CN1214699C - 用于表面安装的具有锥形壁端的屏蔽外壳和采用该屏蔽外壳的无线电话 - Google Patents

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Abstract

电磁屏蔽设备设有壁，该具有终止于锥形端部的一对相对的通常平行的侧面。每个锥形端部构造成用一对焊脚表面安装到电子基片上的相应导电部分(例如安装垫片)。每个壁的锥形端部包括相对于一个平面对称的一对细长的端面，该平面通常平行于相应壁的侧面并且在该相应壁的侧面之间与该相应壁的侧面等距。端面相对于PCB限定了一对细长的凹腔，该凹腔构造成容纳焊脚。

Description

用于表面安装的具有锥形壁端的 屏蔽外壳和采用该屏蔽外壳的无线电话
发明领域
本发明通常涉及屏蔽，特别是涉及用于屏蔽安置在印刷电路板上或嵌入印刷电路板中的电子元件或电子电路的屏蔽设备。
发明背景
印刷电路板(PCBs)广泛地应用于电子业和电信业中的电子基片。PCBs通常包括一层或多层绝缘基片(例如塑料)，在该基片上通过沉积预定图案的导电金属(例如铜)形成电路，以用来连接安装在PCB层上或蚀刻在其中的各种电子元件(例如半导体)。这些电路中的许多电路包括以高射频(RF)工作的元件。这些元件的射频发射会干扰PCB附近其它元件或电路的正常工作。这样，阻碍或屏蔽这些RF发射非常重要，以防射频(RF)干扰。
传统上，金属“屏蔽外壳”通常具有反向开口盒的形状，它可用来覆盖PCB上或PCB中的电子元件或者导致射频(RF)干扰的电路的特定部分。通过焊料或强制电接合，屏蔽外壳通常置于PCB的合适区域。为了适当和有效的射频(RF)屏蔽，传统上希望屏蔽物可均匀地接触PCB。如果在屏蔽外壳和PCB之间存在间隙的话，可能极少或没有RF能的屏蔽。
如图1A所示，传统的屏蔽外壳10包括一个盖12和由金属薄片形成的若干侧壁14。为提高刚性，如图所示，围绕每个壁的上部14a形成唇缘16，并且提供一对交叉构件18a，18b。图示的屏蔽外壳10还包括一个“拾取点”17，该拾取点17位于交叉构件18a，18b的交叉点，该点17便于通过表面安装设备设置侧壁14。在制造工序中在后面的点处连接盖12。
为了在PCB 11上安装所述屏蔽外壳10，每个壁14的下端部分14b放置在安装垫片22上的焊锡膏堆积物20中，这如图1B所示。然后加热，以致焊锡膏20重熔，这产生图1C中的所述焊点(也称为“焊脚”)24。在冷却时，每个焊脚24可提供安装垫片22和相应的壁14之间的焊接。盖12构造成固定到壁14的上部14a上，以便封闭PCB的一部分。不幸的是，唇缘16和交叉构件18a，18b会妨碍对具备这些特征的被焊元件检查和返工，和/或在以后的时间里去掉屏蔽外壳10。
为了将由金属薄片形成的屏蔽外壳壁合适地焊接在PCB上，在最初形成侧壁和在重熔操作期间，金属薄片应基本上平坦通常是很重要的。不幸的是，重熔操作发出的热可导致金属薄片卷曲。这可能导致屏蔽外壳壁和PCB之间产生间隙，从而可能影响屏蔽外壳阻碍RF发射的效率。间隙的存在可能需要昂贵的返工，以便将壁合适地焊接在PCB上。
如图2A所示，它表示通常优于由金属薄片形成的屏蔽外壳的传统模制的屏蔽外壳10′。所述模制屏蔽外壳10′包括一个盖12′和若干模制侧壁14′，和表面安装设备所用的拾取点17′。如图2B所示，模制屏蔽外壳10′的每个侧壁14′具有比图1A-1C中所示的屏蔽外壳10的金属薄片壁14的厚度T1大的厚度T2(即T2＞T1)。
为了在PCB上安装图2A的模制屏蔽外壳10′，每个壁14′的下端部14b′放置在安装垫片22上的焊锡膏20内，这如图2B所示。然后，加热，以便使焊锡膏20重熔，这产生图2C中所示的焊脚24。冷却时，每个焊脚24可提供安装垫片22和相应的壁14′之间的焊接。盖12′构造成固定到壁14’的上部14a′上，以便封闭PCB 11的一部分。
