 도1에 나타내는 하우징(10)은 외형 형상이 입방체의 입체로 형성된 것이다. 이 하우징(10)을 구성하기 위한 하우징 형성체(20)는 도2에 나타내는 바와 같이 하우징(10)을 전개한 형태로 형성되어 있다.
참조 번호22는 하우징 형성체(20)에 탑재한 전자 부품이다. 참조 번호 24는 전자 부품(22)을 전기적으로 접속하는 배선이다. 도3a 및 3b에 전자 부품(22)을 탑재한 하우징 형성체(20)의 형성례를 나타낸다. 도3a은 기재(26)에 전자 부품(22)을 탑재하고, 플라스틱으로 이루어지는 보호막(28)을 기재(26)의 전자 부품(22)을 탑재한 면에 적층하는 상태, 도3b은 기재(26)에 탑재된 전자 부품(22)을 보호막(28)의 내부에 매립시키도록 하여 보호막(28)에 의해 피복한 상태를 나타낸다.기재(26) 및 보호막(28)은 함께 가요성을 갖는다. 기재(26) 및 보호막(28)에 의해 전자 부품(22)을 내장한 평판 부재가 형성된다. 또한, 보호막(28)에는 열가요성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
하우징 형성체(20)를 구성하는 기재(26)에는 금속, 수지, 종이 등의 임의의 소재를 사용할 수 있다. 도3a 및 3b는 기재(26)에 종이를 사용하고, 기재(26)에 전자 부품(22)을 탑재해 보호막(28)에 의해 전자 부품(22)을 피복한 것이다. 평판 부재가 가요성을 갖기 때문에, 하우징 형성체(20)도 가요성을 갖고, 하우징 형성체(20)를 벤딩하여, 적당 형태의 하우징(10)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 종이를 하우징(10)의 외면에 노출시키도록 하려면, 하우징 형성체(20)를 벤딩할 때에 이와 같이 조작하면 좋다. 평판 부재는 항상 기재(26)와 보호막(28) 같이 이종 소재의 구성에만 한정하지 않고, 동일 소재로 형성해도 좋다.
도2에 나타내는 바와 같이 입체를 전개한 형태의 하우징 형성체(20)를 벤딩해 하우징을 형성하는 조작을, 본 명세서에서는 소성 가공으로 부르기로 한다. 하우징 형성체(20)를 벤딩해 입체를 구성하는 경우에, 벤딩 위치에서 배선(24)의 접속이 확실하게 되도록 하는 방법으로는 도4a 및 4b에 나타내는 바와 같이, 배선(24)이 형성되는 근방 혹은 배선(24) 중에 보강체로서 메탈 와이어(30)를 배치하면 좋다. 기재(26)에 배선(24)을 형성할 때에, 배선(24)을 형성하는 위치 혹은 배선(24)의 근방에 메탈 와이어(30)를 매립하도록 하여 배치할 수 있다.
기재(26)의 표면에 배선(24)을 형성하는 방법으로서는 기재(26)의 표면에 배선(24)을 인쇄하는 방법, 표면에 동박(copper foil)을 피착한 기재(26)를 사용해동박을 에칭함으로써 배선(24)을 형성하는 방법, 스퍼터링 혹은 도금 등에 의해 막을 형성하여 배선(24)을 형성하는 방법, 도전성 페이스트(paste)를 디스펜서(dispenser)에 의해 배선(24) 등의 패턴을 따라 도포해 형성하는 방법 등이 이용될 수 있다. 도4a 및 4b에 나타내는 바와 같이 메탈 와이어(30)를 매립하는　경우는 인쇄 등에 의해 배선(24)의 패턴을 형성할 때나, 도금 공정의 전후에 매립하도록 하면 좋다.
또한, 도전성 페이스트를 이용해 배선(24)을 형성한 경우는 배선(24)이 유연성을 구비하고 있어, 하우징 형성체(20)를 벤딩하여 하우징을 형성할 때에 단선이 잘 발생하지 않는다는 이점이 있다. 또, 도전성 페이스트를 사용해 배선(24)을 형성하는 경우는 디스펜서에 의해 도전성 페이스트를 도포하도록 하여 배선을 형성하기 때문에, 배선을 3차원적인 배치로 하는 것도 용이하게 할 수 있고, 기재(26)에 전자 부품(22)을 탑재한 상태로 도전성 페이스트를 디스펜스함으로써 임의의 패턴에 배선을 형성할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 도전성 페이스트란, 금, 은, 동의 도전성 입자를 분산제 중에 분산시켜 페이스트상으로 한 것이다. 도전성 페이스트로 도전성 입자의 입자 직경이 100나노미터 이하의 것(나노 레벨)을 사용한 것을 특별히 미립 도전성 페이스트라 한다. 이와 같은 나노 레벨까지 미소화된 금속 입자를 사용한 경우는 금속 본래의 융점보다도 훨씬 낮은 온도로 소결한다. 예를 들면, 도전성 입자로서 10나노미터 정도의 크기의 니켈 입자를 사용한 것에서는 100 ∼200℃로 정도로 가열하는 것만으로 니켈 입자가 응집되어 일체화한다. 따라서, 그다지 고온으로 가열하지 않고 전기적 도체로 할 수 있고, 전자 부품(22)이나 기재(26)를 손상시키지 않고, 배선(24)을 형성할 수 있다는 이점이 있다. 또, 미립 도전성 페이스트를 이용해 형성한 도체는 전기 저항이 작고, 전기적 특성이 탁월한 배선(24)을 얻는다는 이점이 있다.
