WO2014038859A1

WO2014038859A1 - 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔

Info

Publication number: WO2014038859A1
Application number: PCT/KR2013/008003
Authority: WO
Inventors: 송민화; 박승원
Original assignee: (주)한비메탈텍
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2014-03-13
Also published as: KR101217708B1

Abstract

본 발명은 롤 공급 금속판재를 이용하여 프레스 가공방식으로 쉴드캔을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔에 관한 것이다. 본 발명은 기존에 쉴드캔과 같이 일부에서 타공이 이루어져야 하는 전자부품에 대하여 프로그레시브 프레스 방식을 적용하는데 있어서 이송시 발생하는 지속적인 누적오차로 인하여 적용이 어려웠던 문제점을 해결하기 위하여 프레스 적용 이전에 피어싱 공정을 통한 피치홀을 생성하고 상기 피치홀의 간격으로 금속판재를 이송시켜 일정간격으로 금속판재가 이송되는 동시에 각 피치홀마다 프레스에 의한 타공위치를 초기화시킬 수 있어 오차가 누적되는 것을 방지함으로써, 프로그레시브 프레스 방식의 적용시에도 제품 수율과 품질을 극히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔

본 발명은 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔에 관한 것으로, 더욱 상세히는 롤 공급 금속판재를 이용하여 프레스 가공방식으로 쉴드캔을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔에 관한 것이다.

이동통신 기술의 발전에 따라 모바일 기기는 점차 소형화되고 고집적화되고 있으며, 이와 같은 모바일 기기의 기술 발전을 지원하기 위하여 모바일 기기에 집적되는 각종 소자의 크기 역시 정밀화되고 있다.

상기 모바일 기기는 현재 이동 통신기술 및 모바일 기기의 내부 알고리즘 처리를 지원하는 다양한 기능부가 하나의 기기에 집적되고 있으며, 이에 따라 각 기능부에서 통신 또는 알고리즘 처리를 위해 발생하는 주파수 및 전류의 상호 간섭에 의한 이상이 발생하지 않도록 각 기능부를 상호 격리시키기 위한 기술이 요구된다.

현재 이러한 각종 기능부를 격리시키기 위하여 전자파를 흡수, 반사 혹은 차단하는 금속 쉴드캔을 이용하여 특정 기능부에 포함된 소자를 보호하도록 하고 있다.

한편, 이러한 쉴드 캔 역시 상기 모바일 기기의 소형화와 더불어 더욱 컴팩트하게 제조되는 공정이 요구되며, 기능부에 구성된 소자의 배치 및 크기 구성에 따라 쉴드 캔의 모양이 상이해진다.

다시 말해, 현재 모바일 기기는 소자의 최대높이까지 두께 및 너비를 소형화시키고 있으며, 이에 따라 상기 금속 쉴드캔이 그 내부에 조밀하게 집적된 소자와 접촉하는 경우도 발생한다. 금속 쉴드캔이 내부 소자와 접촉할 경우 전기적 단락이 발생하거나 유도 현상에 의해 파손이나 오동작을 유발할 수 있으므로 가급적 내부 소자와의 접촉을 방지해야 하므로 접촉이 예상되는 부분은 별도의 절연성 도장, 스티커, 절연체 도포 등의 추가적인 방식을 통해 절연성을 유지하고 있다.

현재, 이러한 쉴드캔을 동일한 모양으로 반복하여 대량생산 하기 위하여 현재 이용되고 있는 방식은 금형을 이용한 프레스 방식이다.

즉, 얇고 기다란 철판을 롤로 감아 프로그래시브 금형에 위치시키고 피더의 이송에 의해 금형 안으로 진입시키면 프레스가 상하운동을 하면서 일정한 모양으로 제품을 접고 따내고 구멍을 뚫어 상기 쉴드캔의 형상을 완성하게 된다. 그런 다음 이렇게 타공된 상기 쉴드캔의 형상에 일정한 형태의 절연층을 형성하기 위하여 별도의 도장 혹은 도포 과정을 거치거나, 절연 테이프를 부품에 수작업으로 붙이거나 맞춤형 지그를 장착한 기계를 이용하여 부착하여 최종적인 쉴드캔을 완성하게 된다.

그러나, 이러한 방식은 프레스 가공 후 절연층을 제작하는 과정이 번거로울 뿐만 아니라 수율이 낮아 비용 상승과 불량의 원인이 된다.

이를 개선하기 위하여, 미리 절연층이 형성된 금속 스트립을 롤로 감아 피더를 통해 상기 금형에 이송시키는 프레스 가공 방식을 적용하고자 하는 시도가 있었으나 쉴드 캔의 경우 기판에 솔더링되는 면은 절연층이 형성되지 않도록 해야 되기 때문에 일정 간격의 피치로 형성되는 제품마다 솔더링될 부위의 절연층을 미리 제거하여야 한다.