通过增加每个壁14′的厚度，不再需要唇缘和交叉构件来提供刚性。结果，可完成任何附加的返工而不受妨碍。模制屏蔽外壳也是优选的，因为模型可成本效率地制备复杂的形状和结构，但这很难形成金属薄片。
不幸的是，与具有由金属薄片形成的壁的屏蔽外壳相比，具有较厚壁的模制屏蔽外壳可使用显著的更多PCB空间。对电子设备而言，例如PCB空间受限制的无线电话和其他通信设备，具有比金属薄片厚的壁的模制屏蔽外壳可能是不切实际，或者可能在设计/元件空间方面要妥协。
发明概述
基于上述考虑，因此本发明的一个目的是便于在PCB空间受限的电子设备例如无线电话中使用模制屏蔽外壳。
本发明的另一目的是便于降低用来将屏蔽外壳壁固定到PCB上的安装垫片的宽度。
本发明的又一目的是无需加强件即可方便地使用电子设备例如无线电话中的屏蔽外壳。
根据本发明的一个方面，提供了一种电磁屏蔽设备，该设备包括：一导电框架，该导电框架具有外围壁和相对的第一和第二开口端；其中每个外围壁包括：终止于锥形端部的一对相对侧面，该侧面被构造成焊接到一电子基片的一导电部分上；其中所述锥形端部的横截面尺寸沿朝着导电部分的方向减少，以相对于导电部分形成至少一个凹腔；并且所述凹腔被构造成在其中接收焊料，以便将锥形端部固定到导电部分上；和一导电盖，该导电盖被构造成固定到框架上，以便覆盖第一开口并因此形成一个罩。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，该设备包括：一电子基片；和一固定到电子基片上的电磁屏蔽设备，该电磁屏蔽设备包括：一框架，该框架包括：若干细长的导电壁；其中每个壁包括终止于一锥形端部的一对相对侧面；其中每个锥形端部用焊料固定到电子基片上的一相应导电安装垫片上；并且其中每个锥形端部的横截面尺寸沿朝着相应的导电安装垫片的方向减少，以形成一个凹腔，该凹腔被构造成在其中接收焊料；和一导电盖，该导电盖固定到框架上，以形成一个罩。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子基片，包括：位于电子基片上的一细长导电安装垫片；和一细长的导电壁)，该导电壁固定到导电安装垫片上，该导电壁包括：终止于一锥形端部的一对相对侧面，其中锥形端部的横截面尺寸沿朝着导电安装垫片的方向减少，以相对于导电安装垫片形成一个凹腔，并且其中锥形端部用布置在凹腔中的焊料固定到导电安装垫片上。
根据本发明的又一方面，提供了一种电磁屏蔽设备，包括：一导电顶部；和若干从顶部垂下的细长的导电侧壁，以形成一凹腔，其中每个侧壁包括一对相对的、平行的侧面，该侧面终止于与顶部相对的一锥形端部，其中所述锥形端部被构造成用焊料表面安装到电子基片上的导电安装垫片上，其中锥形端部包括相对于一平面对称的一对细长端面，该平面平行于侧面并距离该壁的两个侧面等距，并且这对端面的一边彼此邻接，另一边分别邻接所述两个侧面。
通过电磁屏蔽设备，例如屏蔽外壳，可实现本发明的这些和其他目的，该电磁屏蔽设备包括具有一个或多个凹腔的锥形壁端部，该凹腔构造成其中接收焊脚。根据本发明的一个实施例，屏蔽外壳可包括一个导电盖和一个模制导电框架。框架包括若干细长的金属壁。每个壁包括一对相对的、通常平行的侧面，该侧面终止于锥形端部。每个锥形端部构造成由焊料表面安装到电子基片的相应导电部分(例如，安装垫片)上。盖构造成可移动地固定到框架上，以限定一个罩，从而屏蔽电子元件和/或电路。
每个壁的锥形端部包括一对细长的端面，该端面相对于一个平面对称，该平面通常平行于壁侧面并且在壁侧面之间等距。互相邻接的端面形成一个尖。每个端面还邻接相应侧面的相应边缘。端面相对于PCB的导电部分限定了一对细长凹腔。每个凹腔构造成其中接受焊料，以便将壁固定到PCB的导电部分。
