CN1259802C - 用于电磁屏蔽的元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造用于电磁屏蔽的元件(5)的方法，该方法特征在于步骤：沿着和要完成的元件(5)的范围对应的曲线以条(6)的形式设置粘性材料(7)，以及通过对所述条(6)施加磁场(10)定向材料(7)中的颗粒(9)。该材料(7)带有实质上为导电性的并且还具有铁磁和/或亚铁磁特性的颗粒(9)。本发明还涉及一种对应的用于电磁屏蔽的元件，一种用于电磁屏蔽的包含这种元件的部件，在移动电话中及基站中使用这种元件，以及包含这种元件的移动电话及基站。

Description

用于电磁屏蔽的元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于电磁屏蔽的元件、该元件的制造方法以及一种包含这种元件的部件。更具体地，本发明涉及这样一种用于电磁屏的元件，其包括带有实质上为电导性的颗粒的弹性材料。
背景技术
为了恰当工作，电子设备通常必须对电磁辐射进行屏蔽。该设备还可能包含自身会产生必须被屏蔽掉的电磁辐射的组件。
为了提供这种屏蔽，电子设备或其组件通常包含在电导性的外壳中，该外壳从而充当法拉弟笼。
为了能进入电子设备或者达到它的组件，这些外壳通常做成是开口的，在这种情况下使用引言中所述类型的弹性元件以确保必要的屏蔽。
例如从GB2049718已知这样的元件。该公开的元件包括带有导电性薄片(flake)的弹性不导电材料。为了增加该元件的导电性这些薄片按某种方向定向。为了实现这种定向，该材料在仍处于粘稠状态时受到可通过挤压实现的剪切处理。然后，让材料固化，固化后该材料在某方向，最好垂直于挤压方向上成片状。最后冲压材料片以得到完成的元件。尽管这样制造的电磁屏蔽件在所需方向上具有有益的电导性，但它们难以制造，并且除此之外难以对这样的元件提供更加复杂的设计。
此外，例如US5882729公开一种带有引言中所述类型的弹性元件的外壳。
该专利公开文件中说明的元件是通过在机架上散布带有实质上导电性的颗粒的粘性材料制造的。按所需尺寸的条状散布该粘性材料，然后处理该材料以呈现弹性非粘性状态。该元件确保该机架和闭合上并且靠在该元件上的外罩之间的良好电气接触。
这种类型的元件的一个问题在于，提供该元件导电性的颗粒相对昂贵。从而希望减少元件中含有的颗粒量。
另外，为了可能进行散布，该材料必须具有相对低的粘度。从而，散布的条会具有和躺着的D对应的形状。
为了达到例如机架和外罩之间的必要电气接触，这样设计的元件需要相对大的压力。
在许多领域中，需要使电子设备做得越来越小。例如，正在研制更小、更薄和更轻的移动电话。在这种情形下不必要的大压力会造成移动电话的外壳变形。
另外，在移动电话基站的屏蔽外罩中，需要降低屏蔽元件中的压力，因为目前盛行的相对高的压力要求昂贵的刚性元件和/或大的壁厚。
从而产生对要求较低尽力元件的需求。US5882729中建议的解决方案散布若干条，从而构建一种垂直渐缩的元件。可以理解这是一种复杂和耗时的加工过程，这对元件制造成本带来不利影响。
另一种产生这种渐缩元件的方法是注塑法，但是不存在用于表面敏感度高(surface-sensitive)或组件多情况下的实际可应用的方法。
最后从US4778635已知通过使带有导电性颗粒的粘性材料经受空间上变化的磁场并且同时使该材料固化而制造出带有各向异性导电性的材料。更具体地说，该变化的磁场影响这些颗粒，从而颗粒聚集到其位置随着该材料的固化而固定的各个条中。
发明内容
鉴于上述，本发明的一个目的是提供一种用于电磁屏蔽的改进元件，并提供一种对应的制造方法。