이렇게 절연층을 미리 제거하여 솔더링 영역을 확보한다는 것은 자연적으로 물리적 결합을 위한 금속층을 확보함과 아울러 쉴드 캔 내부의 전자 부품에서 발생되는 각종 전자파 노이즈를 제거하고 외부 전자파의 내부 침입(EMI/EMC)을 감소시키는 접지부를 확보하는 것을 의미한다.

이렇게 일부 절연층이 제거된 금속 스트립을 피더가 동일한 피치로 이송하여 상기 솔더링 부위가 형성될 위치를 고려하여 정확히 타공되도록 높은 정밀도로 금형 작업이 이루어져야 하지만 솔더링이 가능한 금속을 재질로 하는 금속 스트립의 경우 온도에 따른 팽창과 수축 및 기계적 한계에 의해 이송시 공차가 발생하며 상기 절연층이 일부 제거된 금속 스트립의 길이가 길수록 상기 공차가 누적되므로 프로그래시브 프레싱 과정에서 절연층이 제거된 위치와 프레스 작업이 실시되는 위치가 정확하게 일치되지 않으므로 불량품 발생 빈도가 증가하여 현실적으로 제작이 불가능한 상황이다. 특히, 롤을 통한 금속 판재는 수백m에서 수km에 이르는 엄청난 길이로 지속 공급되기 때문에 약간의 오차라도 누적될 경우 치명적인 손실로 이어지게 된다.

한편, 롤 공급이 아닌 단위 판재를 기준으로 교체 작업하여 누적 공차가 발생하지 않도록 하는 방법이 있으나 이 경우 판재의 교체를 위해 수작업이 요구되거나 대형 피더 장비가 요구되어 비용이 높아지며 수율도 낮아지게 되므로 경제성이 취약하여 양산용으로 적용하기는 어려운 실정이다.

즉, 정밀성, 신뢰성, 양산성이 생명인 전자부품 분야에서 필름이나 도장, 도금이 전자부품의 전체를 다 구성하는 것이 아니고 일정한 부분에서 일정한 형태로 제거되어야 하는 쉴드캔의 제조에 있어 신뢰성 있는 양산이 가능한 새로운 방안이 요구되고 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) 한국등록특허 제0729708호

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 롤 형상으로 감아 준비한 절연층을 구비한 금속 판재를 연속적으로 제공받으면서 개별 쉴드캔의 솔더링 영역을 박피하고, 해당 박피 영역에 맞추어 프로그래시브 프레싱을 실시하면서도 오차가 누적되지 않도록 하여 정밀한 규격에 따르면서 내부가 절연되는 쉴드캔을 낮은 비용으로 양산할 수 있도록 함으로써 절연층 형성을 위해 요구되는 추가 공정을 생략하면서도 제품 수율과 품질은 향상시키고 비용은 크게 줄일 수 있도록 한 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연속으로 공급되는 금속 판재를 레이저 가공하는 것으로 솔더링 영역을 박피하면서 노출되는 금속에 대한 표면 개질도 동시에 실시하도록 함으로써 제조되는 쉴드캔에 대한 솔더링 품질까지도 개선함으로써 전기적 특성을 더 개선할 수 있도록 한 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법 및 이를 통해 제조된 쉴드캔을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법은 절연층이 형성된 금속판재를 롤로부터 공급받아 상기 금속판재를 피어싱하여 길이방향으로 프레스 과정에서 실시될 피치홀 피어싱을 미리 실시하는 제 1단계와, 상기 제 1단계를 거친 금속판재를 피치홀을 기준으로 레이저 가공하여 소정의 솔더링 부위에 대응되는 절연층을 제거하며 노출되는 금속부위의 표면을 개질하는 제 2단계와, 상기 제 2단계를 통해 가공된 금속판재를 상기 피치홀의 위치를 기준으로 프로그래시브 프레싱하는 제 3단계와, 상기 제 3단계의 수행을 위해 상기 피치홀에 파일럿 핀이 삽입되면서 위치를 설정하여 상기 금속판재를 이송하되, 매 이송 시 상기 피치홀과 파일럿 핀의 결합에 의해 공차를 초기화하는 이송 단계를 포함한다.

이때, 상기 제 2단계는 각 피치홀의 감지를 통해 상기 피치홀을 기준으로 레이저 가공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제 2단계는 레이저 가공을 통해 상기 솔더링 부위의 절연층을 제거하면서 기 설정된 방향으로 노출되는 금속면에 일정한 홈을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

더하여, 상기 이송단계는 외주면에 상기 파일럿 핀이 구성된 핀 롤러를 이용하여 상기 금속판재를 이송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그밖에, 상기 이송단계는 상기 금속판재가 백레쉬되지 않도록 이송 후 상기 금속판재를 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1단계 내지 제3단계는 단일 공정 스탭에서 모두 실시되는 것을 특징으로 할 수 있다.