根据本发明的另一实施例，屏蔽外壳可包括依靠在那里的一个顶部和若干从顶部垂下的壁。每个壁包括一个锥形端部，该锥形端部具有一个或多个凹腔，该凹腔构造成其中接受焊料，以便将壁固定到PCB的导电部分。
用于本发明的屏蔽外壳是有利的，因为其壁可由比金属薄片厚的材料形成，这样可具有足够刚性而不需附加加强部件。而且，根据本发明容纳在锥形端部凹腔中的焊脚的形状不能象传统的焊脚那么多地占用PCB表面空间。另外，本发明产生的焊脚可比传统的焊脚更强，因为与传统的屏蔽外壳壁相比，本发明的焊料更多地垂直浸入在更大的壁表面区域。
附图的简要描述
结合在说明书中并作为说明书一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1A表示由金属薄片形成的传统的屏蔽外壳。
图1B是图1A的屏蔽外壳的壁的侧向横截面图，该壁放置在安装垫片上的焊锡膏中。
图1C是在图1B所示的焊锡膏重熔后，图1A的屏蔽外壳的壁的侧横截面图。
图2A表示传统的模制屏蔽外壳，该屏蔽外壳具有比金属薄片厚的壁。
图2B是图2A的屏蔽外壳的壁的侧向横截面图，该壁放置在安装垫片上的焊锡膏中。
图2C是在图2B所示的焊锡膏重熔后，图2A的屏蔽外壳的壁的侧横截面图。
图3是电子元件的传统布局的示意图，以使无线电话发送和接收电信信号。
图4是容纳在无线电话壳内的电路板和键盘的分解示意图。
图5表示根据本发明的一个实施例的一种模制屏蔽外壳，该屏蔽外壳具有带锥形端部的壁。
图6A是图5沿着线6A-6A截取的模制屏蔽外壳的一个壁的放大、横截面图，并表示根据本发明的一个实施例的壁的锥形下端部，该壁放置在安装垫片上的焊锡膏中。
图6B表示在焊锡膏重熔后，图6A的模制屏蔽外壳壁的锥形下端部，壁在其上经焊脚固定到安装垫片上。
图7A表示根据本发明的另一实施例的模制屏蔽外壳，该模制屏蔽外壳包括一个盖和从该盖垂下的带锥形端部的整体壁。
图7B是图7A沿着线7B-7B截取的模制屏蔽外壳的横截面图。
发明的详细描述
下面参考附图，结合本发明的优选实施例，更全面地描述本发明。但是，本发明可体现在许多不同形式中，并且不应理解为只限于这里所提出的实施例；而是，提供这些实施例以便更透彻和完全地理解本公开文献，并且本领域的普通技术人员将可全面运用到本发明所覆盖的范围。本文中相同的数字代表相同的元件。
无线电话通常指通信终端，它提供与一个或多个其他通信终端的无线通信连接装置。无线电话可用于各种不同应用，包括移动电话、陆上移动(例如，警察和消防部门)，和卫星通信系统。
使无线电话能发送和接收无线电话通信信号的电子元件的传统布局如图3中示意表示，并且无线电话通信领域的普通技术人员可以理解。接收和发送无线电话通信信号的天线30与射频收发器32电连接，该收发器32进一步与控制器34例如微处理器电连接。控制器34与扬声器36电连接，该扬声器36将来自控制器34的远程信号发送到无线电话的用户。控制器34还与微处理器38电连接，该微处理器38接收来自用户的声音信号，并且经控制器34和收发器32将声音信号发送到远程装置。控制器34与键盘40和显示器42电连接，该显示器42便于无线电话的操作。无线电话的其他元件是传统的并且无需在这里描述。
现在参考图4，它提供了无线电话50的各种元件的分解示意图。上壳部分52a和下壳部分52b构造成闭合各内部元件。所述内部元件包括电子基片例如PCB 54和键盘56。对本领域的普通技术人员来说公知的是，能够使无线电话50发送和接收电信信号的各电子部件安装在PCB 54上。所述PCB 54包括相对的第一和第二面54a，54b。多数电子元件与所述PCB 54的第二面54b连接，因为接触垫片58位于电路板第一面54a上，该垫片58构造成与键盘56的键57接合。根据本发明的屏蔽外壳可用于屏蔽安装到图示PCB 54的第一和第二面54a，54b上(或嵌入其中)的电子元件或电路。
