KR20170125690A - 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법 - Google Patents

이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

이종 회로 소자군용 중공 차폐구조가 개시된다. 개시된 중공 차폐구조는 인쇄회로기판 상에 실장된 적어도 하나의 소자; 상기 소자를 둘러싸는 차폐 댐; 및 상기 차폐 댐의 상부에 전기적으로 접속되고, 상기 소자와 소정의 갭을 유지하면서 상기 소자를 덮는 차폐 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법{Shielding structure having a hollow for different types of circuit element group and shielding method having the same}
본 발명은 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법 에 관한 것으로, 특히 패키지에 포함된 반도체 칩이나 각종 회로 소자 등을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에 전자파를 차폐할 수 있는 전자파 차폐 부재를 구비하는 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법 에 관한 것이다.
최근 전자제품 시장은 휴대용 장치의 수요가 급격하게 증가하고 있으며, 이로 인하여 이들 제품에 실장되는 전자 부품들의 소형화 및 경량화가 지속적으로 요구되고 있다. 이러한 전자 부품들의 소형화 및 경량화를 실현하기 위해서는 실장 부품의 개별 사이즈를 감소시키는 기술뿐만 아니라, 다수의 개별 소자들을 하나의 패키지로 집적하는 반도체 패키지 기술이 요구된다. 특히, 고주파 신호를 취급하는 반도체 패키지는 소형화뿐만 아니라 전자파 간섭 또는 전자파 내성 특성을 우수하게 구현하기 위해 다양한 전자파 차폐 구조를 구비할 것이 요구되고 있다.
이를 위해 반도체 패키지에 적용된 종래의 전자파 차폐 구조는 프레스 가공된 금속재질의 쉴드 캔으로 각종 소자를 커버하는 구조와, 절연체로 각 소자를 모두 덮은 후 그 위에 차폐층을 형성하는 구조가 개시되어 있다.
그런데 종래의 차폐 구조 중 쉴드 캔을 이용하는 경우, 쉴드 캔이 인쇄회로기판의 접지 패드에 직접 솔더링 되기 때문에 각종 회로 소자 및 기판을 재사용 하기 위해 쉴드 캔을 인쇄회로기판으로부터 분리하는 경우 인쇄회로기판에 패터닝된 접지 패턴이 떨어져 나가거나 손상되는 문제가 있다. 이에 따라, 각종 회로 소자 및 기판을 재사용하는데 어려움이 따랐다.
또한, 종래의 차폐 구조 중 절연층을 이용하는 경우, 절연층의 유전율이 공기와 상이하여 소자의 주파수 특성이 변경되는 문제가 발생하였다. 이로 인해 회로 소자 패키지를 다양한 제품이나 서로 다른 모델에 적용할 때, 각각 RF 신호 매칭(matching)을 위한 구조나 그에 상응하는 기술적 조치가 요구되고 있다. 이에 따라 회로 소자 패키지의 사용이 제한적인 것은 물론 RF 신호 매칭(matching)을 위한 구조 또는 조치에 따른 추가 비용이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해, 소자의 주파수 특성 변화가 없는 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 금속 필러(filler)가 포함된 중합체를 차폐 소재로 사용하고 이를 고속 디스펜싱에 의해 형성하는 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 제거가 용이한 차폐 구조를 가짐에 따라 재사용이 가능한 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법을 제공하는 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 인쇄회로기판 상에 실장된 적어도 하나의 무선 통신 소자; 상기 무선 통신 소자를 둘러싸는 차폐 댐; 및 상기 차폐 댐의 상부에 전기적으로 접속되고, 공기를 절연체로 하여 상기 무선 통신 소자와 갭을 유지하면서 상기 무선 통신 소자를 덮는 차폐 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 제공한다.
상기 차폐 커버는 일부분에 단차가 형성될 수 있다. 상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐에 인접한 부분에 상기 단차가 형성될 수 있다. 상기 차폐 커버는 에지부를 따라 상기 단차가 형성될 수 있다.
상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐에 대응하는 부분의 높이가 나머지 부분의 높이보다 낮게 형성될 수 있다.
상기 차폐 댐 및 상기 차폐 커버는 전도성 접착부를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 차폐 커버는 상기 접착부가 유입되는 복수의 슬롯이 형성될 수 있다.
상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐의 상부 및 측면에 각각 접촉하는 제1 부분과, 제1 부분의 단부로부터 절곡된 제2 부분을 포함하는 복수의 안착부가 형성되고, 상기 복수의 슬롯은 상기 각 안착부에 형성될 수 있다.
상기 복수의 슬롯은 상기 제1 부분을 관통하거나, 상기 제1 및 제2 부분을 동시에 관통할 수 있다.
상기 접착부는 상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버 사이에 위치할 수 있다.
상기 차폐 커버는 전도성 금속재로 이루어질 수 있다.
상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐에 부착되는 전도성 테이프 및 상기 전도성 테이프의 형상을 유지하기 위한 형상 유지층을 포함할 수 있다.
상기 차폐 커버는 적어도 하나의 공기배출구멍이 형성될 수 있다.
상기 차폐 댐은 전도성 재질로 이루어지며, 상기 인쇄회로기판에 형성된 접지 패드에 접속될 수 있다.
상기 차폐 댐은 상기 인쇄회로기판에 형성된 접지 패드에 연속 또는 불연속 적으로 접속될 수 있다.
상기 차폐 댐은 3D 프린팅에 의해 형성될 수 있고, 상기 차폐 댐의 단면은 폭보다 높이가 큰 종횡비를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 인쇄회로기판 상에 실장된 적어도 하나의 무선 통신 소자; 상기 무선 통신 소자를 둘러싸는 차폐 댐; 상기 무선 통신 소자의 상측으로 이격 배치되며 상기 무선 통신 소자를 덮는 차폐 커버; 및 상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버를 상호 전기적으로 연결하는 접착부;를 포함하며, 상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐에 접촉하는 부분이 나머지 부분보다 더 낮은 위치에 있도록 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 제공하는 것도 물론 가능하다.
또한, 본 발명은 이종의 회로 소자군이 실장된 인쇄회로기판을 작업 위치로 로딩하는 단계; 상기 로딩된 인쇄회로기판에 대하여 노즐의 위치를 캘리브레이션하는 단계; 노즐로부터 소재를 토출하여 상기 인쇄회로기판 상에 차폐 댐을 형성하는 단계; 이종의 회로 소자군을 덮도록 상기 차폐 댐의 상부에 차폐 커버를 안착시키는 단계; 및 상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버를 전기적으로 연결하는 접착부를 형성하는 단계;를 포함하는 회로 소자 패키지 제조방법을 제공함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있다.
상기 캘리브레이션하는 단계는, 상기 인쇄회로기판이 X-Y 평면 상에서 미리 설정된 제작 위치에 대하여 시계 방향 또는 반 시계 방향으로의 틀어진 정도를 감지하여 노즐의 토출 시작 위치를 설정하는 단계; 및 상기 인쇄회로기판이 X-Y 평면 상에서 Z축 방향으로의 틀어진 정도를 감지하여 인쇄회로기판의 표면과 노즐 단부 간의 간격을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 상기 접착부 형성하는 단계 후, 상기 접착부를 상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버로부터 제거하는 단계; 상기 차폐 커버를 상기 차폐 댐으로부터 분리하는 단계; 상기 차폐 댐을 상기 인쇄회로기판으로부터 제거하는 단계; 상기 인쇄회로기판 상에 부착된 차폐 댐의 잔류 부분을 제거하는 단계; 및 상기 각 단계를 순차적으로 수행하여 회로 소자 패키지를 제작하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 나타내는 단면도이다.
도 1b는 유전율에 의해 칩의 주파수 특성이 바뀌는 것을 설명하는 그래프이다.
도 2는 차폐 댐의 높이가 인쇄회로기판에 실장된 소자의 높이보다 낮게 형성된 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 소자의 저면과 인쇄회로기판의 상면 사이에 언더 필(under fill) 처리된 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1a에 도시된 차폐 커버를 나타내는 도면으로, 차폐 댐과 접촉하는 부분에 접착부가 유입될 수 있는 복수의 슬롯을 구비한 차폐 커버를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 소자의 주파수 간섭을 방지하기 위해 차폐 커버에 구멍을 형성한 예를 나타내는 도면이다.
도 5b 및 5c는 소자의 높이가 차폐 커버의 높이보다 높을 경우 차폐 커버에 구멍을 형성하거나 단차를 형성한 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 차폐 커버의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 의 차폐 댐 및 접착부를 형성하기 위한 소재 공급 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 소재 공급 장치에 구비된 입력부를 통해 입력된 노즐의 이동경로를 나타내는 도면이다.
도 9는 소재 공급 장치의 노즐을 통해 차폐 댐을 형성하기 위한 소재가 토출되는 토출구를 나타내는 도면이다.
도 10a는 도 9에 도시된 노즐을 통해 차폐 댐을 형성하기 위한 소재가 토출되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10b는 도 9에 도시된 노즐을 통해 서로 높이가 다른 복수의 차폐 댐을 형성하는 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 양측의 차폐 댐의 높이가 서로 다르게 형성된 예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 접지부가 불연속적인 은선 형태로 인쇄회로기판에 패터닝된 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 접지부가 연속적으로 이어진 실선 형태로 인쇄회로기판에 패터닝된 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 차폐구조의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 사시도이다.
도 16a는 차폐 커버를 인쇄회로기판에 마운팅하기 위한 마운팅 장치를 나타내는 사시도이다.
