KR20060089564A - 쉴드캔 표면실장 구조 및 표면실장 공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쉴드캔 및 기판을 결합시킴에 있어서, 종래의 솔더링 결합 방식을 배제하고 에폭시 몰딩 방식을 응용한 것으로서, 본 발명에 의한 쉴드캔 표면실장 구조는 전자회로가 표면에 형성되는 기판층; 상기 기판층에 실장되고 상기 전자회로에 의하여 통전되는 전자소자; 상기 기판층 및 전자소자 위에 소정의 높이로 도포되는 제1몰딩층; 상기 제1몰딩층의 표면에 구비되는 도전체층; 및 상기 도전체층 위에 소정의 높이로 도포되는 제2몰딩층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 쉴드캔의 2중 에폭시 몰딩 결합 방식을 응용함으로써 쉴드캔 및 PCB의 접합 부위가 다른 전자소자의 통전 부위와 도통되는 현상을 방지하면서 EMI(전파 간섭) 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, RF모듈 제품의 전체 사이즈를 감소시키고, 외부로부터의 물리적인 충격에도 내부의 전자소자가 보다 견고하게 보호될 수 있도록 하는 효과가 있다.
Description
도 1은 종래의 쉴드캔이 PCB 상에 표면실장되는 공정별 형태를 부분적으로 예시한 도면.
도 2는 종래의 쉴드캔이 PCB 상에 표면실장되는 공정을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 구조를 개략적으로 도시하 측단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 공정을 도시한 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
200: 기판층 300: 전자 소자
400: 제1몰딩층 500: 도전체층
600: 제2몰딩층
본 발명은 전자소자를 보호하기 위한 쉴드캔(shield can)을 PCB에 표면실장시키는 공정에 관한 것이다.
현재 널리 사용되는 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰과 같은 이동통신단말기, 통신장비, 각종 미디어 플레이어 등에는 각종 전자소자가 내장되어 기능되고, 이들 전자소자는 PCB(Printed Circuit Board)상에서 집적모듈을 이루어 구성되는 것이 일반적이다.
특히, 추적 시스템 장치, 전압 제어 발진기, 광통신용 송수신 장치 등에 사용되는 RF(Radio Frequency)집적모듈은 심한 전파 간섭에 노출되고 이러한 전파 간섭은 상기 집적모듈을 이루는 전자소자에 이상 기능을 초래하게 된다.
일반적으로, 이러한 전자파 간섭은 EMI(Electromanetic Emission/Interface)라고 불리는데, 전자소자로부터 불필요하게 방사(RE; Radiated Emission)되거나 전도(Conducted Emission)되는 전자파 신호는 인접된 전자소자의 기능에 장애를 주게되어 회로기능을 악화시키고, 기기의 오동작을 일으키는 요인으로 작용한다.
여기서, CE(Conducted Emission; 전도 방출)는 주로 30MHz이하에서 발생되는 전자파 잡음으로서, 신호선 또는 전원선 같은 매질을 통해서 전달되고, 쉴드캔 영역에서 측정된다.
반면, RE(Radiated Emission; 방사 방출)는 주로 30MHz 이상에서 발생되는 전자파 잡음으로서, 대기중으로 방사되어 전달되므로 상기 CE보다 넓은 방사 범위를 갖는다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 보통 금속(metal)재질의 쉴드캔이 사용되는데, 쉴드캔은 PCB에 실장된 전자소자를 낱개로 혹은 그룹을 지어 덮어씌움으로써 전자소자간 영향을 미치는 전파 간섭을 차단시키고 외부의 충격으로부터 전 자소자를 보호하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 쉴드캔이 PCB 상에 표면실장되는 공정별 형태를 부분적으로 예시한 도면이고, 도 2는 종래의 쉴드캔이 PCB 상에 표면실장되는 공정을 도시한 흐름도이다.
이하에서, 종래의 쉴드캔이 표면실장되는 공정을 설명함에 있어서, 도 1 및 도 2를 함께 인용하여 설명하기로 한다.
