CN1213649C - 闭合力小的就地成形电磁干扰屏蔽垫片的制造 - Google Patents

Abstract

一种形成具有交替的高和低接触点的闭合力小的垫片的方法。此垫片在衬底表面上被就地成形(FIP)为在施加的压力下从喷嘴孔排出的可固化弹性组合物滴珠。此喷嘴可相对于衬底表面至少沿通常平行于衬底表面设置的第一轴移动，还可以选择沿通常垂直于衬底表面设置的第二轴移动。喷嘴以预定的速度沿第一轴移动，还可以选择沿第二轴移动，以便给定的路径在衬底上施加滴珠。一个或多个施加的压力、喷嘴沿第一轴运动的速度以及喷嘴沿第二轴的运动可以被控制，以便将滴珠施加在相对于衬底表面的一系列周期性交替的高和低区间内。然后，弹性组合物基本上在大气压力下被固化，从而在衬底表面上形成垫片，以高的滴珠区间确定垫片的高接触点，并以低的滴珠区间确定垫片的低接触点。

Description

闭合力小的就地成形电磁干扰屏蔽垫片的制造

技术领域

本发明总的涉及在大气压力下就地成形和固化在衬底表面上的就地成形(FIP)的电磁干扰(EMI)屏蔽垫片或密封装置，更具体说涉及制作特别适于应用在蜂窝电话手持机和其它手持电子装置等小型电子装置外壳中的闭合力小的FIP垫片的FIP方法。

背景技术

电视机、收音机、计算机、医疗器械、商用机器、通信设备等的电子装置工作时，其电子电路中会产生电磁辐射。正如美国专利No.5202536、5142101、5105056、5028739、4952448、4857668详细描述的那样，这种辐射常常发展成电磁频谱的射频波段(即大约10KHz-10GHz)内的场或瞬变，并已被称为“电磁干扰”或“EMI”，已知其可以干扰附近其它电子装置的工作。

为了减弱EMI作用，可以使用能够吸收和/或反射EMI能量的屏蔽，将EMI能量限制在源装置以内并将此装置或其它“目标”装置隔离于其它源装置。这种屏蔽被提供为插入在源装置与其它装置之间的壁垒，通常被构造成封装着装置的导电的和接地的外壳。由于装置的电路通常必须保持可供触及，故大多数外壳配备有诸如门、窗口、面板、或盖之类的可开启或可移动的通道。然而，在这些最平的通道与其相应的配合或结合面的即使最平坦的表面之间，也可能存在间隙，由于存在辐射能量可以通过开口泄漏或进出装置而降低了屏蔽效率。而且这些间隙在所述外壳或其它屏蔽的所述表面电导率或地面电导率上存在不连续性，从而甚至可以由于用作一种缝隙天线而产生EMI的二次源。在这方面，外壳内感应的体内体积电流或表面电流，在屏蔽中的任何界面间隙上产生电压梯度，这些间隙从而用作辐射EMI噪声的天线。通常，此噪声的幅度正比于间隙的长度，间隙宽度的作用较不明显。

为了填充外壳和其它EMI屏蔽结构的配合表面内的间隙，已经提出了垫片和其它密封垫来保持结构上的电连续性并使装置内部排除诸如潮湿和尘埃之类的沾污。这种密封垫被键合或机械固定到一个配合表面，或压入到一个配合表面，用来封闭任何的界面间隙，以便借助于在外加压力下使各个表面之间的不规则性一致而建立跨越其间的连续导电路径。因此，用于EMI屏蔽应用的密封垫被规定为这样一种构造，它不仅仅在压力下提供均匀的表面导电性，而且具有弹力，使密封垫能够符合间隙尺寸。此密封垫还必须抗磨损，制造经济，并能够承受反复的压缩和松弛循环。有关EMI屏蔽垫片的进一步信息可参考Severinsen，J.的“Gasket That Block EMI”，Machine Design，Vol.47，No.19，pp.74-77(August 7，1975)。

EMI屏蔽垫片通常构造成具有间隙填充能力的用导电成分填充、包覆、或覆盖的弹性核心元件。可以起泡或不起泡的实心或空心弹性核心元件，通常由诸如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、或聚丙烯-EPDM混合物之类的弹性热塑材料，或诸如聚丁橡胶、苯乙烯-聚丁橡胶、腈橡胶、磺酸氯橡胶、氯丁橡胶、尿烷橡胶之类的热塑或热固化橡胶，或有机硅橡胶组成。