现在参考图5，图示了根据本发明的一个实施例的屏蔽外壳100。所述屏蔽外壳100包括一个导电盖102，一个模制、导电框架104，和表面安装设备所用的一个拾取点117。框架104包括若干细长的金属壁106。每个壁106包括一对相对的、通常平行的侧面108a，108b，该侧面终止于一个锥形端部110。每个锥形端部110构造成经一对焊脚表面安装到电子基片(即PCB)上的相应的导电安装垫片(或其他导电部分)上。盖102构造成可移动地固定到框架104上，以形成一个罩103，以便屏蔽电子元件和/或电路。
现在参考图6A，它表示图5沿着线6A-6A截取的模制屏蔽外壳100的壁106的放大、横截面图，并表示根据本发明的一个实施例，壁106的锥形端部110。锥形端部110嵌在PCB 11的导电安装垫片22上的焊锡膏20内。
图示屏蔽外壳100的每个壁106的锥形端部110包括一对细长的端面112a，112b，这两个端面相对于平面114对称，该平面114通常平行于壁106的侧面108a，108b，并且在该侧面108a，108b之间与它们等距。端面112a，112b邻接以形成尖113，这如图所示。邻接的端面112a，112b最好形成介于约5度(5°)至约45度(45 °)之间的角A。
每个端面112a，112b还邻接相应侧面108a，108b的相应边缘109a，109b，如图所示。端面112a，112b形成了一对相对于导电安装垫片22的细长凹腔115a，115b，这如图所示。每个凹腔115a，115b构造成接收其中的相应焊脚24，以便将壁106固定到导电安装垫片22上。
本发明不仅限于图示的壁锥形端部110的结构和形状。也可使用不超出本发明的实质和内容的为接收焊脚而提供的一个或多个凹腔的其他形状和结构。例如，尖113可以是平坦结构或者可以具有圆形或圆角结构。
图示屏蔽外壳100的盖102和框架104最好由这样的材料形成，该材料的熔点比焊锡膏20的熔点高。最好，盖102和框架104由涂敷有导电材料的外层的聚合材料形成。
现在参考图6B，图6A中所示的焊锡膏20经历重熔条件，以便在凹腔115a，115b(图6A)中形成焊脚24，该焊脚24将壁锥形端部110固定到导电安装垫片22上。对本领域的普通技术人员来说，重熔焊料技术是公知的，该技术允许多元件一次焊接就位，这里无需进一步描述。每个焊脚24基本在壁106下折曲，这如图所示。结果，保护了导电安装垫片22上的横向空间，并因此，保护了PCB 11。根据本发明具有带锥形端部的壁的屏蔽外壳可使用比传统屏蔽外壳可能使用要小的导电安装垫片。结果，本发明便于PCB面区域的保护。
另外，根据本发明，屏蔽外壳壁的锥形端结构，具有比传统的屏蔽外壳壁在更大的壁表面积上允许焊料更垂直地浸入。结果，用于本发明的屏蔽外壳壁和PCB之间的接合处可提高屏蔽外壳的刚性。
现在参考图7A和7B，它们表示根据本发明的另一实施例的屏蔽外壳200。图示屏蔽外壳200包括一个导电顶部202和若干细长的、导电侧壁204，该侧壁204与顶部202形成整体并且从顶部202悬垂，以形成凹腔203，从而封闭电子元件和/或电路。每个侧壁204包括一对相对的、通常平行的侧面206a，206b，该侧面终止于对着顶部202的锥形端部208。锥形端部208构造成经过上述至少一个焊脚被表面安装到导电安装垫片或电子基片的其他导电部分上。锥形端部208与上面的图6A，6B所示的锥形端部相似。
前面是对本发明的说明，而非对本发明的限制。虽然只描述了本发明的几个典型实施例，那些本领域的普通技术人员将容易理解，在不实质上超出本发明的新颖教导和优点的前提下，有可能对典型实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都要包含在由权利要求书所限定的本发明的范围内。因此，可以理解前面是本发明的说明，而非只限于公开的具体实施例，并且公开的实施例和其他实施例的修改都要包括在附后的权利要求书的范围内。本发明由下面的权利要求书以及这里所包含的权利要求书的等同范围所限定。