도 1에 의하면, PCB(100) 상에는 다수개의 전자소자(110)들이 실장되어 있고, 상기 PCB(100) 면 중에서 상기 전자소자(110)들이 위치된 사이의 면에 접합 홀(102)이 형성되어 있다.
또한, 쉴드캔(140)이 상기 PCB(100)와 접촉되는 끝단에는 접합 다리(142)가 형성되는데, 상기 접합 다리(142)는 상기 접합 홀(102)에 삽입되기 위한 것이다.
우선, 지그 상에 상기 PCB(100)가 고정되면(S100), 표면실장장치의 디스펜서(dispenser)(120)는 상기 PCB(100) 상의 접합홀(102) 부위에 솔더 페이스트(납의 일종)(10)를 토출시킨다(S110).
이어서, 상기 쉴드캔(140)은 상기 PCB(100)의 접합 홀(102) 상으로 이동되고(S120), 상기 토출된 솔더 페이스트(10)는 리플로우 처리됨으로써(S130) 상기 쉴드캔(140)의 접합 다리(142)가 상기 접합 홀(102)에 삽입되면서 상기 PCB(100)와 결합된다(S140).
최종적으로, 상기 솔더 페이스트(10)가 경화 과정을 거치면 상기 쉴드캔(140)은 상기 PCB(100) 상에서 고정된다(S150).
그러나, 전자소자(110)는 점차 소형화되는 추세이고, 상기 집적모듈에 집적되는 경우에도 매우 과밀하게 배열되므로 그 구조상 상기 디스펜서(120)가 토출시키는 솔더 페이스트(10)의 양은 상대적으로 과량으로 토출되게 된다.
또한, 상기 디스펜서(120)가 토출시키는 솔더 페이스트(10)의 양이 미세하게 조정되지 못하므로 상기 솔더 페이스트(10)는 상기 접합 홀(102)이 다수개로 형성되는 경우 일정하지 못하게 토출된다.
즉, 종래의 표면실장장치의 디스펜서(120)는 상기 솔더 페이스트(10)의 소량/정량 토출이 불가능한 실정이다.
이와 같은 이유로, 솔더 페이스트(10)는 상기 PCB(100) 상에서 인근 전자소자(110)의 통전 부위를 침범하게되고, 상기 통전 부위와 도통됨으로써 상기 쉴드캔(140)은 통전로로 기능되거나 전류의 흐름에 영향을 주게 된다. 이러한 현상들은 상기 집적모듈의 불량을 야기한다. 또한, 쉴드캔이 가지는 높이로 인하여 RF모듈의 전체 부피가 증가하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 쉴드캔을 표면실장시킴에 있어서, 종래의 쉴드캔을 PCB와 솔더링 결합시키는 방식을 이용하지 않고 에폭시 결합 방식을 적용시킴으로써 RF모듈의 전체 사이즈가 최소화되고, EMI의 영향을 효과적으로 차단할 수 있는 쉴드캔의 표면실장 공정을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 쉴드캔 표면실장 구조는 전 자회로가 표면에 형성되는 기판층; 상기 기판층에 실장되고 상기 전자회로에 의하여 통전되는 전자소자; 상기 기판층 및 전자소자 위에 소정의 높이로 도포되는 제1몰딩층; 상기 제1몰딩층의 표면에 구비되는 도전체층; 및 상기 도전체층 위에 소정의 높이로 도포되는 제2몰딩층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 쉴드캔 표면실장 공정은 기판 상에 전자소자가 실장되는 단계; 상기 전자소자 및 기판의 상측으로 제1몰딩층이 도포되는 단계; 상기 제1몰딩층 표면에 도전체가 씌워지는 단계; 및 상기 도전체 상측으로 제2몰딩층이 도포되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 구조 및 표면실장 공정에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 구조를 개략적으로 도시하 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 공정을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 구조 및 표면실장 공정을 설명함에 있어서, 도 3 및 도 4를 함께 인용하여 설명하기로 한다.