더하여, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계는 구분된 프로세스로 분리되어 수행될 수 있으며, 상기 제 1 단계 이외의 각 프로세스의 기준은 상기 제 1 단계에서 피어싱된 피치홀이 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이외에도, 상기 제 1 단계는 상기 파일럿 핀이 회전을 통해 삽입될 수 있도록 기설정된 피치홀의 직경을 기 설정된 정도로 확장하여 피어싱하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그밖에, 상기 제 2단계는 상기 솔더링 부위 외에 접지부 영역이나 내부 칸막이 구간 용접을 위한 금속 영역을 노출시키기 위해 실시되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 절연층이 코팅된 금속판을 롤을 통해 공급하여 프레스 방식으로 생산한 쉴드캔은, 전자부품이 내부에 절연을 유지하며 위치할 수 있도록 내부면에 절연층이 형성되며 기판에 솔더링될 수 있는 절곡된 종단부를 가진 캔 형태의 본체와, 상기 본체의 내부면 중 절곡된 종단부 중 레이저 가공을 통해 상기 절연층이 제거되면서 솔더의 접합이 용이하도록 개질된 금속 표면이 노출된 솔더링부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 개질된 표면은 상기 솔더링부가 배치되는 기판면에 수직한 홈이 다수 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 기존에 쉴드캔과 같이 일부에서 타공이 이루어져야 하는 전자부품에 대하여 프로그레시브 프레스 방식을 적용하는데 있어서 이송시 발생하는 지속적인 누적오차로 인하여 적용이 어려웠던 문제점을 해결하기 위하여 프레스 적용 이전에 피어싱 공정을 통한 피치홀을 생성하고 상기 피치홀의 간격으로 금속판재를 이송시켜 일정간격으로 금속판재가 이송되는 동시에 각 피치홀마다 프레스에 의한 타공위치를 초기화시킬 수 있어 오차가 누적되는 것을 방지함으로써, 프로그레시브 프레스 방식의 적용시에도 제품 수율과 품질을 극히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고유의 쉴드캔 제조 방식을 통해 제조 설비를 자동화할 수 있으며, 이에 따른 생산성 증가와 원가 절감에 따른 비용 절감을 도모하는 동시에 기존 대량 생산 설비 적용시 문제시되었던 공차 누적에 따른 정밀도 저하를 개선하여 솔더링 부위를 고려한 정확한 프레스 공정이 이루어질 수 있도록 함으로써 쉴드캔과 같이 정밀하고 복잡한 구성의 구조물에 대해서도 신뢰성 있는 제품을 대량생산할 수 있는 효과가 있다.

더하여, 본 발명은 쉴드캔 제조 공정에서 레이저를 통해 쉴드캔 중 솔더링되는 영역에 기판과 수직한 홈을 형성함으로써, 모세관 현상을 통한 솔더와 쉴드캔의 응집력을 강화하여 기판과 넓은 범위로 결합되어야 하는 쉴드캔이 기판에 물리적 및 전기적으로 견고하게 연결되어 제품 신뢰성 및 안정성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 공정에 대한 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피치홀을 이용한 금속판재의 이송제어에 대한 개념도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 공정을 통해 가공된 금속판재의 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 공정을 통해 가공된 금속판재의 평면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 제조 방법을 통해 생성된 쉴드캔의 기판에 대한 결합형태를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쉴드캔 제조 방법에 대한 순서도.

본 발명은 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법에 관한 것으로서, 이하 본 발명의 실시예를 도면을 참고로 상세히 설명한다.

본 실시예에서는 전자파 차단, 흡수, 차폐 기능을 수행하는 전자부품인 쉴드 캔에 관하여 설명하지만 이는 다양한 금속 가공 전자 부품을 포괄할 수 있다. 따라서, 본 발명은 발명의 기술적 구성 요지에 따라 내부적으로 절연성을 가지며 프레스 가공이 필요할 뿐만 아니라 전기적 접속부분의 절연부가 일부 오픈되어야 하는 금속판 가공 부품에 다양하게 적용될 수 있으며, 이러한 다양한 금속판 가공 부품은 물리적 특성 상 쉴드의 기능을 포함하게 되므로 본 발명이 적용될 수 있는 다양한 금속판재 가공부를 포함하는 전자부품을 포괄적 의미로 쉴드캔이라 칭하도록 한다.