另一个目的是提供一种用于电磁屏蔽的包含着这种元件的改进部件。
尽管颗粒含量减少，该元件最好应具有良好的导电性。
该元件最好还应要求减小的压力。
为了达到这些目的以及从下面的说明中变清楚的其它目的，依据本发明提供一种制造用于电磁屏蔽的元件的方法，其特征在于包括步骤：沿着和要完成的元件的范围对应的曲线以条的形式设置粘性材料；该材料带有具有导电性的并具有铁磁性和/或亚铁磁特性的颗粒；通过对所述条施加磁场来定向材料中的颗粒，以及通过固化工序处理材料，从而材料呈现弹性、非粘性状态，同时使颗粒按所保持的定向固定。
根据本发明，提供了一种制造电磁屏蔽元件的方法，其特征在于包括步骤：通过散布工艺并且沿着和要完成的元件的范围对应的曲线在基片上排列由粘性材料和该材料中带有的颗粒构成的条，其中这些颗粒具有导电性并具有铁磁和/或亚铁磁特性；通过在条上施加磁场来定向材料带有的颗粒，该磁场取向成垂直于基片并在离开基片的表面的方向上作用，该表面上排列着所述条；以及处理该材料以呈现弹性、非粘性状态。
根据本发明，提供了一种用于电磁屏蔽的部件，包括按照上述方法制造的元件。
根据本发明，提供了一种根据按照上述方法制造的用于电磁屏蔽的元件，包括带有具有导电性的颗粒的弹性材料，其特征在于：这些颗粒在材料中是定向的并且该元件具有从基部到顶点渐缩的形状。
根据本发明，提供了一种移动电话，其包含上述用于电磁屏蔽的元件。
根据本发明，提供了一种用于移动电话的基站，其包含上述元件。
更具体地，依据本发明提供一种制造用于电磁屏蔽的元件的方法，该方法包括步骤：按纵向延伸的条的形式安排粘性材料，该材料带有实质上为导电性的及铁磁性的和/或亚铁磁性的颗粒；以及通过在所述条上施加磁场使这些颗粒定向。
上面以及下面使用的术语“粘性材料”指的是粘稠性材料。这种材料例如在10-1s的切应变速率时具有范围在30-300Pas的粘性。
这就产生一种制造用于电磁屏蔽的元件的改进方法。由于通过施加磁场定向颗粒，改进了该元件的导电性。更具体地，这些颗粒将排列在沿着该磁场的磁力线的各行中。从而有可能以减少的颗粒数量提供给定的导电率。由于所述颗粒的成本构成该元件的材料的总成本的主要部分，故所需颗粒的减少明显节约了成本。颗粒含量减少的元件还需要较低的压力。原因是这些颗粒起加强该元件的材料的作用。从而，颗粒含量减少造成加强减小。
本发明的方法最好还包括按使该材料呈现弹性、非粘性状态的方式来处理条的步骤，从而把颗粒固定在所保持的定向上。从由硅橡胶、聚氨基甲酸酯和TPE组成的组中选择该材料是有益处的。如果该材料是硅橡胶，则通过固化工艺处理该材料，从而它呈现弹性、非粘性状态，同时颗粒固定在所保持的定向上。
依据该发明方法的一优选实施例，施加在条上的磁场是按使各颗粒在其以和磁场相同的方向定向期间影响该条的几何形状的强度和/或持续时间给出的。该磁场最好取向成使颗粒在定向期间按照使条呈现从底部朝顶点成渐缩的几何形状影响条。如此设计的元件需要减小的压力。
依据另一优选实施例，施加在条上的磁场是按使得在条的表面层聚集颗粒的强度和/或持续时间给出的。在某些情况下，事实上在该元件的表面上最需要实质上的导电性。这样的磁场处理使得有可能确保在所述的表面层中提供必要的导电性同时可以使该材料的其它部分的颗粒含量为最小。这意味着能进一步减少所需的颗粒，这对于制造成本以及所需要的压力都具有正面影响。
依据本发明的再一实施例，通过散布工艺做成所述条。替代地，可以通过丝网印刷工艺做出条。
在一块基片上以条的形式安排材料并且使材料粘在基片上是有益的。磁场取向成垂直于该基片并且在离开该基片表面的方向上作用是有益的，在该表面上安排该材料。
在条上施加的磁场最好具有范围在0.01-1泰斯拉的磁通密度。