도 16b는 마운팅 장치에 구비된 릴 카트리지를 나타내는 도면이다.
도 16c는 릴 카트리지의 필름부에 간격을 두고 부착된 복수의 차폐 커버를 나타내는 도면이다.
도 17은 마운팅 장치 내부에 구비된 로봇 암(robot arm)을 통해 차폐 커버를 차폐 댐에 안착시키는 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 도 15를 통해 형성한 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 인쇄회로기판으로부터 제거하는 공정과, 차폐 댐을 다시 형성하는 공정을 나타내는 사시도이다.
도 19는 테이프 형태로 이루어진 차폐 커버가 차폐 댐에 부착된 예를 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19에 표시된 X-X 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 21은 테이프 형태의 차폐 커버가 차폐 댐에 안착된 상태에서 접착부가 도포된 예를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조가 적용된 휴대 전화를 나타내는 사시도이다.
도 23a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조가 적용된 밴드형 단말기를 나타내는 사시도이다.
도 23b는 밴드형 단말기 내부에 배치된 곡면 인쇄회로기판 상에 차폐 댐을 형성하는 예를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조가 적용된 AP(access point)를 나타내는 사시도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조가 적용된 태블릿 PC를 나타내는 사시도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조가 적용된 휴대용 디지털 카메라를 나타내는 사시도이다.
도 27은 인쇄회로기판에 형성된 접지 패드의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 예로 들어 설명하며, 여기서 소자는 RF 신호(Radio Frequency signal)를 사용하는 소자일 수 있다.
또한, 소자는 예컨데 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced))이 적용된 소자일 수 있다.
또한, 소자는 무선 인터넷 기술(WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wi-Bro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access))이 적용된 소자일 수 있다.
또한, 소자는 근거리 통신(블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus)의 기능을 갖는 소자일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 회로 소자 패키지는 스마트 폰, 디스플레이 장치, 웨어러블 디바이스(wearable device) 등에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조는 기판 상에 장착된 IC 칩, 수동 소자, 이형 부품과, 상기 IC 칩, 수동 소자, 이형 부품을 커버하는 차폐층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 IC칩은 AP(application processor), 메모리, RF 칩 등 일 수 있고, 상기 수동 소자는 저항, 콘덴서, 코일 등을 일 수 있고, 상기 이형 부품은 커넥터, 카드 소켓, 전자파 차폐 부품 등 일 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조 과정을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 나타내는 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 회로 소자 패키지(100)는 인쇄회로기판(110)과, 인쇄회로기판(110)에 실장된 소자(113), 및 복수의 회로 소자(117,119)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 회로 소자는 이종(異種)의 회로 소자들로, 기판 상에 장착된 IC 칩, 수동 소자, 이형 부품일 수 있다. 예를 들어, 상기 IC칩은 AP(application processor), 메모리, RF(Radio Frequency) 칩 등 일 수 있고, 상기 수동 소자는 저항, 콘덴서, 코일 등을 일 수 있고, 상기 이형 부품은 커넥터, 카드 소켓, 전자파 차폐 부품 등 일 수 있다.
인쇄회로기판(110)의 상면에는 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)가 각각 전기적으로 접속되는 제1 접속 패드(111) 및 제2 접속 패드(112)가 패터닝될 수 있다. 제1 및 제2 접속 패드(111,112)는 다수로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 접속 패드(111,112)는 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)의 접지 또는 신호 전달을 위해 형성될 수 있다.
인쇄회로기판(110)은 상면에 접지(GND) 패드(114)가 패터닝될 수 있다. 접지 패드(114)는 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)의 접지 또는 신호 전달을 위하여 형성될 수 있다. 후술하는 차폐 댐(120)은 인쇄회로기판(110) 상에 조형될 때 차폐 댐의 형성 경로 상을 따라 또는 형성 경로 상의 일부에 형성된 접지 패드(114)에 전기적으로 접촉됨에 따라 접지가 이루질 수 있다. 이 경우 접지 패드(114)는 인쇄회로기판(110) 내측에 형성된 소정의 접지층(도 27 참조)과 전기적으로 연결되도록 일체로 형성될 수 있다.소자(113)는 인쇄회로기판(110)의 제1 접속 패드(111)에 전기적으로 접속되는 복수의 접속 단자(116)를 포함할 수 있다. 복수의 접속 단자(116)는 예를 들면 솔더볼과 같은 BGA(ball grid array) 방식으로 형성될 수 있다. 하지만 이러한 접속 단자(116)는 BGA 방식에 제한되지 않고, 소자(113)의 리드 형태에 따라 다양한 방식 예를 들면, QFN(Quad Flat No Lead), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), QFP(Quad Flat Package), SOP (Small Out Line Package), TSOP/SSOP/TSSOP(Thin/Shrink/Thin Shrink SOP) 등의 다양한 방식으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
복수의 회로 소자(117,119)는 인쇄회로기판(110)의 제2 접속 패드(112)에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 접속 단자(미도시)를 포함할 수 있다. 복수의 회로 소자(117,119)는 인쇄회로기판(110)에 실장 시 그 높이가 소자(113)보다 작거나 클 수 있으며, 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)는 차폐 댐(120)과 접촉하지 않도록 소정 간격을 두고 이격 배치된다.
이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조(100)는 인쇄회로기판(110) 상에 차폐 댐(120), 차폐 커버(140), 및 접착부(150)를 포함할 수 있다.
차폐 댐(120), 차폐 커버(140), 및 접착부(150)는 전자파 장해(Electro-Magnetic Interference; EMI)를 방지할 수 있는 전자파 차폐 특성을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 차폐 댐(120), 차폐 커버(140), 및 접착부(150)는 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)에서 발생하는 전자파를 차폐하여 회로 소자 패키지(100)가 포함된 전자 장치에 실장된 다른 전자 부품에 줄 수 있는 EMI를 미연에 방지할 수 있다. 회로 소자 패키지(100)가 포함된 전자 장치에 전자파 잡음 또는 오동작 등과 같은 장해를 근본적으로 차단함으로써 제품의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 차폐층(120,140)은 회로 소자 패키지(100)의 동작 과정에서 불가피하게 발생되는 전자파가 외부에 영향을 주는 것을 막을 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 차폐구조(100)는 RF 신호를 송수신하는 소자(113)가 공기를 통해 차폐 댐(120), 차폐 커버(140), 및 접착부(150)와 절연된다. 이에 따라, 본 실시예는 종래기술과 같이 절연층이 형성된 경우, 절연층의 유전율이 공기와 상이하여 주파수 특성이 변경되는 문제를 해소할 수 있고 이로 인해, 본 실시예의 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조가 적용되는 다양한 제품에 대하여 각각 RF 신호 매칭(matching)을 위한 구조가 필요치 않게 되므로 제조 비용을 절감할 수 있다.
한편, RF 칩(Chip)의 주파수 특성은 칩 주변의 기생 임피던스에 영향을 받게 된다. 따라서 설계자는 RF 칩과 전자파 차폐구조 사이의 간극 및 유전율에 의해 영향을 받는 임피던스를 고려하여 특정 통신 주파수에서 신호의 강도가 높아지도록 설계한다. 현재까지 금속 쉴드 캔(Metal Shield Can)을 차폐를 위한 구조물로 사용하였기 때문에 RF 칩과 금속 쉴드 캔 사이에는 공기가 존재한다. 따라서, RF 칩과 금속 쉴드 캔의 간극에서의 유전율은 공기의 유전율(공기의 유전율은 1이다)을 기준으로 한다. 만약 상기 간극을 공기가 아닌 다른 소재로 채울 경우(예, 폴리머 절연소재 등) 유전율이 증가하게 되므로(유전율 2.5), 도 1b에 도시된 바와 같이 주파수 특성이 A에서 B로 변경된다. 따라서 기존과 동일한 주파수 특성을 유지하기 위해서는 RF 칩 주변의 저항과 콘덴서의 용량을 변경시켜야 하는데 그 변경 범위가 커지면 표준 소자의 용량 범위를 벗어날 수 있다. 또한, 다수의 휴대폰 모델을 설계하기 위해 각 휴대폰 마다 매번 임피던스 매칭을 새롭게 수행해야 하기 때문에 설계의 복잡성이 증가한다. 따라서 본 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 차폐구조(100)와 같이 금속재의 차폐 커버(140)와 RF 칩(예를 들면, 소자(113)) 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되므로 기존 임피던스 설계를 변경하지 않고 유지할 수 있는 이점이 있다.
차폐 댐(120)은 차폐 구조의 측면을 이루며, 차폐 커버(140)는 차폐 구조의 상면을 이룰 수 있다.