또, 미립 도전성 페이스트를 사용해 배선(24)을 형성하는 경우는 종래의 도전성 페이스트를 사용한 경우에 비해서, 더 미세한 패턴을 형성하는 것이 가능하고, 미세 배선을 형성하여야 할 경우, 극히 소형의 하우징을 형성하는 경우로, 배선을 고밀도로 형성하여야 할 경우에, 특히 유용할 수 있다. 미립 도전성 페이스트를 이용해 배선을 형성하는 경우는 잉크젯에 의한 인쇄법, 디스펜서를 사용해 도포하는 방법을 이용할 수 있다. 하우징 형성체(20)를 X-Y 테이블에 지지하는 등에 의해서, 임의의 패턴에 배선(24)을 형성할 수 있다.
하우징 형성체(20)는 하우징(10)의 형태에 맞추어 적당한 형상으로 형성할 수 있다. 도5a 및 5b는 하우징 형성체(20)를 다수개 취하는 예를 나타내는 것이다. 마스터 기재(26)에 전자 부품(22)을 소정의 반복 배열로 배치하고, 예를 들면, 타원상으로 구멍 뚫어 각각의 하우징 형성체(20)를 형성할 수 있다(도5a). 도5b은 개개의 하우징 형성체(20)에 전자 부품(22)을 배선(24)에 의해 접속한 상태를 나타낸다. 개개의 하우징 형성체(20)는 소정 형상으로 벤딩해 필요한 하우징 형상으로 할 수 있다.
도6은 하우징 형성체(20)를 곡면상으로 벤딩하여, 곡면상의 외형을 갖는 하우징을 형성한 예이다. 이와 같이 곡면상의 외형을 구비하는 하우징의 경우에서도,하우징 자체의 내부에 배선(24)에 의해 전기적으로 접속해 전자 부품(22)을 탑재할 수 있고, 하우징 자체가 특정의 기능을 구비하는 것으로서 제공할 수 있다.
도6에 나타낸 곡면상 하우징은 예를 들어 로봇의 하우징에 응용될 수 있다. 손목 시계형 이동 전화기에 응용될 경우, 두께 및 무게의 감소가 가능하다. 곡면의 소성 가공에 열적 변형으로 인한 탄성 변형이 비등방으로 수반된다. 배선의 단선을 방지하려면, 배선이 비등방 확장 및 수축 등을 따르게 하면 된다. 이러한 관점에서, 본 발명자들은 배선(24) 형성시에 미세 도전성 페이스트에 수 퍼센트의 카본 나노튜브 또는 카본 나노와이어를 혼입시키면, 고탄성 배선이 얻어짐을 확인하였다. 이러한 효과의 원인은 아직 규명되지 있지 않지만, 카본 나노튜브 또는 카본 나노와이어는 근래 상용화되어 고탄성 변형성과 단선 내성을 갖는 배선의 형성 방법으로서 지극히 유용하다.
도7a 및 7b, 도8a 및 8b는 본 발명에 의한 하우징 형성체를 이용해 구성하는 전자 기기의 예를 나타낸다. 도7a ~7c는 전자 부품을 탑재한 하우징 형성체를 패널 부재(40)에 형성한 예로서, 도7a, 7b이 패널 부재(40)의 정면도, 배면도, 도7c이 조립 도면이며, 도7c은 패널 부재(40)의 단부에 설치한 훅부(42)를, 패널 부재(40)의 타단에 결합하여 원통관상의 전자 기기로 한 상태를 나타낸다. 도8b은 패널 부재(40)를 Z자 모양으로 벤딩해 사용하는 예를 나타낸다. 패널 부재(40)는 가요성을 갖기 때문에 벤딩 조작 등에 의해 적당한 형상으로 형성해 사용할 수 있다.