这些颗粒最好形成为含有铁磁材料，例如铁、镍、钴或者含有一种或多种所述铁磁材料的合金。
这些颗粒最好还和实质上为导电性材料的外层一起形成。
该外层最好还形成是排列在该外层内的铁磁和/或亚铁磁材料的抗氧化剂。
另外，依据本发明提供一种制造电磁屏蔽件的方法，该方法包括步骤：通过散布工艺在基片上排列粘性材料例如硅橡胶制成的条以及该材料中带有的具有实际上导电性的且具有铁磁和/或亚铁磁特性的颗粒；通过在该条上施加磁场定向该材料中带有的这些颗粒，该磁场取向成垂直于该基片并在离开该基片的表面的方向上作用，在该表面上排列所述条；以及处理该材料以呈现弹性、非粘性状态。
还提供一种用于电磁屏蔽的部件，该部件包含按照上述的方法制造的元件。
依据本发明还提供一种用于电磁屏蔽的元件，其包括带有实质上为导电性的颗粒的材料，该元件的这些颗粒在该材料中是定向的。
这样，提供一种相对于颗粒含量具有特别好的导电性的元件。从而在达到给定的导电性的前提下，有可能降低颗粒含量，这在制造成本上具有正面效果。还降低压挤该材料所需的力。
依据该元件的一优选实施例，所述颗粒定向成在该材料的表面层出现颗粒的聚集。
该元件中包含的材料最好由硅橡胶、聚氨基甲酸酯或TPE构成。
依据另一优选实施例，这些颗粒具有铁磁和/或亚铁磁特性。这使得有可能在元件的材料处于粘性状态时通过在元件上施加磁场实现这些颗粒的所述定向。这些颗粒包含镍、铁、钴或含有它们中的一种或多种的合金是有益的。
依据另一优选实施例，这些颗粒具有实质上为导电性的外部抗氧化层，该抗氧化层最好含有银。
依据另一实施例，该元件具有从基部到顶点渐缩的形状。这减小压挤该元件所需的力。
依据又一实施例，该弹性材料还带有实质上是导电性的并且不具有铁磁或亚铁磁特性的颗粒。
依据本发明，还提供在移动电话中使用如上面所说明的用于电磁屏蔽的元件，并且提供一种含有这种元件的移动电话。
最后，依据本发明，还提供在基站里使用如上面所说明的用于电磁屏蔽的元件，并且还提供一种含有这种元件的基站。
现通过例子并参照各附图说明本发明。
附图说明
图1是带有一个用于电磁屏蔽的元件的本发明的屏蔽部件的透视图；
图2是依据本发明的用于电磁屏蔽的元件在其颗粒定向前的状态下的部分剖视透视图；
图3是用来对图2中示出的元件中的颗粒进行定向的过程的示意图；
图4是用于电磁屏蔽的本发明的元件的一替代实施例的剖面图；
图5是用于电磁屏蔽的本发明的元件的另一替代实施例的剖面图。
具体实施方式
所参照的图1示出一种用于电磁屏蔽的发明部件1。
部件1包括一个带有开口3和围绕着开口3的缘4的外壳2。外壳2实质上是导电性的，从而可以用金属或喷涂金属的塑料制成。外壳2还可以由一个本质上不导电的机壳构成，在此情况下向外壳2内和/或外表面施加一层实质上导电的层。
部件1还包括一个元件5，该元件设置在周边缘4上并且具有从基部到顶点渐缩的形状。这种渐缩的形状意味着减小压挤元件5从而提供良好的电气接触所需的力。
元件5由带有实质上为导电性的颗粒的弹性材料制成。依据一优选实施例，该弹性材料由硅橡胶构成而这些颗粒由带有银外层的镍构成。下面.会更详细地说明元件5以及它的制造方法。
电磁屏蔽部件1可用于屏蔽电子设备(未示出)，例如移动电话基站。该设备放在外壳2中然后用适当设计的盖(未示出)闭合。元件5确保在外壳2和盖之间提供良好的电气接触。
本发明的部件1还可用于屏蔽电子设备中的电子元件，例如印刷电路板(未示出)上的一个或多个组件。部件1形成一个施加在这些组件上的外壳2，并提供确保该外壳2和该印刷电路板之间的良好电气接触的元件5。
本发明的部件1的尺寸当然适应于所讨论的技术领域。