차폐 댐(120)은 조형 시 접지 패드(114)에 접지될 수 있으며, 소자(113)와 복수의 회로 소자(117,119)를 둘러 싸도록 대략 폐루프(closed loop) 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 차폐 댐(120)은 직사각형 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 차폐 댐(120)은 3D 프린팅이 가능한 소재 토출 장치(200, 도 7 참조)를 통하여 형성할 수 있다. 이와 같은 소재 토출 장치(200)는 종래의 반도체 층을 형성하기 위한 반도체 장치보다 저가이므로 제보 비용을 절감할 수 있고, 짧은 시간 내에 차폐 댐(120)을 성형할 수 있으므로 제조 공정 상 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
차폐 댐(120)의 높이(h2)는 인쇄회로기판(110)에 실장된 소자(113)의 높이(h1)보다 높게 형성될 수 있다. 이러한 차폐 댐(120)의 높이(h2)는 소자(113)가 차폐 커버(140)에 전기적으로 접속되는 것을 방지하도록 소자(113)와 차폐 커버(140) 사이에 소정의 갭(G)을 갖도록 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
도 2는 차폐 댐의 높이가 인쇄회로기판에 실장된 무선 통신 소자의 높이보다 낮게 형성된 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2를 참조하면, 차폐 댐(120')의 높이(h3)가 인쇄회로기판(110)에 실장된 소자(113)의 높이(h1)보다 낮게 형성될 수도 있다. 차폐 댐은 높이가 높을수록 공정 상 유리하지만 차폐 댐을 높게 만드는 것은 용이하지 않다. 따라서 차폐 댐(120')의 높이를 낮게 형성하고 낮아진 차폐 댐(120')의 높이를 보상할 수 있도록 차폐 커버(140)에 단차(147')를 형성할 수 있다. 이러한 단차(147')를 통해 차폐 커버(140)로 차폐 댐(120')보다 높은 높이를 가지는 소자들을 소정 갭을 둔 상태로 덮을 수 있다. 이와 같이 차폐 댐(120')의 높이(h3)를 소자(113)의 높이(h1)보다 낮게 형성하는 경우, 공정 시간을 단축할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 차폐 커버(140)의 단차(147')를 도 1a에 도시된 차폐 커버(140)의 단차(147)보다 더 크게 형성함으로써, 소자(113)와 차폐 커버(140) 사이에 소정의 갭(G)을 갖도록 하여 소자(113)와 차폐 커버(140)가 서로 전기적으로 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
차폐 커버(140)는 단차(147')를 형성함으로써, 접착부(150)의 높이를 차폐 커버(140)의 상판(141) 높이보다 낮추고 주변 구조물의 형상을 고려하여 접착부(150)가 주변 구조물에 접촉되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 본 실시예에 따른 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조를 휴대폰(410, 도 22 참조)에 적용하는 경우, 접착부(150)의 높이를 휴대폰의 후방 커버(30)(또는 배터리 커버로 칭함)의 중앙 부분(31) 보다 낮게 형성된 에지 부분(33)에 대응하도록 낮출 수 있다. 따라서 접착부(150)가 후방 커버(30)의 내측 면에 간섭되지 않도록 디자인할 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따른 회로 소자 패키지를 각종 소형 가전기기에 적용하는 경우, 회로 소자 패키지 주변에 형성된 구조물의 형상과 조화롭게 배치될 수 있어 디자인에 대한 자유도를 향상시킬 수 있고, 휴대폰의 전체 크기를 컴팩트하게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 1a 및 도 2와 같이, 차폐 댐(120,120')을 형성함에 있어, 그 높이(h2,h3)를 소자(113)의 높이(h1)보다 높거나 낮게 형성할 수 있으므로 제작의 유연성을 부여할 수 있고 이에 따라 작업효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 본 실시예에서 차폐 댐(120,120')의 높이(h2,h3)는 소자(113)의 높이(h1)보다 높거나 낮게 형성한 예를 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 소자(113)의 높이(h1)와 동일하게 설정하는 것도 물론 가능하다.
차폐 커버(140)는 각 소자(133,117,119)와 각각 이격되어 소정 의 갭을 형성할 수 있다. 이 경우, 차폐 커버(140)의 내측에는 공기가 존재하는 절연 공간부(S)가 형성됨에 따라, 차폐 커버(140)는 공기를 절연체로 하여 각 소자들과 소정의 갭을 가질 수 있다. 이러한 절연 공간부(S)는 인쇄회로기판(110), 차폐 댐(120) 및 차폐 커버(140)에 의해 형성될 수 있다.
절연 공간부(S)에는 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117, 119)와 이들이 각각 전기적으로 접속되는 제1 접속 패드(111) 및 제2 접속 패드(112)가 위치할 수 있다.
도 3은 소자의 저면과 인쇄회로기판의 상면 사이에 언더 필(under fill) 처리된 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 각 소자(113, 117, 119) 중에서 비교적 큰 크기를 가지는 소자(예를 들면, 소자(113))를 안정적으로 고정하기 위해 소자와 인쇄회로기판 사이에 언더 필(under fill) 공정을 통해 언더 필 형성부(118)가 절연 공간부(S)에 위치할 수 있다. 이와 같이 절연 공간부(S)에는 언더 필 형성부(118) 외에 다양한 구조물이 위치할 수 있으나 어떤 구조물이라도 차폐 댐(120) 및 차폐 커버(140)는 공기를 절연체로 하여 소정의 갭을 갖도록 형성된다.
도 4는 도 1a에 도시된 차폐 커버를 나타내는 도면으로, 차폐 댐과 접촉하는 부분에 접착부가 유입될 수 있는 복수의 슬롯을 구비한 차폐 커버를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 차폐 커버(140)는 전도성 금속재로 이루어지며, 차폐 영역을 모두 커버할 수 있도록 차폐 영역에 대응하는 넓이를 가질 수 있다. 차폐 커버(140)는 소정의 두께로 이루어진 판재 형상으로 형성됨에 따라 강성을 가질 수 있어 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.
차폐 커버(140)는 상판(141)과, 상판(141)의 테두리를 따라 형성되는 안착부(143)를 포함할 수 있다.
상판(141)은 대략 평평하게 이루어지며 차폐 댐(120)에 의해 구획된 차폐 영역의 상부를 덮는다. 상판(141)은 인쇄회로기판(110), 차폐 댐(120) 및 차폐 커버(140) 사이에 형성된 절연 공간부(S)에서 열 팽창된 공기가 배출될 수 있도록 적어도 하나의 공기배출구멍(149)이 형성될 수 있다.
도 5a는 소자의 주파수 간섭을 방지하기 위해 차폐 커버에 구멍을 형성한 예를 나타내는 도면이고, 도 5b 및 5c는 소자의 높이가 차폐 커버의 높이보다 높을 경우 차폐 커버에 구멍을 형성하거나 단차를 형성한 예를 각각 나타내는 도면이다.
차폐 커버(140)는 공기 배출 외에 다른 목적을 위해 구멍이 형성될 수 있다. 즉, 도 5a를 참조하면, 소자(119a)와 차폐 커버(140) 사이에 불필요한 커패시턴스(capacitance)가 발생하여 주파수 특성이 변하는 경우를 방지하기 위해 소자(119a)(예를 들면 오실레이터(oscillator))의 위치에 대응하는 차폐 커버(140)의 상판(141) 일부분에 소정 넓이의 구멍(149a)이 형성될 수 있다.
또한, 도 5b와 같이 차폐 영역에서 사용되는 소자(119b)의 높이가 차폐 커버(140)의 상판(141) 높이 보다 더 높은 경우, 소자(119b)가 차폐 커버(140)의 상판(141)에 간섭되지 않도록 구멍(149b)을 형성할 수도 있다. 상기한 바와 같이 상기 소자(119b)이처럼 소자의 높이가 높은 경우 구멍(149b)을 형성하지 않고, 도 5c와 같이 소자(119b)의 위치에 대응하는 상판(141)의 일부분을 단차(148) 지게 형성하여 차폐 커버(140) 외측 방향으로 소정 높이만큼 돌출되도록 성형할 수도 있다. 이 경우, 단차부(148)의 내측은 소자(119b)와 공기를 절연체로 하여 소정 갭을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
안착부(143)는 차폐 댐(120)의 상부(120a)에 안착되며, 상판(141)과 소정 높이 차를 두도록 단차(147)가 형성될 수 있다. 즉, 안착부(143)는 상판(141) 보다 낮은 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이 차폐 커버(140)는 상판(141)과 안착부(143)가 단차(147)를 형성함으로써, 도 1a 및 도 2와 같이, 상판(141)의 저면(141a)과 소자(113)의 상면(113a) 사이에 소정의 갭(G)이 형성될 수 있다. 이와 같이 차폐 커버(140)는 상판(141)과 안착부(143) 간에 단차(147)를 형성함에 따라, 회로 소자 패키지(100)를 컴팩트하게 제작할 수 있다. 또한, 상기 단차(147)는 다단 절곡에 의해 형성되므로 단차가 없는 경우보다 구조적으로 안정적일 수 있다.
또한, 안착부(143)는 차폐 댐(120)의 상부(120a)에 접촉되는 제1 부분(143a)과, 제1 부분(143a)의 단부로부터 대략 하향 절곡되는 제2 부분(143b)을 포함할 수 있다. 차폐 커버(140)는 실질적으로 제1 부분(143a)에 의해 차폐 댐(120)에 안착될 수 있다. 제2 부분(143b)은 도 1a와 같이 차폐 댐(120)의 측부(120b)에 접촉될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 차폐 댐(120)의 측부(120b)로부터 소정 간격으로 이격될 수도 있다.
차폐 커버(140)는 접착부(150)에 의해 차폐 댐(120)과 전기적으로 연결된다. 전도성 재질로 이루어진 접착부(150)는 차폐 커버(140)의 안착부(143)에 도포되며, 이때 안착부(143)에 형성된 복수의 슬롯(145)으로 유입되어 차폐 댐(120)과 접촉된다. 접착부(150)는 안착부(143)에 도포 후 열 경화 처리 되면 안착부(143)와 차폐 댐(120)을 상호 간에 견고하게 접합시킬 수 있다. 이에 따라, 차폐 커버(140)는 전기적으로 차폐 댐(120)에 연결되는 것은 물론, 구조적으로도 안정적으로 차폐 댐(120)에 고정될 수 있다. 본 실시예에서 접착부(150)를 경화하는 것은 UV, IR 및 할로겐 램프를 이용한 경화, 자연 경화, 오븐 경화 등 다양한 방법을 적용할 수 있다.