用来填充、包覆或覆盖的导电材料包括金属或镀金属的颗粒、织物、网状物、以及纤维。优选的金属包括铜、镍、银、铝、锡、或诸如Monel的合金，而优选的纤维或织物包括诸如棉、毛、丝、纤维素、聚酯、聚酰胺、尼龙、聚酰亚胺之类的天然或合成纤维。也可以是，用诸如碳、石墨的其它导电颗粒或纤维或导电聚合物材料等替代。

EMI屏蔽垫片的常规制造工艺包括压制、模制或模切。迄今模制或模切对于特别小或复杂的屏蔽构造是优选的。在这方面，模切涉及到用模具等切割或冲压成所需构造的导电弹性体固化片来制作垫片。模压涉及到将未固化的或热塑弹性体压缩或模制成所需构造。

最近，提出了一种用来制造EMI屏蔽垫片的就地成形(FIP)工艺。如共同转让的1997年11月12日提出的申请U.S.S.N.08/967986；美国专利No.5910524和5641438；欧洲专利申请EP 643551和643552；以及PCT申请WO/9622672和WO/9507603；以及美国专利No.5882729和5731541；以及日本专利公开(Kokai)No.7177/1993所述，这一工艺涉及到将分散成液态的粘滞性可固化的导电组合物的滴珠从喷嘴直接施加到诸如外壳或其它封装之类的衬底的表面上。此组合物通常是银填充的或其它的导电硅酮弹性体，然后通过施加热或用大气潮气或紫外线(UV)辐射被就地固化，以便在衬底表面上就地成形导电的弹性体EMI屏蔽垫片。借助于直接在衬底表面上就地成形并固化垫片，免去了分别的制作和安装步骤。而且，此垫片可以被直接粘附到衬底表面，从而进一步免去了分别的粘附元件或将垫片固定到衬底所需的其它装置。与更为常规的模切或模压工艺相反，无溢料的FIP工艺减少了废料的产生，还免去了手工装配复杂的垫片形状或将垫片安装到位，从而降低了劳动强度。Chomerics Division of Parker-HannifinWoburn，MA向市场推出的注册商标为Cho-Form的方法还可修正为自动或机器人控制的操作，并可以用来在大气压力下不用模具而制造复杂的垫片几何形状。

由于上述的FIP工艺不断积累商业认可，故可以理解此工艺和材料的进一步改进将得到电子业界的完全接受。在这方面，某些应用规定了较低闭合力负载下，例如每厘米长度垫片大约0.4-10牛顿下，可挠曲的低阻抗、不引入注意的形状的垫片。通常，规定最小挠曲，典型约为10％，以便确保垫片与配合外壳或板表面足够共形，以便在其间提供导电路径。但已经观察到，对于某些应用，本技术领域迄今所知的实现FIP垫片形状的规定最小挠曲所需的闭合或其它挠曲力，可以高于特定外壳或板装配设计能够容许的力。于是，可以理解的是，FIP垫片形状的制造中的进一步改进将得到电子业界的完全接受。由于诸如蜂窝电话手机之类的手持电子装置的尺寸不断缩小，故特别希望有一种特别适用于正在迅速成为工业标准的较小电子封装的闭合力小的FIP垫片形状。

发明内容

本发明的目的是特别适用于较小电子封装的闭合力小的EMI屏蔽间隔垫片形状的FIP制造。在滴珠高度局部最大值和最小值交替的周期性“间断的”图形中，本发明的垫片形状看来表现出比本技术领域迄今所知的FIP垫片形状更低的闭合力要求。亦即，对于规定的接合构造，本发明的间隔垫片形状在给定的压缩负载下表现出比常规形状更大的挠曲。

通常，如共同转让的1998年3月1 3日提出的申请U.S.S.N.09/042135，Technical Publication上发表的”EMI Shielding andGrounding Spacer Gasket”，Parker Chomerics Division，Woburn，MA(1996)；以及PCT申请98/54942中进一步所述，此处涉及类型的“间断的”EMI屏蔽垫片主要用模制方法制作。但本发明将这些垫片的制造设置为从喷嘴直接分配到诸如外壳或其它封装的衬底表面上的液态组合物，然后在大气压力下就地固化在衬底表面上的一系列FIP滴珠。此组合物可以被提供为可通过施加热或用大气潮气或紫外线(UV)辐射等就地固化的被填充的硅酮弹性体，以便就地在衬底表面上形成导电的弹性EMI屏蔽垫片。有利的是，借助于直接在衬底表面上就地成形和固化此垫片，免去了分别的制作和安装步骤。而且，垫片可以被直接粘附到衬底的表面，进一步免去了分别的粘附元件或将垫片固定到衬底的其它装置。