도 3에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 표면실장 구조는 기판층(200), 전자소자층(300), 제1몰딩층(400), 도전체층(500) 및 제2몰딩층(600)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판층(200)은 전자회로가 표면에 형성되는 층으로서, PCB(Printed Circuit Board) 또는 LTCC(Low temperature co-fired ceramic) 기판 등이 사용될 수 있다.
여기서, 상기 LTCC 기판이란 800∼1000℃ 정도의 온도에서 세라믹과 금속의 동시 소성 방법을 이용하여 기판을 형성하는 기술을 의미하는데, 녹는점이 낮은 글라스와 세라믹이 혼합되어 적당한 유전율을 갖는 그린 쉬트(Green sheet)를 형성시키고 그 위에 은이나 동을 주원료로 한 도전성 페이스트를 인쇄하여 적층한 후 기판을 형성하게 된다.
상기 LTCC 기판은 커패시터(Capacitor), 저항(Resistor), 인덕터(Inductor) 등의 수동소자들이 기판내부에 형성됨으로써 고집적화, 경박단소화 등을 이룰 수 있는 장점이 있다.
그러나, 표면층에 실장되는 전자소자들을 보호하기 위하여 종래의 쉴드캔이 결합되는 경우 상기 쉴드캔의 높이는 일정 수치를 가져야 하므로, 전술한 바와 같이 전체 기판의 높이를 최소화하는데 큰 장애로 작용하는 문제가 있었다.
우선, RF모듈을 구성하는 전자소자(300)들이 상기 기판층(200)에 실장되고(S100), 이어서 상기 제1몰딩층(400)이 상기 기판층(200) 및 전자소자(300) 상에 소정의 높이로 도포된다(S110).
상기 제1몰딩층(400)은 상기 전자소자(300)들을 1차적으로 보호하고, 상기 도전체층(500)을 결착시키기 위한 층으로서, 그 재질로는 에폭시와 같은 합성수지 재질이 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는 상기 제1몰딩층(400), 도전체층(500) 및 제2몰딩층(600)의 전체 높이(B)가 약 200 마이크로 미터 내외의 높이로 형성되는데, 상기 제 1몰딩층(400)은 상기 전체 높이(B)의 약 1/3의 높이(즉, 약 70 마이크로 미터의 높이)(A)로 형성되는 것이 적합하다.
상기 제1몰딩층(400)이 도포되면(S110) 그 표면으로 도전체층(500)이 형성되는데, 상기 도전체층(500)은 종래의 쉴드캔의 역할을 하는 것으로서, 종래의 금속체로 제작된 쉴드캔과는 달리 보다 미세한 두께를 가지고 형성된다(S120).
즉, 상기 도전체층(500)은 반도체 금속 박막 증착 공정을 이용하여 상기 제1몰딩층(400)상에 형성되는 것이 바람직하며, 활성 가스가 주입된 상태에서 금속이 스퍼터링(sputtering)되는 방식 혹은 전극을 통하여 고전류가 제공됨으로써 금속 박막이 증착(evaporating)되는 방식 등이 사용될 수 있다.
상기 도전체층(500)은 알루미늄 혹은 구리 등의 금속 재질로 이루어지며, 상기 전자소자(300)의 표면 깊이(Skin depth)의 약 1.2배 내지 1.5배의 높이에서 증착된다.
상기 표면 깊이란 고주파 신호가 도체의 표면 상에 흐르는 깊이를 나타낸 지표인데, 도체의 종류 및 주파수 대역에 따라서 표면 깊이가 상이하게 계산된다.
상기 도전체층은 내부의 고주파 신호가 외부로 방사되어 EMI현상을 초래하지 않도록 하기 위하여 자신의 표면 깊이보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 가령, 알루미늄은 1GHz에서 2.52 μm의 표면 깊이를 가지고, 구리는 1GHz에서 3.12μm의 표면 깊이를 가진다.