한편, 안착부(143)에 형성된 복수의 슬롯(145)은 각각 안착부(143)의 제1 부분(143a)과 제2 부분(143b)에 동시에 형성될 수 있다. 즉, 제1 부분(143a)과 제2 부분(143b)이 서로 접하는 모서리부분을 포함하도록 관통 형성된다. 이 경우, 복수의 슬롯(145)은 접착부(150) 도포 시 접착부(150)가 각 슬롯(145)으로 유입될 수 있는 충분한 넓이를 확보할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 차폐 커버의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 차폐 커버(140')는 상판(141')에 공기배출구멍(149, 도 4 참조)이 형성되지 않을 수 있다. 이 경우 상판(141')에 공기배출구멍(149)이 형성된 경우보다 차폐 성능이 다소 높을 수 있다. 하지만, 상기 차폐 커버(140') 역시 회로 소자 패키지(100)의 구동에 따라 각종 소자에서 발생하는 열을 차폐 구조 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 공기배출구멍을 형성하는 것이 바람직하다.
차폐 커버(140')는 안착부(143')가 상판(141')과 단차(147')를 형성하고 있으며, 안착부(143')에 복수의 슬롯(145')이 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 슬롯(145')은 안착부(143')의 제1 부분(143a')에만 형성되고, 제2 부분(143b')에는 형성되지 않는다. 이와 같이 복수의 슬롯(145')을 안착부(143')의 제1 부분(143a')에만 형성하는 경우, 도포되는 접착부(150)가 복수의 슬롯(145')으로 원활하게 유입될 수 있을 정도의 크기로 복수의 슬롯(145')을 형성하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 소자 패키지의 제조방법을 순차적으로 설명하되, 상기 제조방법을 설명하기에 앞서 회로 소자 패키지에 형성되는 차폐 댐과 접착부를 형성하기 위한 소재 토출 장치의 구성을 먼저 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 회로 소자군용 차폐구조의 차폐 댐 및 접착부를 형성하기 위한 소재 토출 장치를 나타내는 블록도이다. 이 경우, 소재 공급 장치는 3D 프린터일 수 있다.
소재 토출 장치(200)는 구비된 노즐(216)이 1개인 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 제한되지 않고 복수의 노즐을 구비할 수도 있다. 특히, 다른 높이를 가지는 차폐 댐(120)을 형성하기 위해 토출구의 종횡비가 다른 각각 다른 노즐을 복수로 구비할 수 있다. 또한, 노즐을 1개 구비한 경우에도 노즐의 이동 속도와 소재의 토출 량을 조절하여 서로 다른 높이를 갖는 차폐 댐을 형성하는 것도 물론 가능하다.
도 7을 참조하면, 소재 토출 장치(200)는 소정량의 소재를 토출하기 위한 디스펜서(212)를 포함할 수 있다. 디스펜서(212)는 소재를 저장하기 위한 저장챔버(211)와, 저장챔버(211)로부터 공급되는 소재를 외부로 토출하기 위한 노즐(216)을 포함할 수 있다.
또한, 디스펜서(212)는 노즐(216)을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 X-Y-Z축 이동부(231)와, 노즐(216)을 시계 방향 및 반 시계 방향으로 회전하거나 회전을 멈출 수 있는 회전 구동부(219)를 포함할 수 있다. X-Y-Z축 이동부(231)는 노즐(216)을 X축, Y축, Z축으로 각각 이동시키기 위한 복수의 모터(미도시)를 구비할 수 있고, 이 스텝 모터들의 구동력을 노즐(216)로 전달하기 위해 노즐이 장착되는 노즐 장착부(미도시)에 연결된다. 회전 구동부(219)는 회전 동력을 제공하는 모터(미도시)와, 이 모터의 회전 수를 감지하여 노즐(216)의 회전 각도를 제어하기 위한 엔코더(미도시)를 포함할 수 있다. X-Y-Z축 이동부(231)와 회전 구동부(219)는 제어부(250)에 전기적으로 연결되어 있어 제어부(250)에 의해 제어된다.
소재 토출 장치(200)는 노즐(216)의 이동 경로를 사용자가 직접 입력할 수 있는 입력부(253)를 포함할 수 있다.
입력부(253)는 터치 입력이 가능한 터치 스크린으로 형성되거나 통상의 키 패드로 이루어질 수 있다. 사용자는 입력부(253)를 통해 노즐의 경로를 입력할 수 있으며 이러한 노즐 경로는 1회 입력하고, 이렇게 입력된 노즐 경로 데이터는 메모리(251)에 저장된다. 차후, 노즐 경로 데이터는 수정하는 것도 물론 가능하다. 이와 같이 입력부(253)를 통해 노즐 경로를 입력하는 과정은 하기와 같다.
먼저, 비전 카메라를 통해 작업 위치로 로딩된 인쇄회로기판 상에 표시된 적어도 2개의 레퍼런스 마크를 촬영하고, 2개의 레퍼런스 마크 간의 거리를 측정한 후, 각 레퍼런스의 영상들과 2개의 레퍼런스 마크 간의 거리 값을 메모리(251)에 저장한다. 인쇄회로기판이 직사각형일 경우, 2개의 레퍼런스 마크는 인쇄회로기판의 좌측 상단 및 우측 하단에 표시될 수 있다. 이 경우 2개의 레퍼런스 마크 간의 거리는 대략 인쇄회로기판의 대각선 방향의 직선 길이를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 작업 위치로 인쇄회로기판이 로딩되면 사용자는 입력부(253)에 구비된 전, 후, 좌, 우 이동 버튼을 통해 비전 카메라를 좌측 상단의 제1 레퍼런스 마크가 있는 위치(예를 들면, 제1 레퍼런스 마크의 중심 또는 제1 레퍼런스 마크의 일 부분을 기준으로 함)로 이동시킨 후, 입력부(253)에 구비된 저장 버튼을 누르면 제어부(250)는 미리 설정된 원점(0,0,0)으로부터 제1 레퍼런스 마크가 떨어진 거리를 산출하여 제1 레퍼런스 마크의 좌표(X1,Y1,Z1)를 구하고 이를 메모리에 저장한다. 노즐과 함께 이동하는 비전 카메라의 촬영 위치는 노즐의 중심과 일정 간격 오프셋(offset)되어 있다. 따라서 제1 레퍼런스 마크의 좌표(X1,Y1,Z1)는 제어부(250)에 의해 상기 오프셋 값까지 계산하여 산출된다. 또한, 사용자가 촬영 버튼을 누르면, 제1 레퍼런스 마크의 이미지가 메모리(251)에 저장된다.
이어서, 사용자는 입력부(253)에 구비된 전, 후, 좌, 우 이동 버튼을 통해 비전 카메라를 우측 하단의 제2 레퍼런스 마크가 있는 위치(예를 들면, 제2 레퍼런스 마크의 중심 또는 제2 레퍼런스 마크의 일 부분을 기준으로 함)로 이동시킨 후, 입력부(253)에 구비된 저장 버튼을 누르면 제어부(250)는 미리 설정된 원점(0,0,0)으로부터 제2 레퍼런스 마크가 떨어진 거리를 산출하여 제2 레퍼런스 마크의 좌표(X2,Y2,Z2)를 구하고 이를 메모리에 저장한다. 또한, 사용자가 촬영 버튼을 누르면, 제2 레퍼런스 마크의 이미지가 메모리(251)에 저장된다. 제2 레퍼런스 마크의 좌표(X2,Y2,Z2)는 전술한 제1 레퍼런스 마크의 좌표(X1,Y1,Z1)를 산출하는 과정과 마찬가지로 제어부(250)에 의해 상기 오프셋 값까지 계산하여 산출된다.
제어부(250)는 상기와 같이 검출된 제1 및 제2 레퍼런스 마크의 위치를 이용하여 2 위치 간의 간격을 산출하여 메모리(251)에 저장한다.
이어서, 사용자는 입력부(253)의 전, 후, 좌, 우 이동 버튼을 이용하여 인쇄회로기판 상에 형성할 차폐 댐의 경로를 따라 비전 카메라를 이동시키면서 비전 카메라에 의해 촬영되는 실시간 영상을 육안으로 확인해 가면서 노즐의 이동 경로 상에 위치하는 복수의 좌표를 입력한다. 해당 좌표의 입력은 비전 카메라가 노즐의 이동 경로 상의 어느 한 점에 위치하였을 때 입력부(253)에 구비된 좌표 입력 버튼을 누르면 해당 좌표가 입력된다. 이렇게 입력된 좌표는 메모리(251)에 저장된다.
상기 복수의 좌표는 하기와 같이, 노즐이 소재의 토출을 시작하는 지점의 좌표(Ap, 도 8 참조), 노즐이 토출을 마치는 지점의 좌표(차폐 댐이 폐곡선을 이루는 경우 시작 지점(Ap)과 거의 인접하게 배치될 수 있다)와, 이동 중에 노즐이 방향을 바꾸어야 하는 지점들(Bp,Cp,Dp,Ep,Fp, 도 8 참조)에 대한 각 좌표이다.
또한, 노즐의 이동 경로를 프로그래밍화하기 위해, 입력부(253)는 노즐을 지정한 좌표로 이동시키는 이동 버튼과, 노즐이 소재를 토출하면서 이동하는 명령을 내리기 위한 라인 버튼, 노즐의 이동 방향을 전환하기 위한 회전 버튼 등의 각종 명령 버튼이 구비될 수 있다. 사용자는 상기 명령 버튼들과 상기 좌표 및 회전 각도를 매칭함으로써 노즐의 이동 경로를 생성할 수 있다.