因此，本发明包括制作具有交替的高和低接触点的闭合力小的垫片。此垫片在衬底表面上被就地成形(FIP)为在外加压力下从喷嘴孔排出的可固化弹性组合物的滴珠。此喷嘴相对于衬底表面至少可沿通常平行于衬底表面设置的第一轴移动，还可以选择沿通常垂直于衬底表面排列的第二轴移动。喷嘴以预定的速度沿第一轴移动，还可以沿第二轴移动，以便沿衬底上给定的路径施加滴珠。一个或多个外加压力、喷嘴沿第一轴运动的速度、以及喷嘴沿第二轴运动的速度被控制，以便将滴珠施加在相对于衬底表面的一系列周期性交替的高和低区间内。然后，弹性组合物在基本上大气压力下被固化，从而在衬底表面上形成垫片，以高的滴珠区间确定垫片的高接触点，并以低的滴珠区间确定垫片的低接触点。

在一个公开的实施方案中，借助于在相对衬底表面的上下位置中间往返移动喷嘴，而控制喷嘴沿第二轴的运动。这一运动与喷嘴沿第一轴的运动一起确定了喷嘴在横跨衬底表面排列的平面内的大致正弦运动。通过这一运动，滴珠可以被施加到衬底表面成为具有峰谷交替的一般连续的波形曲线，以峰确定滴珠的高区间而谷确定滴珠的低区间。

在另一个公开的实施方案中，借助于沿路径确定一系列分隔开的点而控制喷嘴沿第一轴的运动速度。当喷嘴接近各个这些点时，喷嘴的速度被降低，然后当喷嘴在各个点之间行进时被加速。

在另一个公开的实施方案中，当喷嘴沿第一轴移动时，外加压力被周期性增大和减小。

在再一个公开的实施方案中，借助于沿路径确定一系列分隔开的点，外加压力和喷嘴沿第一轴的运动速度二者都被控制。在各个这些点处，喷嘴沿第一轴的运动被停止一段预定的停留期间，并施加压力，以便从喷嘴排出滴珠。当喷嘴在各个点之间移动时，中断压力的施加，以便停止从喷嘴排出滴珠。通过这种控制，滴珠可以被施加到衬底表面，形成确定滴珠的高区间的不连续点的图形。各个点被确定滴珠低区间的空间分隔开。

本发明的优点包括用于例如小的手持电子装置中的闭合力小的垫片的制造。额外的优点包括制造的方法，利用这种方法可以通过从喷嘴将设置成液态的粘滞性可固化导电组合物施加到诸如外壳或其它封装的衬底的表面，而就地成形这种垫片形状。对本技术领域的技术人员来说，基于这里公开的内容，这些和其它的优点是显然的。

附图说明

为了更充分地理解本发明的实质和目的，应该结合附图参照下列的详细描述，在附图中：

图1是用来施加本发明的中断垫片的代表性系统的示意透视图；

图2是沿图1的2-2线所取的剖面图；

图3是图1系统的侧视图，示出了用来施加本发明的中断垫片的代表性控制方法；

图4是图1系统的侧视图，示出了用来施加本发明的中断垫片的另一可选控制方法；

图5是图1系统的侧视图，示出了用来施加本发明的中断垫片的另一可选控制方法；

下面将结合本发明的详细描述来进一步对这些附图予以说明。

具体实施方式

为了方便而不是为了任何限制的目的，在说明中可以采用一些术语。例如，术语“向前”、“向后”、“右”、“左”、“上”、“下”表示所参照的附图中的方向，术语“向内”、“内部”、或“内侧”和“向外”、“外面”、或“外侧”分别表示向着和离开所参考的元件的中心的方向，而术语“径向”和“轴向”分别表示垂直于和平行于所参考的元件的中心纵轴的方向。上面特别提到词语之外的术语的含义同样应被认为是用于方便的目的而不是任何限制。

为了论述的目的，结合将弹性导电就地成形(FIP)的电磁干扰(EMI)屏蔽垫片施加到电子装置的外壳或隔片结构上，来描述此处涉及到的本发明的方案。但可以理解的是，本发明的各个方面可以在其它的EMI屏蔽应用中，或在环境密封或传热应用的非导电的或导热的实施方案中得到利用。因此，这些其它应用中的利用应该被认为是明显地在本发明的范围之内。

根据本发明的一个方面，液态聚合可固化反应系统被设置成多种组合物，当它们被混合并在可热加成固化的实施方案中加热到预定固化温度。这种系统特别适合于用作可配置成从喷嘴或其它孔口排到电子装置的外壳等衬底表面上的通常不塌落或形成稳定液珠的就地成形的EMI垫片材料。在被加热到预定温度或与大气潮气反应，或暴露于紫外线(UV)辐射时，此材料可以被就地固化，从而形成粘附到衬底表面的弹性垫片形状。这样形成的垫片能够充满外壳及与其它EMI屏蔽结构的配合表面间的间隙，以用于其周围密封，同时相伴提供这些表面之间的电连续性。