应理解还可以按其它方式配置部件1。例如，可能把部件1做成框的形式，其中该框在相对的二侧上支持用于电磁屏蔽的元件5，该元，件电气上彼此接触。该框然后例如可用作为移动电话中的分隔器，诸如在二块印刷电路板之间或者在该移动电话的前后盖之间。
现在参照的图2示出制造过程期间本发明元件5的状态。
通过散布工艺在基片8上施加粘性材料7，例如硅橡胶构成的条6，其中通过一个在基片8上方沿着一条和要完成的元件5的范围对应的曲线前进的针式喷管(未示出)注入材料7。为了确保材料条6和基片8之间的良好粘合，可在散布条6之前对基片8施加底层涂料。
为了允许进行这种散布处理，材料7必须具有相对高的粘性，从而由于重力材料7会呈现躺着的D的形状。当用板/板(plate/plate)测量系统在粘质流速计Physica-Rheolab MCI中测量时，该材料最好在切应变速率10-1s条件下具有范围为30-300Pas的粘性。
材料7带有实质上为导电性的并具有铁磁和/或亚铁磁特性的颗粒9。
依据该优选实施例，这些颗粒9由带有银外层的镍构成。镍是铁磁性的而银层充当镍的抗氧化剂。银还有助于改进颗粒9的导电性。
这些颗粒最好为球形、圆形、针形或块形，例如不规则颗粒状。
现在参照的图3示出制造本发明的元件5的下一步骤。
在以条6的形式排列的材料7的二侧施加磁场10。磁场10取向成在垂直于基片8并离开其上设置材料7的表面11的方向上作用。该图示出如何通过电磁铁12施加磁场10。但是，应理解，可以以其它方式提供磁场10。
由于颗粒9的铁磁特性，这些颗粒会受到磁场10的影响并且使自身定向成和磁场10一致。更具体地，这些颗粒9会定向为沿着磁场10的磁力线延伸的各列中。从图3中的细节放大中可以清楚看到颗粒在各列中的取向。
由于上面提到的有利形状，促进了颗粒的取向。在这些图中，这些颗粒是针状的，以便清楚地示出它们由该磁场造成的取向。
颗粒9的定向促进元件5的导电性。由于所述的磁场处理，有可能在元件5中提供给定导电性而减少颗粒9的数量。这意味着明显的成本节约。颗粒9数量的减少还意味着减小压挤元件5所需要的力，因为颗粒9造成材料7的加强。不言而喻，颗粒9数量的减少会使得该加强较小。
通过适当地调整磁场10的磁通密度，有可能使颗粒9在它们被定向期间按使条6改变其几何形状的方式来影响条6的材料7。图3中明显示出条6如何呈现出从基部13向顶点14形状渐缩的大致三角形几何形状。于是，磁场10影响颗粒9，以便颗粒在定向期间又进而对材料7起作用并且在垂直方向上伸长它。
该磁场最好具有0.01-1泰斯拉范围的场强。
随后按适当方式处理材料7以使它呈现弹性、非粘性状态，从而颗粒9以所保持的取向下被固定。如果材料7由硅橡胶构成，则它经受常规的固化处理。
在一具体试验中，在基片8上散布硅橡胶构成的条6。该硅橡胶含有以具有银外层的镍为形式的颗粒9。颗粒的直径在10-100μm之间，平均直径为40μm。条6大致呈现躺着的D的形状，其宽为1.3mm高为0.8mm。接着按上面说明的方式在条6上施加15秒的磁通密度为0.05泰斯拉的磁场10。从而条6呈现高度为1.3mm的三角形。
依据本发明，提供一种用于电磁屏蔽的元件5，并且还提供一种该元件的制造方法。该元件5包括带有被定向的实质上为导电性的颗粒9的弹性材料。由于这些颗粒9的定向，该元件5可做成为尽管减少了颗粒含量仍具有给定的导电性。结果，可以降低制造元件5的成本，并且同时可以减小所需的压力。依据本发明，通过在处于粘性状态的材料7的条上施加磁场10提供所述定向。随同颗粒9的定向还有可能影响条6的几何形状。