노즐의 이동 경로가 전술한 바와 같이 사용자에 의해 프로그래밍 되면, 제어부(250)는 노즐을 이동 경로를 따라 이동하면서 소재를 토출함으로써 인쇄회로기판에 자동으로 차폐 댐을 형성할 수 있다.
이와 같이 입력부(253)를 통해 입력된 노즐 경로 데이터는 메모리(251)에 저장될 수 있다. 제어부(250)는 메모리(251)에 저장된 노즐 경로 데이터에 따라 X-Y-Z축 이동부(231)와 회전 구동부(219)를 작동시켜 노즐을 미리 입력된 경로를 따라 이동시킨다. 노즐 경로 데이터는 노즐(216)을 인쇄회로기판(110)의 상면을 따라 직선 방향으로 이동하는 거리와, 노즐(216)의 회전 방향 및 각도를 포함하고 있다.
한편, 본 실시예에서는 입력부(253)를 통해 사용자가 노즐의 이동 경로를 직접 입력하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 노즐 이동 경로를 메모리(251)에 미리 저장할 수 있으며 이 경우, 제품에 따라 다양하게 형성되는 차폐 댐의 패턴에 대응하도록 각 패턴에 대응하는 다수의 노즐 이동 경로를 미리 저장할 수 있다. 또한, 상기 입력부(253)를 통해 상기 노즐의 이동 경로 이외에 캘리브레이션 정보, 노즐의 기준위치 정보, PCB 기준위치 정보, PCB 기준 높이 정보 등을 메모리(251)에 미리 저장할 수 있다.
도 8은 소재 공급 장치에 구비된 입력부를 통해 입력된 노즐의 이동 경로를 나타내는 도면이다.
노즐(216)은 상기 노즐 경로 데이터에 의해 차폐 댐을 형성하기 위한 경로를 따라 이동할 수 있으며, 구체적인 예는 도 8을 참조하여 설명한다.
노즐(216)은 시작점(A-P)에 해당하는 좌표에 세팅되고, X-Y-Z축 이동부(231)에 의해 +Y축 방향으로 A구간만큼 직선 이동한다. 노즐(216)은 A구간의 끝 지점(BP)에서 회전 구동부(219)에 의해 반 시계 방향으로 90도 회전한 후 X-Y-Z축 이동부(231)에 의해 -X축 방향으로 B구간만큼 직선 이동한다. 노즐(216)은 회전 구동부(219) 및 X-Y-Z축 이동부(231)에 의해 나머지 B, C, D, E 및 F구간을 순차적으로 직선 이동 및 회전을 반복하여 시작점(AP)까지 복귀하면 노즐(216)의 경로 이동은 완료된다.
도 9는 소재 공급 장치의 노즐을 통해 차폐 댐을 형성하기 위한 소재가 토출되는 토출구를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 노즐(216)은 X-Y-Z축 이동부(231) 및 회전 구동부(219)에 의해 이동 및 회전하면서 소재가 동시에 토출되도록 노즐(216)의 하부 측면에 제1 토출구(218a)가 형성되고, 노즐(216)의 저면에 제2 토출구(218b)가 형성된다. 제1 및 제2 토출구(218a,218b)는 서로 연통되어 있어 소재가 제1 및 제2 토출구(218a,218b)를 통해 동시에 토출될 수 있다.
이와 같이 제1 토출구(218a)는 높이(h)와 폭(w)의 비(이하, 종횡비)가 큰 차폐 댐(120)을 조형하기 위해, 차폐 댐(120)의 최종 단면과 유사한 직사각형 형상으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 제1 토출구(218a)의 종횡비(r)는 제1 토출구(218a)의 높이(h)를 제1 토출구(218a)의 폭(w)으로 나눈 값을 나타낸다. 즉, 본 실시예에서 종횡비(r)는 다음과 같은 수학식 1로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
종횡비(r) = h /w
제1 토출구(218a)의 종횡비가 클수록 차폐 댐(120)은 두께가 얇고 높이가 높은 고 종횡비(High aspect ratio) 구조로 이루질 수 있다. 여기서, 제1 토출구(218a)의 높이(h)는 차폐 댐(120)의 높이(h2, 도 1a 참조)와 차폐 댐(120')의 높이(h3, 도 2 참조)에 각각 대응하도록 설정될 수 있다.
노즐(216)은 차폐 댐(120)을 형성하기 위해 미리 설정된 경로를 따라 이동하면서 제1 및 제2 토출구(218a,218b)를 통해 접지 패드(114) 위로 동시에 토출하여 차폐 댐(120)을 형성할 수 있다.
도 10a는 도 9에 도시된 노즐을 통해 차폐 댐을 형성하기 위한 소재가 토출되는 모습을 나타내는 도면으로, 차폐 댐의 하단과 전기적으로 연결되는 접지 패드를 생략한 도면이다.
도 10a를 참조하면, 노즐(216)은 차폐 댐(120)을 형성하기 위한 경로를 따라 이동하면서, 제1 및 제2 토출구(218a,218b)를 통해 소재를 토출한다. 이때 제1 토출구(218b)의 형상에 따라 소정의 종횡비(r)를 가지는 차폐 댐(120)이 형성될 수 있다. 제1 토출구(218a)는 노즐(216) 이동 방향의 반대 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
도 10b는 단일 노즐을 이용하여 서로 다른 높이를 가지는 차폐 댐을 형성하는 상태를 나타내는 도면으로, 차폐 댐의 하단과 전기적으로 연결되는 접지 패드를 생략한 도면이다.
도 10b를 참조하면, 노즐(216)을 제1 속도로 이동하면서 제1 토출 량으로 소재를 토출하여 h2 의 높이를 가지는 제1 차폐 댐(120a)의 형성할 수 있다. 이어서 제1 토출 량으로 토출하면서 노즐(216)을 제1 속도 보다 빠른 제2 속도로 이동하여 h2 보다 낮은 h3 의 높이를 가지는 제2 차폐 댐(120b)을 형성할 수 있다. 또는 제1 토출 량보다 작은 제2 토출 량으로 소재를 토출하면서 노즐(216)을 제1 속도로 이동함으로써 h2 보다 낮은 h3 의 높이를 가지는 제2 차폐 댐(120b)을 형성할 수도 있다.
이와 같이 노즐(216)로부터 토출되는 소재의 토출 량과 노즐(216)의 이동속도를 적절히 조절함으로써 단일 노즐(216)을 이용하여 원하는 높낮이의 차폐 댐을 형성할 수 있다.
도 11은 양측의 차폐 댐의 높이가 서로 다르게 형성된 예를 나타내는 단면도이다. 도 11에 도시된 차폐 구조는 도 1a의 차폐 구조와 대부분 유사하며 단일 경로 상에 이루어진 차폐 댐의 좌측부 및 우측부의 높이가 서로 다르게 형성된 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 차폐 댐의 우측부(122)의 높이가 차폐 댐의 좌측부(121)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 이러한 차폐 댐의 좌측부 및 우측부(121,122)는 동일한 경로 상에서 형성된 것일 수 있으며, 앞서 도 10b를 참조하여 설명한 바와 같이 노즐이 경로를 따라 이동하면서 소재를 토출하는 동안 소재의 토출 량과 이동속도를 적절히 조절함으로써 구현할 수 있다.
이 경우, 차폐 커버(140'')는 차폐 댐의 좌측부 및 우측부(121,122)의 높이 차에 대응하도록 적절히 변형하는 것이 바람직하다. 즉, 도 11과 같이, 차폐 커버(140'')는 양측이 단차를 형성하여 차폐 커버(140'')의 우측이 좌측보다 높게 형성될 수 있다.
소재 토출 장치(200)는 저장 챔버(211)로부터 노즐(216)로 차폐 댐을 형성하기 위한 소재를 공급한다. 저장 챔버(211)에 저장된 소재는 저장 챔버(211)의 내측에 구비된 이송 스크류(미도시)를 통해 노즐(216) 내부로 이송된다. 이 경우, 제어부(250)는 이송 스크류의 회전 속도를 제어함에 따라 노즐(216)에서 토출되는 소재의 토출 량을 제어할 수 있다. 노즐(216)에서 토출되는 소재는 노즐이 직선 이동하는 구간뿐만 아니라 회전하는 각 지점에서도 지속적으로 토출되면서 차폐 댐을 조형할 수 있다. 본 실시예에서는 차폐 댐을 조형하기 위한 노즐 이동 경로가 폐루프(closed loop)인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 개방 루프(opened loop)로 이루어질 수도 있다. 아울러, 노즐(216)은 직선 이동은 물론이고 소정의 곡률을 갖는 곡선을 따라 이동할 수도 있다.
다시, 도 7을 참조하면, 소재 토출 장치(200)는 노즐(216)의 토출구를 세척하거나 새로운 교체하는 경우, 소재가 토출되는 노즐의 단부가 미리 설정된 세팅 위치에 정확하게 일치되지 않는 경우가 종종 발생한다. 따라서 노즐(216)을 세팅 위치로 설정할 수 있도록 노즐위치검출센서(232)를 구비한다.