도9a 및 도9b는 하우징 형성체(20)를 사용한 전자 기기의 또 다른 예를 나타낸다. 도9b에 나타내는 바와 같이, 하우징(50)의 내부에 디스플레이(52), 디스크드라이브(54), 보드(56)를 수용한 형태의 종래 제품에 본 발명에 의한 하우징 형성체(20)를 적용하면, 도9a에 나타내는 하우징 형성체(20)와 디스플레이(52)와 디스크 드라이브(54)로 된 시스템 부품을 구성할 수 있고, 시스템 부품을 조합하여 전자 기기를 구성할 수 있다. 하우징 형성체(20)는 벤딩 가능하므로, 형태를 변형하는 조작이 용이하게 가능하고, 시스템 부품을 임의로 조합하고 그 배치를 적당히 조절하는 것이 용이하게 가능하다는 이점이 있다. 이와 같은 하우징 형성체(20)에 특유의 기능을 이용하면, 극히 다양한 제품이 가능하고, 종래에 없는 새로운 기능을 갖는 전자 기기를 제공하는 것이 가능하다.
도10a, 10b, 10c는 본 발명의 하우징 형성체를 캡슐 카메라에 응용한 예를 나타낸다. 도10a에 나타낸 캡슐 카메라(60)는 본 발명에 의한 다수의 시트상 하우징 형성체를 적층하여 말아서 얻은 관상체이다. 중앙 공간(S)을 둘러싸는 관상 고체부에는 통신 제어 안테나(A), 전력 공급 안테나(전자 코일)(B), 전자 부품(D) 등이 매몰되어 마련된다. 또한 단일의 도전성 시트(F)를 사용하여 유전성층(G)를 샌드위치하는 커패시터를 형성할 수 있다. 공간(S)은 카메라 광학부, 활성 성분, 펌프 등을 수용할 수 있다.
도10b는 도10a의 관상 고체부의 상태를 나타내는 전개도이다. 관은 6장의 시트(61~66)를 적층하여 말아서 형성한다.
시트(61)는 가요성 보호막이고, 시트(62)는 통신 제어 안테나(A), 전력 공급 안테나(B), 커넥터(C), 전자 부품(D), 배선(E)이 형성된 가요성 기판이고, 시트(64)는 가요성 보호막이고, 시트(65)는 전극층(F)이 유전막(G)이고, 시트(66)는 전극층(F)이 형성된 가요성 기판(66)이다.
도10c의 시트(61~66)를 도10b와 같이 적층하여, 본 발명의 하우징 형성체(67)가 얻어진다. 이와 같이 말아서, 도10a의 캡슐 카메라(60)가 완성된다.
최종 조합체를 도시하지 않으나, 광학 헤드와 펌프 테일이 튜브의 양단에 부착되고 튜브는 밀봉된다.
이화 같이 함으로써 본 발명에 의하면, 평면 탑재 후에 하우징과 함께 부품과 회로가 일체로 형성되므로, 종래의 하우징에 의해 둘러싸인 공간에서의 조합체의 경우에 비교해 캡슐에 공간(S)이 더 많아진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 하우징 형성체에 의하면, 하우징 형성체 형상의 자유도가 크므로, 극히 다양한 제품으로의 응용 이용이 가능하다. 또한 프로그램 가능한 실장 기술을 이용할 수 있다. 따라서 종래에 볼 수 없었던 새로운 전자 기기를 제공할 수 있다.
설명을 위해 선별된 특정 실시예를 참조하면서 본 발명을 설명하였지만, 발명의 기본 개념과 범주를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 하우징 형성체에 의하면, 하우징 형성체 형상의 자유도가 크므로, 극히 다양한 제품으로의 응용 이용이 가능하다. 또한 프로그램 가능한 실장 기술을 이용할 수 있다. 따라서 종래에 볼 수 없었던 새로운 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 벤딩 가능한 평판 부재를 포함하고, 그 내부에 전자 부품과, 상기 전자 부품을 전기적으로 접속하는 배선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하우징 형성체(housing preform).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평판 부재가 가요성 기재와, 상기 전자 부품을 매립하여 피복하는 가요성 보호막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하우징 형성체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 평판 부재의 벤딩될 부분에, 상기 배선의 단선을 방지하는 보강체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하우징 형성체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배선이 도전성 페이스트(paste)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하우징 형성체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평판 부재가 하우징을 평면적으로 전개한 형상(shape of the housingunfolded flat)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하우징 형성체.
  6. 제1항 내지 제 5항중 어느 한항에 기재한 벤딩된 하우징 형성체를 포함하는 입체의 하우징을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  7. 제1항 내지 제 5항중 어느 한항에 기재한 하우징 형성체와 시스템 부품을 조합시켜 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
KR1020030053809A 2002-08-05 2003-08-04 하우징 형성체 및 이것을 이용한 전자 기기 KR20040014262A (ko)

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