[논문]전자파 차단을 위한 �Q드캔용 고정 클립 개발에 관한 연구

박태현; 박만규; 박상흡; 김기선

doi:10.5762/kais.2013.14.2.554

전자파 차단을 위한 �Q드캔용 고정 클립 개발에 관한 연구
The Study on a Fixing-clip of a Shield Can Shielding Electromagnetic wave 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.14 no.2, 2013년, pp.554 - 560

박태현 ((재)충남테크노파크 기업지원팀) , 박만규 (에프엔티(주)) , 박상흡 (공주대학교 기계자동차공학부) , 김기선 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 양쪽 대칭으로 지지할 수 있는 쉴드캔 클립을 제안하며, 그 특징은 장착과 탈착의 하중을 일정하게 하고 납땜 부위의 평판도를 유지 할 수 있도록 개발하였다. 또한 인쇄회로기판에 부착 고정되는 베이스부 및 쉴드캔의 측벽을 집게 형태로 집을 수 있도록 하는 클립부로 구성되며, 클립부 중앙을 절단하여 2군데를 지지 할 수 있게 이루어진다. 또한 넓어진 베이스부와 인쇄회로기판 사이에 납땜이 잘될 수 있도록 오목한 홈을 만들었다. 연구절차는 우선 메커니즘을 설정하고 구조해석 및 진동모드 해석을 수행하여 설계변수를 확정한 후, 제품을 설계하였다. 제조를 위한 전용기를 개발한 후 시제품을 제작하여 성능 평가 후 해석값과 비교 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study proposes an structure that fixes the shielding device to two parts of the board by its two arranged clips. Said structure evenly distributes its loading/unloading load of the board and maintains the flatness of soldering area of the board. The structure of this study comprises a base part fixed to a printed circuit board and a clip part fixing a side wall of a shield can to the board, wherein the clip part is constituted with two clips fixable to two part of the shield can. Also, the structure of this study comprises a dented groove in order to easily solder the base part of clips and the printed circuit board. A mechanism is established and a design parameter was determined by a structure analysis and a vibration mode analysis. A single purpose machine for the production of the product was developed, the final workpiece was produced and the measuring-data and the computered-data was compared and reviewed.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

01 mm의 변형량이 발생 됨을 확인하였다. 따라서 재료의 물성치에 비교하여 충분한 안전성이 있는 설계로 파악 되었다. 다음으로 제품에 대한 진동 모드 해석을 수행한 결과 Fig.
본 논문은 전자파 차단을 위한 숼드캔을 인쇄회로기판에 고정 할수 있는 새로운 타입의 고정 클립을 개발하였으며 그에 대한 결과는 다음과 같다.
기계적 공정에서는 클립 납땜 공정은 다소 연구되고 있으나 클립 모양이나 장착 하중에 대한 연구가 미흡하고 특히 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 해석적으로 분석한 연구는 이루어 지지 않았다. 본 연구에서는 양쪽 대칭인 제품으로 하여 두군데를 지지할 수 있는 구조를 제안하며, 이를 통하여 장착과 탈착 하중을 일정하게 하고 납땜 부위의 평판도를 유지 할 수 있도록 개발하였다.

제안 방법

다음으로 쉴드캔을 하중 측정 가능한 시험 장치로 힘을 가하여 클립에 장·탈착시키는 실험을 하였다.
또한 넓어진 베이스부와 인쇄회로기판 사이에 납땜이 잘될 수 있도록 오목한 홈을 만들었다.
쉴드캔은 전자부품을 덮을 수 있도록 사각 박스 모양으로 되어있으며 전자파를 차단할 수 있는 강성 재료로 제조 되며 양측면이 스프링 판형인 클립에 삽입되어 장착된다. 쉴드캔용 클립 구조는 Fig. 2와 같이 인쇄회로기판에 부착 고정되는 베이스부 및 쉴드캔의 측벽을 집게 형태로 집을 수 있도록 하는 클립부로 구성되며, 본 제안 모델은 클립부 중앙을 절단하여 두 군데를 지지할 수 있는 클립부로 개발 되고 또한 넓어진 베이스부와 인쇄회로기판 사이에 솔더가 잘 유입되어 안착되도록 홈으로 설계하였다. 그 사용 재질은 STS 3011/2H 를 사용 하였으며 그 화학적 조성 및 물성치는 Table 1 및 Table 2와 같다.
연구절차는, 우선 메커니즘을 설정하고 구조해석 및 진동모드 해석을 수행하여 설계변수를 확정한 후, 제품을 설계하였다. 제조를 위한 전용기를 개발한 후 시제품을 제작하여 성능 평가 후 해석값과 비교 분석하였다.
우선 설정 모델에 대한 체결력을 확인하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 사용된 상용 코드는 Ansys 10으로 하였으며 Fig.
연구절차는, 우선 메커니즘을 설정하고 구조해석 및 진동모드 해석을 수행하여 설계변수를 확정한 후, 제품을 설계하였다. 제조를 위한 전용기를 개발한 후 시제품을 제작하여 성능 평가 후 해석값과 비교 분석하였다.