Claims (28)

1.一种电磁屏蔽设备，该设备包括：
一导电框架(104)，该导电框架(104)具有外围壁(106)和相对的第一和第二开口端；
其中每个外围壁包括：
终止于锥形端部(110)的一对相对侧面(108a，108b)，该侧面(108a，108b)被构造成焊接到一电子基片的一导电部分上；
其中所述锥形端部(110)的横截面尺寸沿朝着导电部分的方向减少，以相对于导电部分形成至少一个凹腔(115a)；并且
所述凹腔被构造成在其中接收焊料，以便将锥形端部(110)固定到导电部分上；和
一导电盖(102)，该导电盖(102)被构造成固定到框架(104)上，以便覆盖第一开口并因此形成一个罩。
2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于每个壁(106)的侧面(108a，108b)是平行的。
3.根据权利要求2所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于每个壁(106)的锥形端部(110)包括相对于一平面(114)对称的一对细长的端面(112a，112b)，该平面(114)平行于一相应壁(106)的侧面(108a，108b)并且距离该壁的两个侧面等距，并且其中这对端面的一边彼此邻接，另一边分别邻接所述两个侧面，以相对于相应的导电部分形成一对凹腔(115a，115b)，并且其中这对凹腔中的每一个凹腔被构造成在其内接收焊料(24)，以便将相应的壁(106)固定到一相应的导电部分。
4.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于邻接的端面形成介于5度至45度之间的角(A)。
5.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于每个壁(106)由熔点比焊料的熔点高的材料形成。
6.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于盖(102)和框架(104)由喷涂金属的聚合材料形成。
7.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于电子基片的导电部分包括一导电安装垫片(22)。
8.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于外围壁(106)包括金属。
9.一种电子设备，该设备包括：
一电子基片(11)；和
一固定到电子基片(11)上的电磁屏蔽设备(100)，该电磁屏蔽设备(100)包括：
一框架(104)，该框架(104)包括：
若干细长的导电壁(106)；
其中每个壁(106)包括终止于一锥形端部(110)的一对相对侧面(108a，108b)；
其中每个锥形端部(110)用焊料(24)固定到电子基片(11)上的一相应导电安装垫片(22)上；并且
其中每个锥形端部(110)的横截面尺寸沿朝着相应的导电安装垫片(22)的方向减少，以形成一个凹腔(115a)，该凹腔被构造成在其中接收焊料(24)；和
一导电盖(102)，该导电盖(102)固定到框架上，以形成一个罩。
10.根据权利要求9所述的一种电子设备，其特征在于每个壁(106)的侧面(108a，108b)是平行的。