在可热加成固化的实施方案中，本发明的反应系统被表示为液态混合物，它包含：(a)具有第一功能团的聚合粘合剂组分，亦即树脂；(b)具有可与粘合剂组分的第一功能团有反应的第二功能团的交联组分；(c)能够对第一和第二功能团的反应进行催化的催化剂组分；以及(d)导电的填料。此反应系统特别适用于就地成形工艺，其中系统被混合的各个组分的液滴被施加到电子元件外壳或其它封装等的衬底表面上，然后借助于加热而被就地固化在表面上，从而形成导电的抗腐蚀的弹性EMI屏蔽垫片。根据本发明的方案，填料作为颗粒媒质被混合或以其他方式加入到反应系统中。

“液态”意味着被混合的组合物表现出代表性的流体流动特性，使其能够在压力下通过分配喷嘴、针孔、或其它孔口以给定的流速被排出。例如，观察到了在大约275-400kPa下通过0.5-2mm的孔的流速通常约为0.025-2.75g/min。而且，未被固化的组合物被提供为足够粘滞，例如在25℃下为1000-10000泊，使得其可以通常连续的形状稳定的滴珠分配到衬底上，然后在大气压力下不用模具而被直接固化在其上。“形状稳定的”意味着被施加到衬底的组合物的未被固化的滴珠在其固化之前表现出小于25％的坍塌、凹陷或流动，从而形成弹性垫片材料。

粘合剂组分和交联组分可以被提供成通过混合时的热加成聚合亦即硫化或交联机制而形成固化的弹性材料。“固化”意味着组合物的粘合剂被聚合、交联，进一步交联或聚合、硫化、冷却、硬化、或以其它化学或物理方式从液体或其它液态形式转变成固体弹性或聚合状态。此处涉及到的一般类型的发泡或不发泡的热加成固化系统是众所周知的，且其特征是采用的固化机制涉及相邻分子(也可以是低聚物或聚合物)上的功能团物质的直接交联反应。交联反应被热加速，并具有一定固化曲线，该固化曲线可以包括对于给定加热时间的预定固化或临界温度。

固化反应可以在相同的分子或功能团之间发生，也可以在环境温度下被潮气或紫外线催化。在热固化的硅基实施方案中，此系统包括具有诸如乙烯基原子团等第一功能物质的弹性硅基粘合剂组分以及具有诸如氢化物基团之类不同于第一功能物质但与其反应的第二功能物质的硅基交联剂。亦即，第一和第二物质表现出高于一定激活能级的反应亲合势，使得热引发的交联反应在特定的固化温度或高于固化温度的温度发生，使得反应系统固化，从而形成形状稳定的弹性材料。如此处所使用的那样，术语“弹性的”被解释为其常规意义，即表现出柔度、弹性、低压缩形变、挠性以及在形变之后恢复的能力即应力松弛等的类似橡胶的性质。通常利用有机硅弹性体，优选的硅树脂材料表现出诸如在宽广的温度范围内抗热和抗氧化性能以及抵抗许多化学品和天气影响的性质，这使其特别适合于用作EMI屏蔽垫片。除了改进了的抗腐蚀性之外，此材料还表现出优异的电学性质，包括在广的温度和湿度范围内抗电晕击穿的性质。

各自的加权平均分子量约为70000-90000的粘合剂和交联组分一起，可以被分类为硅酮基可热加成固化或交联的弹性组合物。一个特别优选的组合包括作为粘合剂组分的线性乙烯基链端的硅氧烷聚合物(诸如乙烯基链端的聚二甲基硅氧烷等)以及作为交联剂的至少一定化学摩尔量的氢化物链端的硅氧烷、硅氧烷聚合物、或硅氧烷共聚物。在本发明的一个优选实施方案中，粘合剂和交联剂组分在单部分系统中被混合。也可以选择，粘合剂组分可以被包括在双部分系统的第一部分中，而交联剂组分被包括在第二部分中配制成与第一组分部分以相等的体积比混合。无论在那种系统中，一个或二个部分都可以还包括诸如硅酮或可与硅酮相溶的流体等载体，诸如甲苯、乙醇、或其它有机溶剂等稀释剂或包括第一功能团物质的额外的粘合剂组分。特别优选的各种硅酮基的组分由Dow Corning Corp.，Midland，MI和GeneralElectric Co.，Silicone Products Div.，Pittsfield，MA，特别是Shin-Etsu Corp.，Torrance，CA等销售，以标号为1820和1830表示。

