CN1446044A

CN1446044A - 带有一个电磁屏蔽区的设备罩

Info

Publication number: CN1446044A
Application number: CN03122698A
Authority: CN
Inventors: 赫尔穆特·卡尔; 贝恩德·蒂布尔齐乌斯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2003-10-01
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: EP1345485A3; CN100407886C; EP1345485A2; DE10310604A1; US20040057198A1

Abstract

带有一个电磁屏蔽区的电子设备的设备罩，它至少有一个屏蔽壁，该屏蔽壁或者由多个相互叠加的弹性体或软塑料条层组成，这些弹性体或软塑料使用分配技术放在一个基板上面并且材料一致地彼此相连；或者由一高的弹性体或软塑料条层组成，其高度至少要达到它的宽度的两倍。其中弹性体或软塑料内部用导电物质填充和/或屏蔽壁整体用导电物质涂敷。

Description

带有一个电磁屏蔽区的设备罩

技术领域

本发明涉及一种电子设备的设备罩，它至少带有一个电磁屏蔽区，该屏蔽区用于放置发出电磁干扰辐射或对该辐射敏感的元件。

技术背景

目前这种设备罩绝大部分先是用塑料压铸，随后—优先使用的是电镀法—至少使其部分金属化，以使其获得要求的表面导电性，用来形成EMI屏蔽作用。在该多件式设备罩构件的接合边缘设有一个起EMI屏蔽作用的密封层(也叫屏蔽密封层)来保障设备罩无泄漏的屏蔽。这种屏蔽密封层既可以单独制作然后安装或是粘贴在边缘区域的适当位置上，或是用一个模具在选好的位置处现场制作(FIPG工艺)。此前一段时间已经知道，在闭合设备罩之前或是设备罩的部件彼此连接起来之前，在不同的设备罩部件之间以及部件和插板(Platinen)之间用一个由计算机控制的喷头或是喷嘴现场制作出这种屏蔽密封层，并在周围环境条件下使其硬化。

上述类型的屏蔽密封层的现有技术分别由EP 0 629 114 B1，EP 0 654962 B1，WO 98/06246，WO 98/08365以及WO 01/99483提到。

例如从EP 0 629 114 B1已知，在设备罩的同一部段上用上面提到的分配喷头或是喷嘴通过多次涂上密封材料而制作成多层的屏蔽密封层，此时也可制作出相对比较复杂的密封层形状，以备特殊结构要求使用。

发明内容

本发明旨在给出一种对现有技术改进的设备罩，使其制作工艺简单，成本低廉，同时可以灵活地适用于各种变化的不同结构。

该目的通过具有权利要求1中特征的设备罩来实现。

从属权利要求中阐释了本发明的进一步设计。

本发明的基本构思就是，用众所周知的分配方法(Dispens-Verfahren)来制作一个标准的“屏蔽壁”，也就是有EMI屏蔽作用的设备罩的壁，而不必使用模具预成形(压铸或压力铸)，或是(通过深拉的)变形。另外，本发明的构思是，在选择屏蔽壁的材料时，或者是使屏蔽壁的高度至少为它的宽度的两倍并且在一个工步中形状稳定，或者是将那些材料条彼此叠加起来形成多层结构，同样也是形状稳定。最后本发明的再一个构思是，为了相协调地执行分配技术，还要考虑到使用该技术的横截面、材料的涂覆速度以及其它的参数，例如多个涂层的时间间隔、喷头与各自表面的距离、工艺温度等等因素。

本发明还介绍了一种经济的方法，即在设备罩内部制作一个部分屏蔽或是整个设备罩的一个屏蔽。这种方案降低了制作时间，并且它的费用相对于目前市场上的“模制EMI-密封垫”技术也很便宜。

以前用导电材料“模制”的密封层都是置于基板材料之上，比如一般的薄板或是金属化的塑料基板之上，与之相反，本发明不使用任何模具来确定密封层的形状。

这样就可以形成屏蔽罩的一个外壁，同时在内部进行加强也十分简单。

通过经分配处理的材料，形成界隔出一个空间的壁面，该空间用来安放需要屏蔽的电子组件(必要时带印刷电路板)。

为了与基板(是一个薄片，金属铸件或是金属化的塑料部件)的形状尺寸相匹配，必须制作出不同高度的密封层，以使屏蔽部件的“屏蔽壁”适应特别的场合。

本发明的一个特别的设计是分配出由不导电的弹性体、热塑或是热固性塑料/弹性体制成的屏蔽壁，紧接着用电镀、溅射、真空蒸镀或是喷射导电涂层的方法形成一个导电表面。

基板一般可以由一层绝缘的或者甚至是金属化的膜(大于1μ)组成，或者完全由金属组成，并一直到形成刚性的基板，如有机械支承作用的设备罩(塑料/金属)。这里也可以使用按照本发明的工艺制成的屏蔽壁。也可以与传统的模制、注射、喷射或机械成形工艺形成的壁结合使用。