11.根据权利要求10所述的一种电子设备，其特征在于每个壁(106)的锥形端部(110)包括相对于一平面(114)对称的一对细长的端面(112a，112b)，该平面(114)平行于一相应壁(106)的侧面(108a，108b)并且距离该壁的两个侧面等距，并且这对端面(112a，112b)的一边彼此邻接，另一边分别邻接所述两个侧面(108a，108b)，以相对于一相应的导电安装垫片(22)形成一对凹腔(115a，115b)，并且其中每个凹腔(115a，115b)被构造成在其中接收焊料(24)。
12.根据权利要求11所述的一种电子设备，其特征在于邻接的端面(112a，112b)形成介于5度至45度之间的角(A)。
13.根据权利要求10所述的一种电子设备，其特征在于焊料(24)基本包含在凹腔内。
14.根据权利要求10所述的一种电子设备，其特征在于每个壁(106)由熔点比焊料的熔点高的材料形成。
15.根据权利要求10所述的一种电子设备，其特征在于盖(102)和每个壁(106)包括喷涂金属的聚合材料。
16.根据权利要求10所述的一种电子设备，其特征在于电子设备是一无线电话。
17.根据权利要求9所述的一种电子设备，其特征在于导电壁(106)包括金属。
18.一种电子基片，包括：
位于电子基片(11)上的一细长导电安装垫片(22)；和
一细长的导电壁(106)，该导电壁(106)固定到导电安装垫片(22)上，该导电壁包括：
终止于一锥形端部(110)的一对相对侧面(108a，108b)，其中锥形端部(110)的横截面尺寸沿朝着导电安装垫片(22)的方向减少，以相对于导电安装垫片(22)形成一个凹腔(115a)，并且其中锥形端部(110)用布置在凹腔(115a)中的焊料(24)固定到导电安装垫片(22)上。
19.根据权利要求18所述的一种电子基片，其特征在于侧面(108a，108b)是平行的。
20.根据权利要求19所述的一种电子基片，其特征在于锥形端部(110)包括相对于一平面(114)对称的一对细长端面(112a，112b)，该平面(114)平行于侧面(108a，108b)并距离该壁的两个侧面等距，其中这对端面(112a，112b)的一边彼此邻接，另一边分别邻接所述两个侧面(108a，108b)。
21.根据权利要求20所述的一种电子基片，其特征在于邻接的端面(112a，112b)形成介于5度至45度之间的角(A)。
22.根据权利要求18所述的一种电子基片，其特征在于壁(106)由熔点比焊料(24)的熔点高的材料形成。
23.根据权利要求22的一种电子基片，其特征在于壁(106)由喷涂金属的聚合材料形成。
24.根据权利要求18所述的一种电子基片，其特征在于填料(24)基本容纳在凹腔(115a)中。
25.一种电磁屏蔽设备，包括：
一导电顶部(202)；和
若干从顶部(202)垂下的细长的导电侧壁(204)，以形成一凹腔，
其中每个侧壁(204)包括一对相对的、平行的侧面(206a，206b)，该侧面(206a，206b)终止于与顶部(202)相对的一锥形端部(208)，其中所述锥形端部(208)被构造成用焊料表面安装到电子基片上的导电安装垫片上，其中锥形端部包括相对于一平面对称的一对细长端面，该平面平行于侧面(206a，206b)并距离该壁的两个侧面等距，并且这对端面的一边彼此邻接，另一边分别邻接所述两个侧面(206a，206b)。
26.根据权利要求25所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于邻接的端面形成介于5度至45度之间的角。
27.根据权利要求25所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于每个侧壁由熔点比焊料的熔点高的材料形成。
28.根据权利要求25所述的一种电磁屏蔽设备，其特征在于侧壁(204)和顶部(202)由喷涂金属的聚合材料形成。
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