우선 도 1은 본 발명에 따른 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법이 적용되는 쉴드캔 제조 시스템의 구성에 대한 실시예를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 쉴드캔의 소재가 되는 금속판재(1)가 수십m~수km 길이가 되도록 롤(3)에 감겨진 상태로 적용되며, 이렇게 롤(3)을 통해 금속판재(1)를 연속적으로 제공 받아 해당 금속판재(1)에 피어싱부(100)를 통한 피어싱 공정, 레이저부(200)를 통한 레이저 공정 및 프레스부(300)를 통한 프레스 공정을 순차 수행하는 것으로 지속적으로 제공되는 금속판재(1)로부터 최종 가공물인 쉴드캔을 양산할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 피어싱 공정, 레이저 공정 및 프레스 공정은 하나의 프로세스로 순차수행할 수도 있지만, 레이저 공정에 의한 레이저 박피와 프레스 공정에 의한 프로그레스 프레싱을 동일 라인상에서 병행할 경우 프레스의 진동이 심하여 문제가 발생할 수도 있고 레이저 가공 속도와 프레싱 타발 속도가 많이 차이남으로 인해 불가피하게 각 공정을 분리하여 수행할 수도 있다. 이렇게 분리하더라도 상기 피어싱 공정을 통해 피치홀이 피어싱되고 상기 레이저 공정과 프레스 공정은 상기 피치홀을 기준으로 실시되므로 각 공정을 분리하더라도 공정오차에 대한 문제는 발생하지 않는다.

한편, 상기 롤(3)을 통해 공급되는 금속판재(1)는 절연층이 일면에 형성된 금속판으로서, 상기 금속판에 형성된 절연층은 절연 필름의 라미네이팅이나 접착 또는 압착, 절연체 도포나 도장, 절연체의 화학적 형성, 절연체 도금 등과 같이 일반적으로 알려져 있는 다양한 방식을 통해 형성될 수 있다.

이와 같은 절연층이 형성된 금속판재(1)를 롤(3)로부터 인출하여 쉴드캔 제조 시스템에 공급하면, 우선 상기 피어싱 공정을 위한 피어싱부(100)가 롤(3)로부터 제공되는 상기 금속판재(1)의 상하부 여유 공간에 소정의 피치로 피어싱을 실시하여 다수의 피치홀(2)을 형성한다. 이에 따라, 상기 피어싱 공정을 거친 상기 금속판재(A)에는 상기 피치홀(2) 간의 간격이 1 피치가 되는 다수의 피치홀이 형성된다.

일반적으로 절연층이 형성되지 않은 금속판 만을 이용한 쉴드캔 프레스 시스템의 경우 프로그래시브 프레싱을 위한 도면을 근거로, 프레스 공정의 일부로 피치홀을 타공하게 되는데, 도시된 실시예에서는 프레스 공정에 사용되는 도면 상에 제시된 피치홀 위치를 우선 추출한 후 이를 프레스부(300)가 아닌 피어싱부(100)에 적용하여 피어싱(2)을 최우선 실시하도록 한다.

이후, 상기 피어싱 공정을 거친 금속판재(A)는 상기 레이저 공정을 위한 레이저부(200)로 공급되며, 상기 레이저부(200)는 상기 금속판재(1)를 상기 미리 형성된 피치홀을 기준으로 레이저 가공하여 단말기의 기판에 솔더링되는 상기 쉴드캔의 솔더링 영역이 될 부분의 절연층을 박피하여 제거한다.

이에 따라, 상기 레이저 공정을 거친 금속판재(B)에는 절연층이 제거된 소정의 솔더링 영역이 형성된다.

이때, 상기 솔더링 영역 뿐만 아니라 쉴드캔 내부의 전자부품에서 발생하는 각종 전자파노이즈가 유출되는 것을 방지하기 위한 접지부와, 쉴드캔 내부에 칸막이가 구성될 경우 상기 칸막이를 용접하기 위한 용접 영역을 상기 쉴드캔에 구성하기 위하여, 상기 레이저부(200)는 금속판재에서 접지부와 용접 영역에 대응되는 영역에 대해서도 상기 레이저 공정을 통해 박피하여 절연층을 제거할 수 있다. 이를 통해, 절연층이 제거된 접지부의 솔더가 용이해지며, 절연층이 제거된 용접영역의 금속층에 용이하게 칸막이를 용접할 수 있다.

이와 같은 접지부 및 칸막이의 구성은 차폐의 효율을 높일 수 있으며, 상기 접지부와 용접영역은 전자부품의 배치를 고려한 상기 쉴드캔의 임의 영역에 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 레이저 공정을 거친 금속판재(B)는 상기 프레스 공정을 위한 프레스부(300)로 공급되며, 상기 프레스부(300)는 상기 솔더링 영역을 고려하여 소정의 쉴드캔 형상에 대응되도록 상기 금속판재(1)의 소정 부위를 순차적으로 타공하고 절곡하여 쉴드캔을 제조하게 된다.