대상 데이터

11과 같이 그 생산에 맞는 순차이송 금형을 설계하였다. 금형의 수명을 감안하여 다이와 펀치는 STD 11종을 열처리한 재료로 사용하였으며 Fig. 12에 제작된 금형 사진을 도시하였다.
우선 설정 모델에 대한 체결력을 확인하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 사용된 상용 코드는 Ansys 10으로 하였으며 Fig. 4와 같이 요소 분할하였고 해석은 Fig. 3과 같이 하부를 고정하고 정중앙에서 1.5 mm 두께의 강체 판을 삽입 하강하도록 설정 하였다. 해석 결과를 분석하면, 우선 제품 삽입시 발생하는 등가응력을 Fig.

성능/효과

1. 제안 모델을 구조 해석한 결과 오목한 중간목 부분에서 최대응력이 발생하여 항복응력의 57% 되었으며, 변형율은 하부에 절곡된 부분으로 0.00067으로 최대가 되었다. 따라서 스프링 역할 할 수 있는 충분한 구조와 안전성확보 설계로 확인되었다.
2. 제품에 대한 진동 모드 해석 결과 1st 모드는 3,855 Hz 로 나타났으며 이는 기존 사용 주파수의 공진에서 안전함을 보였다.
3. 해석을 바탕으로 제품을 설계하고 금형 및 전용기를 개발 후 시제품을 제작하여 성능 평가를 수행한 결과, 장착하중이 약 1.0 Kg/EA이며 탈착시약 0.6 Kg/EA정도로 장착에 소요되는 하중이 약 1.7 배 큰 것으로 나타났으며 크림과 PCB간의 납땜 접착력을 시험한 결과 4.5 Kgf 의 전단 하중에서 파괴가 일어나 안전 기준에 부합됨을 보였다.
4. 열 충격시험을 -55°C에서 25°C까지, 내한성 실험을-40°C에서 검사한 결과 기준 칫수 및 외관이 양호 하였다.
또한 내한성은 -40°C에서 96시간 방치후 상온에서 검사한 결과 기준 칫수 및 외관이 양호 하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 개발된 필드캔용 고정 클립이 장착시와 탈착시 부가하중, 납땜 전단력 및 항온 충격시험 모두 성능이 우수함을 확인하였다.
결론적으로 제안한 필드캔용 고정 클립이 장착시와 탈착시 부가하중, 납땜 전단력 및 항온 충격시험 모두 성능이 우수함을 확인하였다.
다음으로 크림과 인쇄회로기판간의 납땜 접착력을 시험하기 위하여 클립을 90° 방향으로 전단시켜 인쇄회로기판와 납땜 부위가 파괴될 때의 힘을 측정한 결과 4.5 Kgf 에서 파괴가 일어나 안전 기준에 부합됨을 보였다.
00067으로 최대가 되었다. 따라서 스프링 역할 할 수 있는 충분한 구조와 안전성확보 설계로 확인되었다.
8과 같이 도시하였으며 각 모드의 진동수를 Table 3에 나타냈다. 여기에서 1st 모드는 3,855 Hz 로 나타났으며 일반적으로 10,000 rpm 이하의 액추에이터로 쓰는 것을 감안하면 기판에 장착한 본 연구 개발품은 공진에서 안전한 설계임을 확인하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 구조 해석에서 얻은 설계 변수 결과를 토대로 제품을 설계하였으며 그에 대한 형상 및 치수는 Fig.
0 Kg/ea을 유지하였다. 탈착시에는 비교적 일정하게 0.6 Kg/Ea정도의 하중이 작용함을 확인하였다. 장착시 하중의 변화가 심하며 초기 하중이 높게 나타난 것은 초기 삽입시 쉴드 캡과 고정 클립의 각도가 직각으로 있지 않다가 장·탈착을 반복하면서 제위치로 이동하면서 일정한 하중 값이 된 것으로 판단한다.
5 mm 두께의 강체 판을 삽입 하강하도록 설정 하였다. 해석 결과를 분석하면, 우선 제품 삽입시 발생하는 등가응력을 Fig. 5에 도시하였으며 오목한 중간목 부분에서 최대 응력이 발생하며 158 ㎫로 항복응력의 약 57% 정도로 되어 안전함을 보였다. 또한 바닥 부분은 130 - 140 ㎫ 정도의 등가응력 분포를 보였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무선을 사용하는 제품군은 무엇이 있는가?	최근 휴대폰, e-Book, 노트북, PDA, Navigation 및 무선전화기등과 같이 무선을 사용하는 다양한 제품군이 출시되고 있다. 이 전기에너지 이용 설비는 크기의 차이는 있으나 전자파 잡음을 발생시키며 이러한 잡음은 공중을 통한 전자파 방사의 형태나 전원선 같은 도선을 통한 전도의 형태로 전달된다[1].
	전자파 장애 현상의 영향은 무엇에 좌우되는가?	전자파 장애 현상에는 3가지 요소가 존재하며 전도나 방사형태의 전자에너지를 방출 하는 잡음 원과 전자에너지를 전달하는 전파매체 및 잡음에 의하여 방해를 받는 대상 즉 통신설비, 제어설비, 컴퓨터기기로부터 인간에 이르기까지 다양하다[2-3]. 이러한 전자파 장애(EMI: Electro Magnetic Interference) 영향은 잡음원의 세기, 전달경로, 잡음 원으로부터의 거리, 결합구조 및 피해기기의 내력 정도에 좌우된다[4-5]. 이러한 무선 휴대기기의 보급 확대와 함께 4~5GHz의 높은 고주파 차폐규정의 강화로 인해 1차 전자파 차단장치인 쉴드캔(Shield can)의 수요가 급격히 증가하고 있다[6-7].
	전기에너지 이용 설비들의 특징은 무엇인가?	최근 휴대폰, e-Book, 노트북, PDA, Navigation 및 무선전화기등과 같이 무선을 사용하는 다양한 제품군이 출시되고 있다. 이 전기에너지 이용 설비는 크기의 차이는 있으나 전자파 잡음을 발생시키며 이러한 잡음은 공중을 통한 전자파 방사의 형태나 전원선 같은 도선을 통한 전도의 형태로 전달된다[1]. 전자파 장애 현상에는 3가지 요소가 존재하며 전도나 방사형태의 전자에너지를 방출 하는 잡음 원과 전자에너지를 전달하는 전파매체 및 잡음에 의하여 방해를 받는 대상 즉 통신설비, 제어설비, 컴퓨터기기로부터 인간에 이르기까지 다양하다[2-3].