诸如2-甲基、3-丁基20’、聚乙烯甲基硅氧烷或八甲基三硅氧烷之类的抑制剂，也可以包括在单部分或双部分配制的第二部分中，用来抑制室温下第一和第二功能团物质之间的反应，从而提高混合物的适用期或敞开时间。但在从大约85-150℃提高固化温度时，抑制剂被挥发，从而能够在第一和第二功能团之间发生交联反应以进行固化。诸如有机金属铂催化剂等金属催化剂也可以包括在单部分或双部分配制的第一部分中，以便对第一和第二功能团之间的热加成交联反应进行催化。通常第一组分包括根据功能硅氧烷组分总量的大约5-10ppm的这种催化剂。

适合于用作粘合剂组分的其它聚合材料包括Hevea等天然橡胶以及热塑即可熔体处理或热固化即硫化的合成橡胶，例如含氟聚合物、氯磺化物、聚丁二烯、丁基、氯丁橡胶、腈、聚异戊二烯、布纳N，共聚型橡胶例如乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、腈基丁二烯橡胶(NBR)和苯乙烯-丁二烯(SBR)或混合物例如乙烯或丙烯-EPDM、EPR或NBR等的混合物。术语“合成橡胶”还应该被理解为包括也可以广义地分类为热塑或热固化弹性体的材料，诸如聚氨脂、硅酮、氟硅酮、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)等，以及其它表现出类橡胶性质的聚合物，例如塑化尼龙、聚酯、乙烯乙酸乙烯脂和聚氯乙烯等。

在一个导电的实施方案中，通过将基于硅酮的或其它弹性的粘合剂组分装填有导电填料而使其导电。适合的导电填料包括镍和镀镍的衬底例如石墨、基于贵重金属的填料，特别是基于银的填料，例如：纯银；镀银的贵重金属，例如镀银的金；镀银的非贵重金属，例如镀银的铜、镍、铝和锡以及镀银的玻璃、陶瓷、塑料和云母及其混合物。填料的形状对于本发明不重要，可以包括此处涉及到的导电材料类型的制造或配方中通常涉及的任何形状，包括实心球、空心小球、絮状体、薄片、纤维、杆或不规则形状的颗粒。同样，填料的颗粒尺寸被认为不重要，但通常在大约0.250-250μm的范围内，最好是在大约0.250-75μm的范围内。

填料在成分中的填充比例足以在固化的垫片中提供应用中所需水平的电导率和EMI屏蔽效率。对于大多数应用，在大约10MHz-12GHz的频率范围内，大约1至50mΩ·cm的条的体积电阻率伴随有至少为10dB，优选为最少20dB，最优选为最少80dB或更多的EMI屏蔽效率，被认为是可接受的。根据反应系统的总体积，这种电导率和屏蔽效率对应于通常约为10-80％体积比的填料比例，最好是约为20-70％体积比。但如所知，固化了的垫片的最终屏蔽效率会根据填料中的导电材料量以及施加载荷或挠曲而变化，通常约为垫片的10-50％。

如上所述，在配比的混合过程中可以使用溶剂或其它稀释剂，以便为了改进混合和输送而降低材料的粘滞性。诸如颜料、微波衰减或导热填料、润滑剂、浸润剂、稳定剂、抗氧化剂、着色或遮光剂、防火剂、链延伸油、增粘剂、起泡剂、发泡剂或抗发泡剂等其它常规流变剂和添加剂，也可以根据预计的特定应用而被加入到配方中。

如上所述配制的，本发明的混合热加成反应系统主要遵从规定的固化程序进行热塑。这一固化程序涉及到将组合物暴露于约为85-150℃的固化温度大约30-60分钟，或通过其它方式直到实现完全固化。例如，在优选的温度范围和加热或固化时间内，压缩挠曲可以达到大约50％的挠曲，挠曲范围为30％-50％。当然，传递的总热能是固化温度和加热时间二者的函数，固化时间与温度成反比。亦即，固化被热加速，致使较低的固化温度要求较长的加热时间，较高的固化温度要求较短的加热时间。但可以理解的是，若可湿固化即RTV，或可UV固化的硅酮粘合剂系统取代所述实施方案的热加成系统，则可以免去加热步骤，或用将材料暴露于UV辐照或环境湿度来代替加热步骤。

已经观察到，本发明的固化垫片材料表现出对包括铝、锰、镍、铜和塑料的各种衬底无需底漆的粘合性。在固化之后立即表现出初始粘合性，此粘合性在室温下经过3-7天之后有改善。虽然一般不要求，但也可以采用诸如功能化的硅烷、硅酸酯、硅酮基粘合剂、氰尿酸酯等的表面底漆，以便进一步改善垫片对衬底的粘合性。观察到，具有底漆或无底漆的衬底的失效模式是内聚性的的而不是粘附性的。