여기서, 상기 프레스부(300)는 쉴드캔 형상의 레이아웃에 대응하는 금형이 기설치되어 소정의 쉴드캔 형상에 대응되도록 상기 금속판재(1)를 1회 혹은 수회 타공하게 되는데, 이에 따라, 상기 프레스 공정을 거친 금속판재(C)에는 쉴드캔 형상의 레이아웃에 대응하는 형상이 형성된다. 전통적인 프로그래시브 프레싱의 경우 피치홀을 포함하는 쉴드캔 레이아웃에 대한 도면을 기준으로 타공 작업이 이루어지게 되며, 이러한 프레스 공정 중에 피치홀이 피어싱되어 형성되지만, 도시된 본 발명의 실시예의 경우 애초에 피치홀에 대한 피어싱을 프레스 과정이 아닌 레이저 박피 공정보다도 더 이전에 미리 수행하도록 하여 레이저부(200)의 박피 공정 기준을 제공하도록 했기 때문에 프레스 금형에서 해당 피치홀에 대응하는 피어싱 금형은 제거하도록 한다.

대신, 이렇게 미리 형성된 피치홀이 레이저부(200) 뿐만 아니라 프레스부(300)의 프로그래시브 프레스 과정에서도 물리적 기준으로 이용되도록, 상기 피치홀을 피어싱하는 대신 파일럿 핀이 해당 피치홀에 적용되어 물리적 이송을 담당하도록 함으로써 프로그래시브 프레싱의 각 단계별 위치가 매번 파일럿 핀의 가이드에 의해 피치홀을 기준으로 초기화된다. 즉, 금속판재(1)의 표면적이나 위치 등이 온도나 공정에 의해 가변적으로 변화된다 하더라도 레이아웃의 기준이 정밀하게 일치해야 하는 절연층의 레이저 박피와 프로그래시브 프레싱의 각 단계별 프레스 작업이 모두 피치홀을 기준으로 이루어지므로 공정 중 발생할 수 있는 공차는 개별 단위 쉴드캔 영역에 불과할 뿐, 이러한 오차가 누적되지 않게 된다.

이러한 방식을 통해 수십m~수km에 달하는 금속판재(1)의 연속 공급에 대해서 정밀도를 유지하는 쉴드캔 제조가 가능하며, 이러한 양산 쉴드캔은 부품이 닿을 수 있는 내부가 절연층으로 절연되면서도 기판에 솔더링될 영역의 경우 솔더링을 방해하는 절연층이 정밀하게 제거된 고품질 쉴드캔을 높은 수율과 낮은 비용으로 제조할 수 있게 된다.

이후, 상기 프레스 공정을 거친 금속판재(C)로부터 쉴드캔 부분을 떼어내거나 혹은 떼어낸 상태의 쉴드캔을 산출물로 획득할 수 있다.

상술한 과정에서, 상기 피어싱부(200)에는 상기 프레스부(300)에 사용될 쉴드캔 레이아웃 정보로부터 얻은 피치홀 정보에 따른 위치와 크기로 금속판재(1)를 피어싱 하기 위한 별도의 금형이 적용될 수 있다.

상기 레이저부(200)는 다양한 종류의 레이저를 이용하여 구성할 수 있는데, 일반적인 마킹용 레이저 장비를 활용할 수도 있다. 상기 레이저부(200)는 상기 피치홀(2)의 위치를 감지하는 센서나 비전 등을 통해 해당 피치홀(2)을 기준으로 타공될 부분과 쉴드캔의 솔더링 될 측면 부분을 감안한 영역의 절연층을 박피하여 쉴드캔의 내부면 중 솔더링될 종단부 일부의 금속을 노출시킨다.

결국, 레이저부(200)는 매번 피어싱부(200)를 기준으로 박피 영역을 재확인하기 때문에 공차가 누적되지 않게 된다. 한편, 이러한 금속판재(1)의 연속적 가공은 소정의 피치를 기준으로 한 스탭씩 동작하기 때문에 프레스부(300)의 파일럿 핀을 통한 피치홀의 물리적 결합과 이송 과정에 따라 전체 금속판재가 한스탭 이송되어 정지되면 피어싱부(100)의 피치홀(2) 피어싱과, 레이저부(200)의 피치홀(2) 기준 박피 및 프레스부(300)의 다단계 프레스 작업의 진행이 모두 수행되게 된다. 이후, 파일럿 핀이 후속 피치홀(2)을 기준으로 금속판재(1)를 한 스탭 이송시키면 해당 이송은 후속 피치홀(2)과 파일럿 핀에 의해 정렬 초기화되며 이러한 매번 초기화되는 정렬 시 발생되는 공차는 설계범위 내로 한정되므로 해당 스탭에서의 후속 작업들 역시 공차 범위 내에서 정밀하게 이루어지게 된다.

본 발명의 실시예에서는 전술한 구성을 통해 누적 공차 발생을 근원적으로 차단하고 있으나, 기존 방식의 경우 금속 판재를 정밀하게 박피한다 하더라도 해당 박피 영역과 프로그래시브 프레싱 사이에 누적 오차가 발생하여 금속판재의 길이가 길어질 수록 불량 발생이 크게 증가하여 경제적 적용이 거의 불가능했다.