노즐 위치측정센서(232)는 비전 카메라가 사용될 수 있으며 노즐(216)의 하측에 소정 간격을 두고 배치된다. 노즐의 캘리브레이션은 노즐 위치측정센서(232)에 의해 촬영된 영상을 통해 노즐의 단부 위치를 판독하여 메모리(251)에 미리 저장된 노즐 원점 값과 비교하여 차이가 발생하는 X, Y 값만큼 노즐(216)을 이동시켜 노즐의 단부를 노즐 원점에 일치시킬 수 있다. 이 경우 노즐(216)의 이동은 X-Y-Z 이동부(231)의 구동에 따라 노즐 장착부가 이동함으로써 이루어진다.
또한, 소재 토출 장치(200)는 차폐 댐을 형성하기 위한 위치로 인쇄회로기판이 로딩될 때, 인쇄회로기판이 놓여 진 X-Y 평면 상태에서 자세를 검출하여 소재 토출을 위한 노즐(216)의 시작점(Ap)을 설정할 수 있다. 이와 같이 인쇄회로기판의 로딩 후 자세를 검출하기 위해, 소재 토출 장치(200)는 PCB 기준위치측정센서(233) 및 PCB 높이측정센서(234)를 포함할 수 있다.
PCB 기준위치측정센서(233)는 PCB 로딩 정위치를 판별하는 센서로 비전 카메라가 사용될 수 있다. PCB 기준위치측정센서(233)는 차폐구조를 형성하기 위해 작업 공간에 로딩된 인쇄회로기판이 미리 설정된 위치에 있는 지 또는 미리 설정된 위치로부터 어느 정도 차가 있는 지를 검출한다.
예를 들어, 작업 위치로 인쇄회로기판이 로딩되면, 제어부(250)는 PCB 기준위치측정센서(233)를 미리 설정된 제1 레퍼런스 마크의 좌표로 이동시켜 현재 인쇄회로기판의 제1 레퍼런스 마크를 촬영한 후, 현재 촬영된 제1 레퍼런스 마크와 미리 설정된 제1 레퍼런스 마크의 모양을 비교하여 PCB 기준위치측정센서(233)가 제 위치에 있는 지 판단한다.
PCB 기준위치측정센서(233)가 제 위치에 있다고 판단되면, 제어부(250)는 현재의 제1 레퍼런스 마크의 좌표와 미리 설정된 제1 레퍼런스 마크의 좌표의 위치 차를 산출한다. 이어서, 제어부(250)는 제1 레퍼런스 마크의 좌표를 산출하는 방법과 동일하게 현재의 제2 레퍼런스 마크의 좌표와 미리 설정된 제2 레퍼런스 마크의 좌표의 위치 차를 산출한다.
제어부(250)는 상기에서 산출된 제1 및 제2 레퍼런스 마크의 좌표의 위치 차를 통해 현재 로딩된 인쇄회로기판이 X-Y 평면 상에서 Z축을 중심으로 좌 또는 우로 어느 정도 틀어져 있는 지를 측정할 수 있다.
현재 로딩된 인쇄회로기판의 틀어진 정도는 오프셋 값으로 설정되고, 제어부(250)는 앞서 입력부(253)에 의해 미리 설정된 노즐의 이동 경로에 상기 오프셋 값을 적용하여 현재 로딩된 인쇄회로기판에 적용할 수 있다.
PCB 높이측정센서(234)는 인쇄회로기판이 X-Y 평면에 대하여 Z축에 대하여 소장 각도 경사진 정도 즉, 소정 높이만큼 틀어진 정도를 측정하기 위한 것으로 레이저 센서가 사용될 수 있으며, 인쇄회로기판의 높이를 측정하기 위해 인쇄회로기판 상의 임의의 3점에 대한 높이를 측정한다. 제어부(250)는 측정된 상기 3점의 높이 값을 통해 인쇄회로기판의 상면의 높이를 산출하고 이 높이를 기준으로 노즐의 단부가 인쇄회로기판으로부터 이격되는 값(예를 들면, 수백 ㎛)을 산출할 수 있다. 이에 따라 노즐(216)이 차폐 댐 조형을 위해 인쇄회로기판 상을 따라 이동 시 노즐의 단부가 인쇄회로기판의 표면에서 일정한 높이를 유지할 수 있어 인쇄회로기판의 상면에 간섭되지 않고 원활하게 이동할 수 있다. 소재 토출 장치(200)는 노즐(216) 이동 시 PCB 높이측정센서(234)에 의해 실시간으로 인쇄회로기판의 상면에 대한 높이를 측정할 수 있다. 제어부(250)는 실시간으로 측정되는 높이 값을 메모리(251)에 미리 저장된 높이 값과 비교하여 저장된 높이 값 보다 작으면 노즐(216)이 인쇄회로기판의 상면에 간섭될 수 있으므로, 노즐(216)의 이동 멈추고 소정의 경보장치(예를 들면, 스피커 또는 비콘 라이트)를 작동시켜 작업자에게 에러 발생을 알릴 수 있다.
도 7을 참조하면, 소재 토출 장치(200)는 인쇄회로기판에 차폐 댐을 형성하기 위해 인쇄회로기판을 작업 위치로 로딩하고 차폐 댐 형성 완료 후 언로딩 하기 위한 PCB 공급 및 배출부(235)를 구비할 수 있다.
소재 토출 장치(200)는 조형된 차폐 댐(120)의 건조 시간을 단출하기위해 인쇄회로기판을 소정 온도로 상승시키기 위한 PCB 가열용 히터(236)가 구비될 수 있다.
한편, 차폐 댐(120)을 조형하기 위한 소재는 전기 전도도가 1.0E+04 S/m 이상인 전기 전도성 물질(electroconductive material)로 이루어질 수 있다. 이와 같은 전기 전동성 물질은 전기 전도성 필러(electroconductive filler)와 바인더 수지(binder resin)를 포함할 수 있다.
전기 전도성 필러로는 Ag, Cu, Ni, Al, Sn 등의 금속(metal)을 사용하거나, 카본블랙(carbon black), 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nanotube), 그라파이트(graphite)등의 전도성 카본을 사용하거나, Ag/Cu, Ag/Glass fiber, Ni/Graphite 등의 금속(Metal coated materials)을 사용하거나, 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아닐린(Polyaniline) 등의 전도성 고분자 물질을 사용할 수 있다. 또한, 전기 전도성 필러는 플래이크 타입(Flake type), 스피어 타입(Sphere type), 막대 타입(Rod type) 및 덴드라이트 타입(Dendrite type) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
바인더 수지로는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지 등을 사용할 수 있다. 차폐 댐(120)을 이루는 소재는 기타 성능 개선을 위한 첨가제(중점제, 산화방지제, 고분자 계면활성제 등) 및 용제(물, 알코올 등) 등을 추가 함유할 수도 있다.
또한, 차폐 댐(120)용 소재는 차폐 댐(120) 조형 시 높은 종횡비(r)로 형성되면서 토출 후 흘러 내리지 않고 토출된 형상을 유지할 수 있는 고점도(약 200,000 cP)를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 소재가 고점도를 가질 경우, 종횡비가 크게 형성할 수 있고, 차폐 댐의 높이를 높게 형성할 수 있다.
아울러, 고점도의 소재를 사용하게 되면 인쇄회로기판이 양면 기판인 경우 앞면에 차폐 댐을 조형 후 곧이어 뒷면에 차폐 댐을 형성하기 위해 인쇄회로기판을 뒤집어도 앞면에 조형된 차폐 댐은 흘러내리지 않고 그 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 전체적인 작업 공정을 신속하게 진행할 수 있는 이점이 있다.
도 12는 도 1a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 회로 소자군용 차폐구조의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 단면도이고, 도 13 및 도 14는 각각 접지 패턴의 다양한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12(a)를 참조하면, 인쇄회로기판(110)의 상면에 접속 패드(111,112) 및 접지 패드(114)를 패터닝한 후, 접속 패드(111,112)에 소자(113) 및 수동 소자(117,119)를 각각 전기적으로 접속하도록 접착한다.
접지 패드(114)는, 도 13과 같이, 불연속적인 은선(discontinuous hidden line) 형태로 인쇄회로기판(110)에 패터닝 될 수 있다. 접지 패드(114)는 각 소자들(113,117,119)을 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 접지 패드(114)의 내측이 차폐 영역이 될 수 있다. 도 14를 참조하면, 접지 패드(114')는 연속적으로 이어진 실선(solid line) 형태로 인쇄회로기판(110)에 패터닝될 수 있다. 이와 같이 접지 패드(114')가 실선 형태인 경우 차폐 댐(120)과의 접촉 면적이 증가함에 따라, 은선 형태보다 더 높은 전기적 안정성을 확보할 수 있다.
도 12(b)를 참조하면, 인쇄회로기판(110)의 상면에 접지 패드(114)와 접속되도록 차폐 댐(120)을 형성한다. 차폐 댐(120)은 접지 패드(114)를 따라 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)를 둘러싸도록 대략 폐루프 형태로 이루어질 수 있다. 이 경우, 차폐 댐(120)은 소자(113) 및 복수의 회로 소자(117,119)의 높이보다 높게 형성될 수 있도록 고점도(high viscosity)인 유동성 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 12(c)를 참조하면, 차폐 댐(120)의 상부(120a)에 차폐 커버(140)를 안착시킨다. 이때, 차폐 커버(140)는 상판(141)과 안착부(143) 사이에 단차(147)가 형성되어 있어, 차폐 커버(140)와 소자(113) 사이에 소정의 에어 갭을 형성할 수 있다. 또한, 차폐 커버(140)는 나머지 복수의 회로 소자(117,119)와도 각각 이격되어 소정의 갭을 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 각 소자들(113,117,119) 특히, 소자(113)가 공기를 통해 차폐 댐(120) 및 차폐 커버(140)와 절연될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 종래기술과 달리 경화된 차폐 댐(120) 내에 별도의 절연재를 충진하는 공정이 없어, 절연재로 인한 주파수 특성이 변경되는 문제를 근본적으로 없앨 수 있고, 이러한 주파수 특성이 변경됨에 따라 제품마다 RF 신호 매칭(matching)을 위한 구조를 고려할 필요가 없으므로 제조 비용 절감 및 제조 공정을 단축할 수 있다.