依据本发明的一优选实施例，可以在基片上直接排列所述材料条并且将其粘合在基片上。该基片可以构成图1中所示的外壳的缘4。但是，可以想到其它类型的基片，例如一个用于放置在二个以印刷电路板为形式的导电结构之间的框结构。
依据另一实施例(未示出)，该元件的材料也带有实质上为导电性的颗粒。这些导电性颗粒有助于这些导电性的并具有铁磁的和/或亚铁磁特性的颗粒当沿着条上施加的磁场的磁力线的各列排列时的电气连接。这进一步改进该元件的导电性。
在移动电话业中本发明特别有用。存在着强大的降低移动电话的价格的压力，从而成本上的任何节约对于制造商都是有好处的。此外，可以减小元件5所需的压力的事实意味着元件5本身不构成设计更小、更轻和更薄移动电话的障碍。
本发明在移动电话基站的屏蔽罩上也是非常有用的。本发明的屏蔽元件所需的压力减小能使该屏蔽罩的壁厚度减小和/或不带有加强元件。
应理解本发明不受上面说明的各实施例的限制。
例如，可以想到调节磁场10，以便如图4中所示在元件5的表面层15中集聚颗粒9。调节磁场10的强度和持续时间，从而从材料7提取”大量颗粒9并将其集聚在该元件的表面层15中。这样制造的元件5在表面层15中具有特别好的导电性。这能进一步减少材料7中的颗粒9的数量。
还可以想到调节磁场10从而仅提供颗粒9的定向。对磁场赋予相对小的强度，从而定位期间颗粒9不能影响条的几何形状，这在图5中示出。
不必必须通过散布工序把弹性材料排列成条的形式。例如，有可能通过丝网印刷工序提供条。
还应理解，该元件中包含的弹性材料不必必须由硅橡胶构成。从而有可能用其它弹性材料，例如聚氨基甲酸酯、TPE等制造该发明元件。
还可以赋予元件5复杂的几何形状。为了达此目的，例如可把带有颗粒的材料散布在非平面的基片上，即，在三维中延伸的基片上。
最后，还应理解，可以按和上面说明不同的其它方式设计颗粒。这些颗粒包含具有铁磁特性的材料是有益的。这种材料的非限定例子是铁、镍、钴和含有一种或多种这些材料的合金。这些颗粒还可以含有具有亚铁磁特性的材料，在这样的情况下这些颗粒最好还包含实质上为导电性的外层，因为通常亚铁磁材料的导电性较差。然而，如前面所说明，含有铁磁材料的颗粒也可以具有实质上为导电性的外层。在铁磁材料具有降低材料的导电性的氧化趋势的情况中这可能是需要的。
还可以想到其他修改和变化，因此，本发明的范围仅由附后的权利要求来限定。

Claims (25)

1.一种制造用于电磁屏蔽的元件(5)的方法，其特征在于包括步骤：
沿着和要完成的元件(5)的范围对应的曲线以条(6)的形式设置粘性材料(7)；
该材料(7)带有具有导电性的并具有铁磁性和/或亚铁磁特性的颗粒(9)；
通过对所述条(6)施加磁场(10)来定向材料(7)中的颗粒(9)，以及
通过固化工序处理材料(7)，从而材料(7)呈现弹性、非粘性状态，同时使颗粒(9)按所保持的定向固定。
2.如权利要求1所述的方法，其中在条(6)上施加的磁场(10)被赋予的强度和/或持续时间使得这些颗粒(9)在它们按和磁场(10)相同的方向定向期间影响该条(6)的几何形状。
3.如权利要求2所述的方法，其中把该磁场(10)取向成使这些颗粒(9)在它们的定向期间按使该条呈现从基部(13)向顶点(14)渐缩的形状影响该条(6)的材料。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中在条(6)上施加的磁场(10)被赋予的强度和/或持续时间使得在条(6)的表面层(15)中提供颗粒(9)的集聚。
5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述条(6)是通过散布工艺做成的。
6.如权利要求1-3中任一权利要求的方法，其中所述条(6)是通过丝网印刷工艺做成的。