至于本发明的固化垫片材料的性质，垫片通常应该表现出小于大约90的Shore A硬度(ASTM D2240)，最好是约为5-40。在50％压缩下小于大约12lbf/in，而在25％压缩下小于大约4lbf/in的闭合力，被认为对大多数应用是优选的，使得挠曲足以在接合表面之间提供紧密的接触和电连续性。包括压缩形变的这些和其它的物理性质当然会随着填料的装填而改变，也可以借助于加入达到大约10％的增强组分或其它的惰性或反应组分而针对任何特定的应用进行设计。优选的增强包括烟化二氧化硅和玻璃，其它可选的添加剂包括常规的颜料、微波衰减或导热填料、润滑剂、稳定剂、抗氧化剂、着色剂、防火剂、链延伸油、增粘剂、起泡剂或发泡剂等。

对于商业应用，反应系统的组分可以在球磨机或其它混合器中配制。在配制之后，预先混合的一种或多种组分可以装填到单独的管或容器中，并用手持填缝枪存储用于稍后的反应处理，填缝枪可以是匣式馈送、静态混合器的变型、或采用自动喷射装置，例如具有二个或更多自由度的机器人施加装置或带稳定分配头的x-y工作台。对于二部分或更多部分的系统，各个组分可以恰好在施加之前混合，然后以反应混合物的滴珠的形式分配到外壳或其它封装或衬底的表面上。然后在基本上大气压力下，混合物被就地固化在衬底上。为了缩短周期时间，可以在提高的温度下进行固化，以便加速硫化反应。各个组分也可以预先混合并冷冻存储。

现在参照附图，其中相应的标号被用来表示具有等效元件的所有图中的相应的元件，这些元件以最初的名称表示。代表性的商用分配系统总的用10表示，其包括机器人控制的具有带选定直径的孔15的喷嘴14的分配台架12。分配台架12被设置成与材料供应系统(未示出)处于流体相连的状态，材料供应系统可以包括一个或多个按比例的压缩空气控制的圆柱，用来通过在线静态或动态混合器等输送一个、二个、或多个部分系统每部分的按比例的量。然后，被混合的各个组分可以被传送到另一个按比例的用来控制对台架12的输送的压缩空气圆柱。

台架12被运行，以便沿相对于有关工作台16的一个或多个轴运动。可以相对于台架12静止或沿一个或多个轴运动的工作台16，支持着工件或衬底18，如图所示，其可以是电子装置的外壳或其它封装。工件18具有上表面20，上表面具有周边22，台架12和/或工作台16沿周边22以预定路径24运动。当台架12或工作台16中的一个或二者彼此相对移动时，包含在台架12中的混合材料27的未固化的粘弹性滴珠在施加的压力“P”下从台架12的喷嘴14大致沿路径24排出，这里为说明目以虚线26表示这些滴珠。

另外参照图2可见，不塌落的或其它形式稳定的滴珠26可以如图所示被直接施加到工件18的表面20，或施加到其沟槽(未示出)中。对于诸如蜂窝电话外壳、基站之类的典型应用，滴珠26的宽度“w”约为0.2-10mm，而宽度w对高度“h”的形状比约为0.25∶1-3∶1或更高。

在完成滴珠施加之后，工件18可以被分批加热或在链条式平炉中根据预定的固化程序加热，以便使滴珠26就地固化成一体地粘附到工件18表面20的导电的弹性EMI屏蔽垫片28。在共同转让的1997年11月12日提出的申请U.S.S.N.08/967986；美国专利No.5910524和5641438；欧洲专利申请EP 643551和643552；以及PCT申请WO/9622672和WO/9507603中，进一步描述了这里涉及类型的分配系统。

接着参照图3，控制分配系统10的根据本发明的代表性手动或可编程方法用来形成闭合力小的各种图3中示出的垫片28，其中系统10由被表示为10’。如图所示，图1的FIP垫片以28’重现，其被形成为相对于工件18表面20具有交替的高接触点50’和低接触点52’。

根据图3的方法，喷嘴14被设置成可相对于表面20移动，以确定沿至少位于平行于表面20的平面内的第一水平轴“x”的路径24。如图所示，喷嘴14还可以在这一平面内沿正交于x轴的“y”轴移动。喷嘴14也可以在垂直于表面20的平面内沿横向即垂直轴“z”移动。