도 12(d)를 참조하면, 차폐 댐(120)에 안착된 차폐 커버(140)의 안착부(143)를 따라 전도성 및 전자파 차폐특성을 갖는 물질을 도포하여 접착부(150)를 형성한다. 이 경우 접착부(150)를 이루는 물질은 소정의 유동성을 가지며, 안착부(143)의 상면에 도포되는 과정에서 안착부(143)에 형성된 복수의 슬롯(145)으로 일부가 유입됨에 따라 원하지 않은 범위까지 퍼지지 않고 자리를 잡을 수 있다.
접착부(150)는 일부가 복수의 슬롯(145)으로 유입되어 차폐 댐(120)과 접촉하고, 나머지 부분은 안착부(143) 상면에 잔류하게 된다.
이에 따라 접착부(150)는 차폐 커버(140)를 차폐 댐(120)에 전기적으로 연결함으로써, 접지 영역이 차폐 댐(120)으로부터 차폐 커버(140)까지 확장될 수 있어 안정적인 접지 패스(path)를 마련할 수 있다. 또한, 경화된 접착부(150)는 차폐 커버(140)를 차폐 댐(120)에 구조적으로 견고하게 고정시킬 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조의 제조 공정과, 형성된 차폐 구조를 인쇄회로기판으로부터 제거하는 공정(Rework Process)을 각각 구체적으로 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 사시도이고, 도 16a는 차폐 커버를 인쇄회로기판에 마운팅하기 위한 마운팅 장치를 나타내는 사시도이고, 도 16b는 마운팅 장치에 구비된 릴 카트리지를 나타내는 도면이고, 도 16c는 릴 카트리지의 필름부에 간격을 두고 부착된 복수의 차폐 커버를 나타내는 도면이고, 도 17은 마운팅 장치 내부에 구비된 로봇 암(Robot arm)을 통해 차폐 커버를 차폐 댐에 안착시키는 예를 나타내는 도면이고, 도 18은 도 15를 통해 형성한 차폐 구조를 인쇄회로기판으로부터 해체 후 다시 차폐 댐을 형성하는 공정을 나타내는 사시도이다.
전처리 공정으로서 소재 토출 장치의 경로 입력부(253)를 통해 노즐 이동 경로를 입력한다. 필요한 경우 필요 시 노즐을 원점으로 세팅하고, 작업 위치로 로딩된 인쇄회로기판의 자세를 검출하여 노즐을 소재 토출을 위한 시작점으로 위치시킨다.
도 15(a)를 참조하면, 저장챔버(211a)와 노즐(216a)을 포함하는 디스펜서(D1)를 인쇄회로기판(110f)에 실장된 소자(113f)와 복수의 회로 소자(117f,119f)를 둘러싸도록 접지 패드(114f)를 따라 인쇄회로기판(110f)의 상면에 차폐 댐(120)을 형성한다. 이 경우, 차폐 댐(120f)은 소정의 종횡비를 갖는 높이로 형성될 수 있다.
도 15(b)를 참조하면, 경화된 차폐 댐(120f)의 상부에 차폐 커버(140f)를 안착시킨다. 차폐 커버(140f)는 도 4 및 도 5에 도시된 차폐 커버(140,140')와 달리 단차가 형성되지 않고 단순히 평판 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 차폐 커버(140f)는 테두리 부분을 따라 복수의 슬롯(145f)이 간격을 두고 형성될 수 있다. 복수의 슬롯(145f)은 차폐 댐(120f)의 형상에 대응하는 폐루프를 형성하도록 배열될 수 있다.
차폐 커버(140f)를 차폐 댐(120f)에 안착하는 경우, 복수의 슬롯(145f)이 차폐 댐(120f)의 상부가 노출될 수 있는 위치로 정렬하는 것이 바람직하다.
차폐 커버(140f)를 차폐 댐(120f)에 안착시키는 공정을 위해, 차폐 댐이 형성된 인쇄회로기판(110f)은 소재 토출 장치로부터 도 16a에 도시된 차폐 커버 마운팅 장치(20)로 이송된 후 진행된다.
차폐 커버 마운팅 장치(20)는 외부 일측에 릴 카트리지(21)가 장착될 수 있다. 릴 카트리지(21)는 도 16b 및 도 16c와 같이 복수의 차폐 커버(140f)가 필름부(23)의 일면에 간격을 두고 부착된 상태로 감겨있다. 이 경우 필름부(23)에는 차폐 커버(140f)를 필름부(23)에 안정적으로 부착될 수 있도록 복수의 차폐 커버(140f)를 덮는 투명 필름이 구비될 수 있다.
릴 카트리지(21)는 차폐 필름(140f)을 마운팅 장치(20) 내부로 공급한다. 차폐 필름은 필름부(23)와 함께 마운팅 장치(20) 내부로 공급되면 소정의 분리 장치에 의해 필름부(23)로부터 분리된다.
도 17을 참조하면, 필름부(23)로부터 분리된 차폐 커버(140f)는 컨베이어 벨트(30)에 의해 이송될 수 있다. 마운팅 장치(20) 내에 구비된 로봇 암(41)은 흡착 패드(43)를 통해 컨베이어 벨트(30)에 실려있는 차폐 커버(140f)를 진공 흡착하여 차폐 댐(120f)의 상측으로 이동시킨 후 차폐 댐(120f)의 상부에 안착시킨다. 여기서 컨베이어 벨트(30)는 일예에 지나지 않으며 차폐 커버(140f)를 이송하기 위한 통상의 수단으로 대체할 수 있다.
도 15(c)를 참조하면, 마운팅 장치(20) 내에는 접착부(150f)를 형성하기 위해 접착부(150f)를 이루는 유동성 소재가 장입된 저장챔버(260)와, 상기 유동성 소재를 차폐 커버의 상면으로 토출(바람직하게는 슬롯(145f)을 향해 토출)하는 노즐(261)을 포함하는 별도의 디스펜서(D2)를 구비할 수 있다.
상기 준비된 디스펜서(D2)를 차폐 커버(140f)에 형성된 복수의 슬롯(145f)을 따라 차폐 커버(140f)의 상면에 접착부(150f)를 형성한다. 이 경우, 접착부(120f)는 유동성을 가지므로 도포되는 중에 소재 중 일부가 각 슬롯(145f)으로 유입되어 슬롯(145f)을 채우고 소재 중 나머지는 차폐 커버(140f)의 상면에 형성된다.
도 15(d)를 참조하면, 복수의 슬롯(145f)을 따라 토출된 접착부(150f)는 경화 처리를 거쳐 소정 경도를 갖도록 경화된다. 이와 같이 형성된 접착부(150f)는 차폐 댐(120f)와 차폐 커버(140f)를 전기적으로 연결하여 접지 영역을 차폐 댐(120f)으로부터 차폐 커버(140f)까지 넓힐 수 있다.
한편, 상술한 차폐 구조 형성 공정에서, 접착부(150f)가 차폐 커버(140f)의 상면에 토출되도록 하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 차폐 커버(140f)를 차폐 댐(120f)에 안착하기 전에 접착부(150f)를 차폐 댐(120f)의 상부를 따라 토출한 후, 차폐 커버(140f)를 경화되기 전의 접착부(150f)에 소정 압력으로 누르면서 안착시킨다. 이 상태에서 접착부(150f)를 경화 처리할 수 있다. 이러한 공정을 거치는 경우, 차폐 커버(140f)는 복수의 슬롯(145f)을 별도로 형성할 필요가 없다.
한편, 차폐 구조를 제거하는 과정은 차폐 구조를 형성하는 과정의 대략 역순으로 진행될 수 있다.
도 18(a)를 참조하면, 소정의 도구 예를 들면, 핀셋(300)을 이용하여 접착부(150f)를 차폐 커버(140f)로부터 떼어 낸다. 이 경우, 복수의 슬롯(145f)에 존재하는 접착부(150f)까지 떼어 내는 것이 바람직하다.
도 18(b)를 참조하면, 차폐 커버(140f)로부터 접착부(150f)를 떼어 낸 후 차폐 커버(140f)를 차폐 댐(120f)로부터 분리한다. 이어서, 핀셋(300)을 이용하여 접착부(150f)를 떼어낸 방법과 동일한 방법으로 차폐 댐(120f)을 인쇄회로기판(110)으로부터 떼어 낸다.
도 18(c)를 참조하면, 차폐 댐(120f)을 완전히 떼어내지 못한 인쇄회로기판(110f)의 상면에는 차폐 댐(120f)의 일부를 이루고 있던 잔류물이 부착된 상태로 남을 수 있다. 이 경우, 소정의 도구 예를 들면 주걱(310)을 이용하여 잔류물을 인쇄회로기판(110f)의 상면으로부터 긁어 내 인쇄회로기판(110f)으로부터 손쉽게 제거할 수 있다.
도 18(d)를 참조하면, 차폐 구조가 제거된 상태에서는 디스펜서(D1)를 이용하여 접지 패드(114f)를 따라 다시 차폐 댐(120f)을 형성할 수 있다. 이어서 전술한 도 15(b) 내지 도 15(d)의 공정을 순차적으로 진행하여 새로운 차폐 구조를 형성할 수 있다.