일례로, 각 피치당 허용공차가 0.01mm 라고 가정할 경우 100개의 피치를 지나면 1mm의 위치가 벗어날 수 있고 10000개의 피치를 지나면 100mm의 위치가 벗어나게 되는데, 쉴드캔의 용도가 소형 이동통신 단말기 등에 사용되는 경우가 많아 이러한 오차는 치명적 결함을 야기할 수 있게 된다. 즉, 수백m나 수km 길이의 금속판재를 이용하여 작업할 경우 수cm의 오차가 발생하는 경우도 있을 수 있으며, 이러한 오차가 누적될 경우 수 많은 제품을 폐기해야 하는 상황이 발생한다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 피치홀(2)에 맞춘 금형의 위치 조절에 대한 정확성을 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 금속판재(1)의 이송을 조절하여 레이아웃에 피치홀(2)과 금형의 위치가 정확히 일치하도록 조절하는 이송모듈(20)을 구성할 수 있다.

상기 예시적으로 나타낸 이송모듈(20)은 도 2(a)에 도시된 바와 같이 상기 피치홀(2)에 삽입되는 파일럿 핀(22)이 구성되며, 상기 이송모듈(20)은 상기 파일럿 핀(22)을 회전시켜 상기 금속판재(1)를 상기 프레스부(300)의 금형과 피치홀(2)이 레이아웃 상의 위치와 일치하도록 위치를 조절할 수 있다. 즉, 상기 이송모듈(20)은 피치홀(2)에 대응하는 프레스부(300)에 의한 타공 위치가 금형과 일치하도록 위치를 조절할 수 있다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 이송모듈(20)은 도시된 바와 같이 모터에 의해 회전하는 모듈바디(21)와, 상기 모듈바디(21)의 외주면에 방사상으로 배치되는 파일럿 핀(22)으로 구성될 수 있으며, 상기 파일럿 핀(22) 사이의 간격은 상기 피치홀(2)의 간격과 동일한 1피치로 구성할 수 있다.

이에 따라, 상기 이송모듈(20)의 회전에 의해 상기 파일럿 핀(22)이 회전하여 상기 금속판재(1)를 상기 프레스부(300)로 이송시키며, 상기 파일럿 핀(22)이 1피치로 회전하면 상기 피치홀(2) 역시 1피치만큼 상기 프레스부(300)로 이송될 수 있다.

이때, 상기 이송 모듈(20)은 도시된 바와 같이 상기 금속판재(1)의 하부에 위치한 것으로 도시하였으나, 상기 금속판재(1)의 상부에도 위치할 수 있으며, 도시된 구성과 상이한 크기나 배치 혹은 구조를 가질 수도 있다.

상기 파일럿 핀(22)이 1피치로 회전할 때마다 상기 금속판재(1)를 1피치만큼 이송시킬 수 있으며, 이는 금속판재(1)가 항상 피치홀(2)의 간격으로 이송되도록 제어될 수 있으므로 기존과 같이 타공 위치와 피치홀 위치 사이에 오차가 발생하더라도, 피치홀(2) 간격에 따른 순차적인 이송시마다 오차에 관계없이 현재 파일럿 핀(22)과 결합되는 피치홀(2)을 기준으로 자동적으로 금번 공정의 위치가 초기화되므로 기존에 발생된 오차가 누적되는 상황을 배제할 수 있다.

한편, 상기 피어싱부(100)의 피어싱 과정 중 형성된 피치홀(2)의 간격이 온도 변화나 기계적 문제 등에 의해 오차가 다소 발생하더라도 상술한 바와 같이 피치홀(2)마다 오차가 제거된 상태로 초기화되므로, 오차 발생 구간을 최소화시킬 수 있다.

여기서, 상기 이송모듈(20)은 상기 파일럿 핀(22)이 외주면에 결합된 핀롤러로 구성될 수 있고, 그 위치는 도시된 도 2의 예와 달리 그 작업이 효율적일 수 있는 적절한 위치가 될 수 있다.

또한, 상기 파일럿 핀(22)의 회전에 따른 금속판재(1)의 이송시 발생하는 오차를 추가적으로 보완하기 위하여, 금속판재(1)가 프레스부(300)에서 백레쉬되지 않도록 상기 이송모듈(20)이 1피치로 회전할 때마다 상기 금속판재(1)를 고정하는 고정부를 추가 구성할 수도 있다.

한편, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 이송모듈(20)은 복수로 구성될 수 있으며, 상기 복수의 이송모듈(20)이 상호 동기화되어 회전할 수 있다. 이에 따라, 상기 각 이송모듈(20)이 1피치로 회전시마다 어느 하나에서 회전에 오차가 발생하는 경우라도 다른 하나의 이송모듈(20)이 오차가 발생한 이송모듈(20)의 회전을 보상할 수 있다.