참고문헌 (7)

Eui Hong Min, "Study of an Electromagnetic Wave Absorber Prepared with Fe-Si-Cr for Mobile Phones", The Korean Physical Society, Journal of the Korean Physical Society, 53(4), pp.2086-2089, 2008.

상세보기
Nak-Bong Sung, "Synthesis of Application on the Product Design for the Shielding of the Electromagnetic wave in the Electrical Appliances", The Korea Contents Society, Vol.11 No.9 [2011], pp.129-136, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.5392/JKCA.2011.11.9.129

원문보기 상세보기
Sonehara, M, et al., "Development of an Electromagnetic Wave Shielding Textile by Electroless Ni-Based Alloy Plating", IEEE transactions on magnetics, Vol.45 No.10, pp4173-4175, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TMAG.2009.2021403

상세보기
Jae-Sung Kim, et al., "the effects of electromagnetic field emitted by cellular phone on cognitive function in human", Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 14(6), pp.606-615, 2003.
Jae-Sung Kim, et al. "the effects of electromagnetic field emitted by cellular phone on cognitive function in human", Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 14(6), pp.606-615, 2003.
Hyun Bin Kim, "Electromagnetic wave shielding effectiveness of Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1 powder/epoxy composites", The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 16(3), pp.437-440, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2009.08.010

상세보기
Y. C. Chung, et al., "Electrical Properties and Shielding Effectiveness of Electromagnetic Shielding Materials", The Institute of Electronics of Korea, Vol.19 No.2 [1996], pp.115-120, 1996.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증