7.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中材料(7)按条(6)的形式排列在基片(8)上并且粘合在其上。
8.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中材料(7)按条(6)的形式排列在基片(8)上，磁场(10)取向成垂直于基片(8)并在离开该基片的表面(11)的方向中作用，在该表面(11)上排列材料(7)。
9.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中在条(6)上施加的磁场具有范围为0.01-1泰斯拉的磁通密度。
10.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述材料(7)是从硅橡胶、聚氨基甲酸酯和TPE组成的组中选择的。
11.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中颗粒(9)被形成为包括从铁、镍、钴组成的组中选择的铁磁材料或包括含有一种或多种所述铁磁材料的合金。
12.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中材料(7)含有的颗粒(9)形成为带有具有导电性的材料的外层。
13.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中该材料含有的颗粒(9)带有外层，该外层形成为用于排列在该外层内的铁和/或铁磁材料的抗氧化剂。
14.一种制造电磁屏蔽元件(5)的方法，其特征在于包括步骤：
通过散布工艺并且沿着和要完成的元件(5)的范围对应的曲线在基片(8)上排列由粘性材料(7)和该材料中带有的颗粒(9)构成的条(6)，其中这些颗粒具有导电性并具有铁磁和/或亚铁磁特性；
通过在条(6)上施加磁场(10)来定向材料(7)带有的颗粒(9)，该磁场(10)取向成垂直于基片(8)并在离开基片(8)的表面(11)的方向上作用，该表面(11)上排列着所述条(6)；以及
处理该材料(7')以呈现弹性、非粘性状态。
15.一种用于电磁屏蔽的部件，包括按照权利要求1-13中任一权利要求所述的方法制造的元件(5)。
16.一种根据按照权利要求1-13中任一权利要求所述的方法制造的用于电磁屏蔽的元件，包括带有具有导电性的颗粒(9)的弹性材料(7)，其特征在于：
这些颗粒(9)在材料(7)中是定向的并且该元件具有从基部(13)到顶点(14)渐缩的形状。
17.如权利要求16所述的元件，其中所述颗粒(9)定向成在材料(7)的表面层(15)呈现颗粒(9)的集聚。
18.如权利要求16或17所述的元件，其中材料(7)包括硅橡胶、聚氨基甲酸酯或TPE。
19.如权利要求16或17所述的元件，其中颗粒(9)具有铁磁和/或亚铁磁特性。
20.如权利要求19所述的元件，其中颗粒(9)包括镍、铁、钴或含有它们中一种或多种的合金。
21.如权利要求16或17所述的元件，其中颗粒(9)具有导电性的外部抗氧化层。
22.如权利要求21所述的元件，其中该抗氧化层包含银。
23.如权利要求16或17所述的元件，其中弹性材料(7)还带有具有导电性和不具有铁磁和/或亚铁磁特性的颗粒。
24.一种移动电话，其包含依据权利要求16-23中任一权利要求的用于电磁屏蔽的元件(5)。
25.一种用于移动电话的基站，其包含依据权利要求16-23中任一权利要求的元件。
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