이를 통해, 이송모듈(20)의 회전에 대한 정확도를 크게 향상시킬 수 있으며, 이는 결과적으로 피치홀(2)의 이송 간격에 대한 정확도를 추가적으로 보완할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 이송모듈(20)은 프레스부(300) 이전에 구성된 것으로 도면에 도시되었으나, 상기 피어싱부(100) 이후에 어느 위치에도 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 레이저부(200)의 레이저 가공 단계에서도 정밀한 위치조정이 이루어지도록 할 수 있다.

도시된 도 2에서 이송모듈(20)은 핀 롤러를 이용한 이송 구조를 예로 들었으나 이러한 롤러 형태가 아닌 NC피더와 같은 수평이동 방식의 이송 구조가 채용될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 피어싱부(100)의 피어싱 공정에 따라 생성된 피치홀(2)은 상기 파일럿 핀(22)이 원활하게 진입할 수 있도록 소정의 공차를 가질 수 있다.

이와 같이 피치홀에 공차가 발생하더라도 상기 금속판재(1)가 항상 피치홀의 간격에 따라 이송되기 때문에 해당 공차가 누적되지 않으므로 설계 공차 내의 품질을 유지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 공정이 수행된 금속판재(1)의 평면도로서, 도시된 바와 같이 상기 레이저부(200)의 레이저 가공 공정에 따라 소정 피치마다 상기 금속판재(1)에서 레이아웃 중 소정의 솔더링 영역(210)에 대응하는 부분을 박피하여 금속 표면이 노출되도록 한다.

기본적으로, 레이저부(200)가 절연층을 완전하게 제거하는 작업을 통해 노출되는 금속 표면도 일부 박피되어 다양한 오염물질이 완전하게 제거되며 이후 솔더링이 용이하게 실시될 수 있도록 표면이 일부 거칠어지는 효과를 얻을 수 있게 된다.

부가적으로, 이러한 박피에 의한 노출 금속 영역의 표면이 개질되는 경우 이러한 개질 상태를 효율적으로 결정할 수 있다. 즉, 상기 레이저부(200)는 도시된 바와 같이 상기 솔더링 영역(210)이 기판에 적용될 때 상기 기판과 수직한 홈이 형성되도록 레이저 박피 공정의 레이저 이동 방향을 결정할 수 있다.

도시된 바와 같이 레이저의 이동 방향에 따라 발생되는 홈이 쉴드캔이 기판과 만나는 면에 수직한 방향이 되도록 한다면 상기 솔더링 영역(210)의 개질된 표면이 솔더링을 위해 용융되어 액상 상태인 솔더와 접하게 되면 모세관 현상으로 인하여 상기 개질된 표면의 홈에 의해 솔더가 쉴드캔의 개질된 영역을 타고 더 높이 올라오게 되므로 접합되는 표면적이 넓어지게 되므로 솔더링 영역에 솔더 접합이 전기적으로 완전해 질 수 있게 된다.

이와 같은 솔더링 영역(210)의 구성을 통해 상기 쉴드캔 같이 기판과 넓은 영역에서 솔더링 되어야함과 아울러 열을 쉽게 발산하는 구조적 특성에 의해 솔더링되는 부분의 온도가 낮아져 냉납 등이 발생할 가능성이 높은 경우에도 일차적인 표면 개질과 추가적인 모세관 현상에 의해 솔더와의 결합이 견고해지며, 이를 통해 물리적 결합 강도의 개선 및 전기적 특성 개선도 기대할 수 있게 된다.

이때, 상기 레이저부(200)는 솔더링 영역(210) 뿐만 아니라, 상술한 접지부에 대해서도 상기 솔더링 영역과 마찬가지로 레이저 박피공정의 레이저 이동방향을 결정할 수 있으며, 이에 따라 상기 솔더링 영역의 홈을 형성하는 방식과 마찬가지로 접지부의 홈이 형성되는 방향을 결정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 공정이 수행된 금속판재(1)의 평면도로서, 도시된 바와 같이 상기 프레스부(300)의 프레스 공정에 따라 피치를 기준으로 상기 금속판재(1)에서 쉴드캔 형상의 레이아웃에 대응되도록 소정의 영역을 타공하여 상기 쉴드캔(310)이 금속판재에 형성된 상태의 가공물을 산출할 수 있다.

이후, 상기 가공물을 절곡한 후 쉴드캔에 대응되는 영역(310)을 분리하여, 이를 쉴드캔(310)으로 사용할 수 있다.

이와 같이 가공물에서 최종 분리된 쉴드캔(310)은 전자부품이 내부에 위치하고 그 하부가 기판에 솔더링될 수 있도록, 캔의 형태를 가지는 본체(311)와 상기 금속 본체의 종단부 중 적어도 일부에 형성되어 솔더의 접합이 용이하도록 레이저 가공으로 개질된 표면이 노출되는 솔더링부(312)를 포함할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 쉴드캔(310)은 상기 솔더링부(312)가 단말기의 기판(400)에 포함된 전극(420)에 배치되어 솔더링을 통해 고정됨으로써, 기판(400) 상의 전자부품(410)에 의한 전자파 차단, 차폐, 흡수 등과 같은 기능을 수행할 수 있다.