이와 같이 3D 프린팅을 통해 차폐 댐(120f)과 접착부(150f)를 형성하는 경우, 이미 형성된 차폐 구조를 손쉽게 제거할 수 있고, 소자(113f) 및 복수의 회로 소자(117f,119f)의 재사용이 가능하다.
도 19는 테이프 형태로 이루어진 차폐 커버가 차폐 댐에 부착된 예를 나타내는 평면도이고, 도 20은 도 19에 표시된 X-X 선을 따라 나타낸 단면도이고, 도 21은 테이프 형태의 차폐 커버가 차폐 댐에 안착된 상태에서 접착부가 도포된 예를 나타내는 단면도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 차폐 커버(340)는 금속 판재가 아닌 전도성 테이프의 형태로 제공될 수도 있다. 이 경우, 차폐 커버(340)는 테두리를 따라 차폐 댐(320)의 상부(320a)에 안착되는 복수의 안착부(343)가 형성될 수 있다. 이 경우, 인접한 안착부들(342) 사이에는 공간(345)이 마련됨에 따라, 접착부(350, 도 21 참조)를 안착부(343)의 상면을 따라 도포 시 접착부(350)가 차폐 댐(320)의 상부(320a)에도 도포될 수 있다.
도 20을 참조하면, 차폐 커버(340)는 차폐 층(341)과, 차폐 층(341)의 저면에 형성된 접착 층(342)을 포함할 수 있다.
이와 같이 차폐 커버(340)가 차폐 테이프 형태로 이루어진 경우, 금속 판재로 이루어진 차폐 커버에 비해 강성이 매우 낮기 때문에 소정의 형태(예를 들면, 평판 형태)를 유지하기가 어렵다.
따라서, 차폐 커버(340)는 두께가 얇으면서 차폐 커버(347)의 형태를 어느 정도 유지할 수 있도록 종이나 필름 형태로 이루어진 형상 유지층(347)을 포함하는 것이 바람직하다. 형상 유지층(347)은 접착 층(342)의 일면에 박리 가능한 상태로 부착될 수 있다.
차폐 커버(340)는 접착부(350)를 형성하기 전에, 도 20과 같이 접착층(342)을 통해 차폐 댐(320)의 상부에 임시 부착시킨다. 이 상태에서 차폐 댐(320)의 형성 경로를 따라 차폐 커버(340)의 상면에 접착부(350)를 도포하면, 도 21과 같이 차폐 커버(340)가 차폐 댐(320)과 전기적으로 연결될 뿐만 아니라, 차폐 커버(340)가 구조적으로 차폐 댐(320)에 견고하게 고정될 수 있다. 이 경우, 차폐 댐(320)은 접지 패드(314) 상에 소정 종횡비를 갖도록 형성될 수 있다.
도 21을 참조하면, 소자(313) 및 복수의 회로 소자(317,319)는 절연 공간부(S)에 의해 공기를 절연체로 하여 차폐 댐(320) 및 차폐 커버(340)와 소정의 갭을 갖는 상태로 차폐될 수 있다.본 발명에 따른 회로 소자 패키지는 다양한 종류의 도 22 내지 도 26에 도시된 소형 가전기기에 적용될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 회로 소자 패키지는 도 22에 도시된 휴대 전화(410)의 인쇄회로기판 상에 구현될 수 있고, 도 23a에 도시된 밴드형 단말기(420)에 구비된 인쇄회로기판 상에 구현될 수 있다. 밴드형 단말기(420)는 도 23b와 같이 소정의 곡률로 형성된 인쇄회로기판(110')을 구비할 수 있다. 이 경우 인쇄회로기판(110') 상에 차폐 댐(120c)을 구현하기 위해, 노즐(216')은 인쇄회로기판(110')의 곡률을 고려하여 인쇄회로기판(110')의 상면(110a')과 동일한 간격을 유지하면서 이동된다. 이를 위해 제어부(250)는 PCB 높이측정센서(234)에 의해 인쇄회로기판(110')의 상면(110a')의 높이를 실시간으로 측정하면서 노즐(216')의 높이를 조절하면서 노즐(216')을 이동시킨다. 이에 따라 노즐(216')의 토출구(218')로부터 토출되는 소재는 인쇄회로기판(110')의 곡률을 따라 원하는 높이로 조형될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 회로 소자 패키지는 도 24에 도시된 AP(access point)(430)와 같은 통신 장비나, 도 25에 도시된 태블릿 PC(440) 및 도 26에 도시된 휴대용 디지털 카메라(450)에 각각 구비된 인쇄회로기판 상에 구현될 수 있다.
도 27은 인쇄회로기판에 형성된 접지 패드의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
전술한 실시예들에서 설명된 접지 패드는 설명의 편의 상 인쇄회로기판의 표면으로 돌출된 것으로 설명하지만, 이에 한정되지 않고 도 27과 같이 접지 패드(114'')가 인쇄회로기판(110'')의 표면으로부터 돌출되지 않고 접지 패드(114'')의 상면이 인쇄회로기판(110'')의 표면과 대략 일치하도록 형성되는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 접지 패드(114'')는 인쇄회로기판(110'')의 내측에 형성된 접지층(115'')과 일체로 형성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조
110: 인쇄회로기판
120: 차폐 댐
140: 차폐 커버
150: 접착부
200: 소재 공급 장치

Claims (20)

  1. 인쇄회로기판 상에 실장된 적어도 하나의 소자;
    상기 소자를 둘러싸는 차폐 댐; 및
    상기 차폐 댐의 상부에 전기적으로 접속되고, 상기 소자와 갭을 유지하면서 상기 소자를 덮는 차폐 커버;를 포함하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 일부분에 단차가 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐에 인접한 부분에 상기 단차가 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 에지부를 따라 상기 단차가 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 차폐 댐의 높이는 상기 소자의 높이보다 낮은, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 차폐 댐 및 상기 차폐 커버는 전도성 접착부를 통해 서로 전기적으로 연결되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 상기 접착부가 유입되는 복수의 슬롯이 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐의 상부 및 측면에 각각 접촉하는 제1 부분과, 제1 부분의 단부로부터 절곡된 제2 부분을 포함하는 복수의 안착부가 형성되고,
    상기 복수의 슬롯은 상기 각 안착부에 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 슬롯은 상기 제1 부분을 관통하거나, 상기 제1 및 제2 부분을 동시에 관통하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버 사이에 위치하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 전도성 금속재로 이루어지는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 커버는,
    상기 차폐 댐에 부착되는 전도성 테이프; 및
    상기 전도성 테이프의 형상을 유지하기 위한 형상 유지층;을 포함하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 커버는 적어도 하나의 공기배출구멍이 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 댐은 전도성 재질로 이루어지며, 상기 인쇄회로기판에 형성된 접지 패드에 접속되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차폐 댐은 상기 인쇄회로기판에 형성된 접지 패드에 연속 또는 불연속 적으로 접속되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 댐은 3D 프린팅에 의해 형성되고, 상기 차폐 댐의 단면은 폭보다 높이가 큰 종횡비를 가지는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  17. 인쇄회로기판 상에 실장된 적어도 하나의 소자;
    상기 소자를 둘러싸는 차폐 댐;
    상기 소자의 상측으로 이격 배치되며 상기 소자를 덮는 차폐 커버; 및
    상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버를 상호 전기적으로 연결하는 접착부;를 포함하며,
    상기 차폐 커버는 상기 차폐 댐에 접촉하는 부분이 나머지 부분보다 더 낮은 위치에 있도록 단차가 형성되는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조.
  18. 이종의 회로 소자군이 실장된 인쇄회로기판을 작업 위치로 로딩하는 단계;
    상기 로딩된 인쇄회로기판에 대하여 노즐의 위치를 캘리브레이션(calibration)하는 단계;
    노즐로부터 소재를 토출하여 상기 인쇄회로기판 상에 차폐 댐을 형성하는 단계;
    이종의 회로 소자군을 덮도록 상기 차폐 댐의 상부에 차폐 커버를 안착시키는 단계; 및
    상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버를 전기적으로 연결하는 접착부를 형성하는 단계;를 포함하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 캘리브레이션하는 단계는,
    상기 인쇄회로기판이 X-Y 평면 상에서 미리 설정된 제작 위치에 대하여 시계 방향 또는 반 시계 방향으로의 틀어진 정도를 검출하여 노즐의 토출 시작 위치를 설정하는 단계; 및
    상기 인쇄회로기판이 X-Y 평면 상에서 Z축 방향으로의 틀어진 정도를 검출하여 인쇄회로기판의 표면과 노즐 단부 간의 간격을 설정하는 단계;를 포함하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조의 제조방법.
  20. 상기 접착부 형성하는 단계 후, 상기 접착부를 상기 차폐 댐과 상기 차폐 커버로부터 제거하는 단계;
    상기 차폐 커버를 상기 차폐 댐으로부터 분리하는 단계;
    상기 차폐 댐을 상기 인쇄회로기판으로부터 제거하는 단계;
    상기 인쇄회로기판 상에 부착된 차폐 댐의 잔류 부분을 제거하는 단계; 및
    상기 제18항에 기재된 각 단계를 순차적으로 수행하여 회로 소자 패키지를 제작하는 단계;를 더 포함하는, 이종 회로 소자군용 중공 차폐구조의 제조방법.
KR1020160108435A 2016-05-04 2016-08-25 이종의 회로 소자군용 중공 차폐구조 및 그 제조방법 KR102481868B1 (ko)

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