以一般恒定的压力P施加到材料27以便从喷嘴14的孔15排出滴珠，喷嘴随台架12(图1)以预定的速度沿着路径24沿x轴移动，并可以沿y轴移动。伴随着沿x和y轴的运动，喷嘴14沿z轴的运动被控制。具体地说，喷嘴14相对于表面20在上部位置60与下部位置62之间的z轴平面内往返，从而确定喷嘴14沿x轴的运动为垂直于外壳表面20的z轴平面内的大致正弦运动，以64表示。喷嘴14沿z轴的这一运动确定一个给定的位移“d”。上部位置和下部位置位置60和62到外壳表面20的距离一般为0.01-0.2英寸(0.25-5mm)，下部位置62的距离一般为上部位置60的距离的大约10-50％。作为喷嘴14的所述被控制的运动的结果，滴珠26’以一系列周期性交替的高区间Δxh’和低区间Δxl’被施加到表面20。

在图3所示的方法中，滴珠26’的高和低区间被形成为确定滴珠高区间Δxh’与低区间Δxl’的交替的峰和谷的一般连续的波形曲线。由峰和谷确定的垫片28相对于外壳表面20的第一高度“h1’”的高接触点50’以及确定垫片28的第二高度“h2’”的低接触点52’的绝对高度或幅度，通常依赖于滴珠的宽度w(图2)，并依赖于诸如外加压力P、喷嘴14沿x、y、z轴的运动相对速度、喷嘴位移d以及材料27的粘滞性或其它材料性质之类的变量。通常，第一和第二高度h1’和h2’为0.01-0.09英寸(0.25-2.3mm)，第二高度h2’比第一高度h1’小大约10-50％。

至于间距可能规则或不规则的区间Δxh’和Δxl’沿路径24的纵向或轴向的间距，已知只要沿垫片接缝保持最小电连续性，通常约为0.1欧姆或更小，若垫片中各个间隙之间的间距小于大约25％，最好是小于大约20％的被屏蔽辐射波长，则屏蔽效率就被保持。于是，本发明的垫片28’考虑了一个小于大约10MHz-10GHz内一定值的给定频率波长的大约25％的区间Δxl’。

当如图3所示形成时，固化的垫片28’通常被观察出在大约10-50％的压缩下呈现出一定挠力，其比可比尺寸的常规“不中断的”垫片小到大约50％。有利的是，垫片28’的采用使设计者可以确定壁厚更薄且螺钉或其他固定元件更少的封装，且重量、尺寸和成本减小。而且，随着使垫片挠曲到可以确保用于适当EMI屏蔽性能的充分界面电接触的程度所必须的力减小，利用封装的挠曲元件在垫片被压时弯曲的任何趋势的相应降低，可以得到更高的可靠性。

现在参照图4，可以单独使用或与图3的控制方法组合使用的形成闭合力小的FIP垫片变量的另一种控制方法在图4中被示意地示出，其中系统10又表示为10”。如前述那样，图1的FIP垫片28以28”重现，其还是被形成为相对于外壳表面20具有交替的高接触点50”和低接触点52”。

根据图4的方法，喷嘴14再次被设置为至少沿x轴相对于表面20可移动，从而确定路径24。以一般恒定的压力P施加到材料27以便从喷嘴14的喷嘴小孔15排出滴珠26”，喷嘴14随台架12(图1)以预定的速度沿x轴移动，也可以沿y轴移动，从而沿着路径24前进。然而，在沿x和/或y轴确定的一系列分隔开的点70a-d每一点附近，喷嘴14沿此轴的速度在区间Δxh”中被减速，然后在区间Δxl”中被加速。喷嘴沿x和/或y轴的运动还可以在各个点70处停止一个预定的时间即停留期间Δt。这一控制再次在区间Δxh”和Δxl”中分别提供高度为h1”和h2”的局部高接触点50”和低接触点52”。利用沿x和/或y轴的通常恒定的喷嘴速度，或与变化的速度组合，借助于提高施加的压力P以相应地提高区间Δxh”中材料27的施放量，并降低区间Δxl”中的外加压力P以相应地减小材料27的施放量，也可以得到相似的效果。

最后参照图5，可以单独使用或与图3和4的控制方法10’和10”组合使用的形成闭合力小的FIP垫片的另一种控制方法在图5中被示意性示出，其中系统10又被表示为10。如以前那样，图1的FIP垫片28以28重现，其还是被形成为相对于表面20具有交替的高接触点50和低接触点52。低接触点52现在被确定为高接触点50之间没有材料的空间。

根据图5的方法，喷嘴14再次被设置为相对于表面20至少可沿x轴运动以确定路径24。通过再次沿x和/或y轴被确定的点70，在靠近各个点70时将压力P施加到的材料27，以便在区间Δxh中从喷嘴孔15排出滴珠26。因此，压力P是不连续的，以便在区间Δxl中停止排放滴珠26。这一控制再次在区间Δxh’和Δxl’中分别提供了高度为h1和h2的局部高接触点50和低接触点52，高度为h2为高接触点50之间无材料空间处的高度h2为0。利用仅仅在停留期间施加而之后终止施加的压力P，当喷嘴在前进中在一个点70与下一个相邻的点之间移动时，喷嘴沿x和/或y轴的运动在各个点70处可以被减速或停止一个预定的时间或停留期间Δt。