이러한 구조를 통하여 상기 전자소자(300)는 물리적으로는 상기 제1몰딩층(400) 및 제2몰딩층(600)을 통하여 보호되고, 상기 전자소자(300)간 발생되는 EMI 현상은 상기 도전체층(500)을 통하여 감소되게 된다.
최종적으로, 상기 증착된 도전체층(500) 위로 상기 제2몰딩층(600)이 형성되는데(S130), 위에서 설명된 바와 같이 상기 전자소자(300), 제1몰딩층(400), 도전체층(500) 및 제2몰딩층(600)의 전체 높이(B)가 약 200 마이크로 미터의 높이를 이루도록 그 높이(A)가 조정되어 상기 제2몰딩층(600)이 도포된다(S130).
따라서, 본 발명에 의하면, 종래의 쉴드캔 역할을 수행하는 상기의 적층 구조들은 그 사이즈가 획기적으로 감소될 수 있는 반면, 물리적인 결합력은 종래의 솔더본딩 결합 방식보다 향상되고, EMI 현상을 방지하는 기능도 효율적으로 수행되게 된다.
종래의 솔더링 결합 방식은 수동형/기계적 방식으로서 공정상 불량이 발생될 확률이 많으며, 솔더볼 제거 공정, 클리닝 공정, 통전 실험 등의 부가적인 공정이 불필요하게 되므로, 본 발명에 의한 쉴드캔 표면실장 공정에 의하면, 생산 공정을 단축시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 쉴드캔 표면실장 공정에 의하면, EMI의 영향을 최소화하기 위하여 쉴드캔을 구비함에 있어서, 종래의 솔더링 결합 방식을 배제하고 쉴드캔의 2중 에폭시 몰딩 결합 방식을 응용함으로써 쉴드캔 및 PCB의 접합 부위가 다른 전자소자의 통전 부위와 도통되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 쉴드캔의 높이를 축소시킬 수 있으므로 RF모듈 제품의 전체 사이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있고 외부로부터의 물리적인 충격에도 내부의 전자소자가 보다 견고하게 보호될 수 있도록 하는 쉴드캔 표면실장 공정을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 생산 공정을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있게 된다.
Claims (7)
- 기판층;상기 기판층에 실장되는 전자소자;상기 기판층 및 전자소자 위에 소정의 높이로 도포되는 제1몰딩층;상기 제1몰딩층의 표면에 형성되는 도전체층; 및상기 도전체층 위에 소정의 높이로 도포되는 제2몰딩층을 포함하는 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 도전체층은알루미늄 재질 혹은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 구조.
- 제1항에 있어서,상기 기판층으로부터 상기 제2몰딩층까지의 높이가 250 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 구조.
- 기판층 상에 전자소자가 실장되는 단계;상기 전자소자 및 기판층의 상측으로 제1몰딩층이 도포되는 단계;상기 제1몰딩층 표면에 도전체가 씌워지는 단계; 및상기 도전체 상측으로 제2몰딩층이 도포되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 공정.
- 제4항에 있어서, 상기 제1몰딩층이 도포되는 단계는상기 제1몰딩층이 상기 도전체층 및 제2몰딩층에 의하여 형성되는 전체 높이의 1/3의 높이로 도포되는 단계인 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 공정.
- 제4항에 있어서, 상기 도전체가 씌워지는 단계는상기 도전체가 증착 방식으로 상기 제1몰딩상에 형성되는 단계인 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 공정.
- 제4항에 있어서, 상기 도전체가 씌워지는 단계는표면 깊이(skin depth)의 1.2배 내지 1.5배 사이의 두께로 씌워지는 단계인 것을 특징으로 하는 쉴드캔 표면실장 공정.
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|---|---|---|---|
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- 2005-02-05 KR KR1020050011032A patent/KR20060089564A/ko not_active Application Discontinuation
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