더하여, 상기 솔더링부(312)는 상기 기판(400) 면에 수직하게 형성된 홈에 의해 상기 전극(420)에 적용되는 솔더와 강하게 결합되어 상기 쉴드캔(310)이 물리적으로 견고하게 고정되며 전기적 특성이 좋아지게 된다.

도 6은 상술한 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법의 실시예에 따른 순서도로서, 도시된 바와 같이 절연층이 형성된 금속판재를 롤로부터 공급하면, 상기 피어싱부가 피어싱 가공을 통해 피치홀을 생성한다.

이후, 상기 레이저부가 레이저 가공을 통해 레이아웃 중 솔더링 영역에 대응되는 상기 금속판재의 표면을 박피하여 상기 솔더링부를 생성한다.

다음으로, 이송모듈이 상기 피치홀에 삽입되는 파일럿 핀을 회전시켜 피치홀의 간격(피치)을 기준으로 원하는 공정 스탭 거리로 상기 금속판재를 이송한다. 이에 따라, 상기 프레스부는 피치마다 프레스 가공을 통해 레이아웃에 따른 금형으로 상기 금속판재를 타공 및 절곡하여 쉴드캔이 형성된 금속판재를 가공물로 산출할 수 있다.

물론, 이러한 각각의 개별 공정은 하나의 공정 스탭에서 모두 실시될 수 있다.

Claims

절연층이 형성된 금속판재를 롤로부터 공급받아 상기 금속판재를 피어싱하여 길이방향으로 프레스 과정에서 실시될 피치홀 피어싱을 미리 실시하는 제 1단계;

상기 제 1단계를 거친 금속판재를 피치홀을 기준으로 레이저 가공하여 소정의 솔더링 부위에 대응되는 절연층을 제거하며 노출되는 금속부위의 표면을 개질하는 제 2단계;

상기 제 2단계를 통해 가공된 금속판재를 상기 피치홀의 위치를 기준으로 프로그래시브 프레싱하는 제 3단계; 및

상기 제 3단계의 수행을 위해 상기 피치홀에 파일럿 핀이 삽입되면서 위치를 설정하여 상기 금속판재를 이송하되, 매 이송 시 상기 피치홀과 파일럿 핀의 결합에 의해 공차를 초기화한 후 상기 금속판재가 백레쉬되지 않도록 고정시키는 이송 단계를 포함하는 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제 2단계는 각 피치홀의 감지를 통해 상기 피치홀을 기준으로 레이저 가공하는 것을 특징으로 하는 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제 2단계는 레이저 가공을 통해 상기 솔더링 부위의 절연층을 제거하면서 기 설정된 방향으로 노출되는 금속면에 일정한 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 이송단계는 외주면에 상기 파일럿 핀이 구성된 핀 롤러를 이용하여 상기 금속판재를 이송하는 것을 특징으로 하는 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1 단계 내지 제 3 단계는 단일 공정 스탭에서 모두 실시되는 것을 특징으로 하는 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1 단계 내지 제 3 단계는 구분된 프로세스로 분리되어 수행될 수 있으며, 상기 제 1 단계 이외의 각 프로세스의 기준은 상기 제 1 단계에서 피어싱된 피치홀이 되는 것을 특징으로 하는 롤공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1 단계는 상기 파일럿 핀이 회전을 통해 삽입될 수 있도록 기설정된 피치홀의 직경을 기 설정된 정도로 확장하여 피어싱하는 것을 특징으로 하는 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제 2단계는 상기 솔더링 부위 외에 접지부 영역이나 내부 칸막이 구간 용접을 위한 금속 영역을 노출시키기 위해 실시되는 것을 특징으로 하는 롤 공급 금속판재를 이용한 쉴드캔 제조 방법.
절연층이 코팅된 금속판을 롤을 통해 공급하여 프레스 방식으로 생산한 쉴드캔으로서,

전자부품이 내부에 절연을 유지하며 위치할 수 있도록 내부면에 절연층이 형성되며 기판에 솔더링될 수 있는 절곡된 종단부를 가진 캔 형태의 본체;

상기 본체의 내부면 중 절곡된 종단부 중 레이저 가공을 통해 상기 절연층이 제거되면서 솔더의 접합이 용이하도록 개질된 금속 표면이 노출된 솔더링부를 포함하며,

상기 개질된 표면은 상기 솔더링부가 배치되는 기판면에 수직한 홈이 다수 형성된 것을 특징으로 하는 롤공급 금속판재를 이용하여 제조된 쉴드캔.