在图5示意地示出的实施方案中，这样制作的垫片28的特征是其被施加为区间Δxh中的一系列不连续的材料区域或“脉冲”。对于喷嘴在各个点70处停留的情况，根据执行的喷嘴速度的控制，此区域通常可以是图5所示的球形。或者，在施加压力P的过程中喷嘴沿x或y轴的运动被维持的情况下，此区域可以是椭圆形或细长的。

由于可以预料，不脱离本发明的方案可以对本发明作出某些改变，故认为包含在前述描述中的所有内容应该被认为是示例性的而不是限制性的。这里引用的所有参考都作为参考资料明确地包括进来。

Claims (12)

1.一种在衬底表面上就地成形具有交替高接触点和低接触点的闭合力小的垫片的方法，所述方法包括下列步骤：

(a)提供具有孔的喷嘴，所述喷嘴可相对于衬底表面沿平行于衬底表面设置的第一轴运动以确定一条路径，并可选地沿垂直于衬底表面设置的第二轴运动；

(b)在施加的压力下，从所述喷嘴的孔排出可固化的弹性组合物滴珠；

(c)以预定速度沿所述第一轴，并可选地沿所述第二轴移动所述喷嘴，以便将所述组合物的所述滴珠施加到衬底表面；

(d)控制步骤(b)的一个或多个压力、步骤(c)的所述喷嘴沿所述第一轴的运动速度、以及步骤(c)的所述喷嘴沿所述第二轴的运动，以便在步骤(c)中在一系列周期性交替的相对于衬底表面的高和低区间中沿所述第一和第二轴在步骤(c)中的喷嘴运动方向施加所述滴珠；

(e)在大气压力下固化所述弹性组合物，以便在衬底表面上形成所述垫片，所述滴珠的所述高区间确定所述垫片的所述高接触点，而所述滴珠的所述低区间确定所述垫片的所述低接触部分。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：

通过使所述喷嘴在相对于衬底表面的上位置与下位置之间往返，在步骤(d)中控制步骤(c)的所述喷嘴沿所述第二轴的运动，以便与所述喷嘴沿所述第一轴的运动一起确定所述喷嘴的正弦运动；

在步骤(c)中，所述滴珠被施加为具有交替的峰和谷的连续的波形曲线，所述峰确定所述滴珠的所述高区间，而所述谷确定所述滴珠的所述低区间。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过沿所述路径确定一系列分隔开的点，在靠近各个所述点处将所述喷嘴的运动减速，而在各个所述点之间将所述喷嘴的运动加速，在步骤(d)中控制步骤(c)的所述喷嘴沿所述第一轴的运动速度。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，步骤(c)的所述喷嘴沿所述第一轴的运动在各个所述点处停留一个预定的停留期间。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过周期性地增大和减小施加的压力而在步骤(d)中控制步骤(b)的所述压力。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于：

通过沿所述路径确定一系列分隔开的点、施加所述压力以便在靠近各个所述点处从所述喷嘴排出所述滴珠，以及在各个所述点之间中断所述压力以便使所述滴珠停止从所述喷嘴排出，在步骤(d)中控制步骤(b)的所述压力；

在步骤(c)中，将所述滴珠施加在一系列确定所述滴珠的所述高区间的不连续的区域中，所述区域被确定所述滴珠的所述低区间的空间分隔开。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，通过在各个所述点处停止所述喷嘴沿所述第一轴的运动的一个预定的停留期间，在步骤(d)中控制步骤(c)的所述喷嘴沿所述第一轴的运动速度。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤(b)的所述组合物包括聚合粘合剂组分以及导电填料组分。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，步骤(e)中形成的所述垫片的所述高接触点被所述低接触点分隔开一个小于给定频率的波长的25％的距离，所述给定频率选自10MHz-10GHz。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，步骤(e)中形成的所述垫片在10MHz-10GHz的频率范围内表现出80分贝的电磁干扰屏蔽效率。

11.根据权利要求8的方法，其特征在于，组合物具有1mΩ·cm-50mΩ·cm的条形体积电阻率。

12.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤(e)中形成的所述垫片的所述高接触点确定所述垫片相对于衬底表面的第一高度，且所述低接触点确定所述垫片相对于衬底表面的第二高度，第二高度小于所述第一高度的约50％。

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