设备罩相关部件的固定可以按照其构造形状直接或是间接通过压紧、拧紧、粘贴或是卡接系统等来进行。

在本发明的第一优选实施例中，屏蔽区的周围基本上由一个屏蔽壁包围，这个屏蔽壁是有很多层相互叠加的弹性体—或软塑料条组成，或者是由一层高弹性体—或软塑料条组成。这一屏蔽区的设置可以通过一个或是多个分配喷头的合适的引导完全由软件来控制。自然，另外的方案是可以与使用压铸或其它的通过使用相应的模具的原型或变形方法制成的屏蔽壁区域相结合。

在本发明的另外一个有意义的实施形式中，至少有一个由多层弹性体或软塑料条或者一层高的弹性体或软塑料条组成的屏蔽壁，特别是整个屏蔽区域位于设备内部。与此结合或另外的方案是至少有一个由多个弹性体或软塑料条或者一个高的弹性体或软塑料条组成的屏蔽壁来构成设备罩的外壁的一段。总的来讲，本发明可以有利的方式实现，形成多个由彼此相接靠的屏蔽壁围成的屏蔽区域，从而可以灵活的方式考虑复杂的有多重功能的电子设备(比如组合移动电话/PDA)的结构要求。

在一个用于现代构造方式的小型电子设备的适宜的实施例中，屏蔽壁或者至少一个屏蔽壁有至少3个，优选5个或更多的条层，且其高度至少为2mm。可以理解，为了与安放在屏蔽区域中的电子元件适应，屏蔽壁的高度也可以再高一些，或者—在后面的实施例中还会明确地看出—可以使不同高度和不同结构的壁区在同一个设备罩内彼此组合。

另外，屏蔽区的基板和/或一个盖板是由金属，特别是薄的、弯曲弹性的金属片组成的，并且该板这样保持，使得在屏蔽壁和盖板之间形成基本贯通的线性接触。另外的方案或与此结合，是用一个金属化的塑料板或膜来构成屏蔽区的基板或盖板，并这样保持，使得在屏蔽壁和盖板之间形成基本贯通的线性接触。采用这些不同的设计，可以使设备罩适用于各种现代电子设备，不管是设备机械上的还是电磁方面的要求，该设备罩都是完全可以适用的。

在另一个有意义的实施例中，屏蔽区的基板或是盖板设计为带电子元件的印刷电路板。这样的设计变型是出于对那些现代结构的小型电子设备经常要求其印刷电路板或部件基板同时具有机械的设备罩的功能的考虑。

EMI屏蔽所必须的导电性在本发明的第一实施例中是通过用金属和/或碳颗粒来填充弹性体及软塑料体而实现的。另一方案中，屏蔽壁至少在一侧盖有导电薄层，特别是蒸镀层、喷射层或是溅射层，并且一直延伸到基板，使基板和屏蔽壁一起起屏蔽作用。这两种变型方案也可以在对EMI屏蔽作用有极高要求的特殊的使用情况下组合使用。

在本发明的另外一个实施例中设想，至少一个屏蔽壁由一层单个的高的弹性体或软塑料条组成，并且至少另外一个屏蔽壁是由多层相互叠加的弹性体条组成。这样一来，用同一种方法和同一种材料就可以制成高度非常不同的屏蔽壁和起屏蔽作用的密封区域，从而以简单的方法和较低的成本使设备罩的结构具有了高度灵活性。

上述形式的设备特别是那些构成EMI源或是对EMI敏感的无线移动终端设备或是其它的通信终端设备或是无线移动通信网(特别是基站)的部分设备，或者是对EMI干扰敏感的数据通信或是数据处理设备及这些设备的组成部分。此外，该设备还可用于传感器、运行测试、过程控制领域以及还可用于无线电导航系统等等。

附图的简要描述

从下面简要叙述的本发明的优选实施例和各个方面可以看出其优点和实用性。其中附图表示：

图1 本发明的一个实施例的某个设备罩部件的侧面示意图，

图2A 另一个实施例(同样原理性的)的透视图，

图2B 适宜的屏蔽壁或屏蔽密封层形状的横截面图，

图3和图4本发明的其它实施例的侧视或横截面示意图

图5 按照本发明的第一实施例的设备罩的横截面图

图6 按照本发明的第二实施例的设备罩的横截面图

具体实施方式的说明

图1是一个用于对EMI敏感的电子设备的屏蔽设备罩的外壳部分10的示意图，其中，一个由导电物质填充的弹性体或是软塑料组成的三层结构12通过众所周知的分配技术置于一个平的基板11(例如一个未变形的金属片或是一个金属化的塑料板)上。形状结构12是通过一个分配喷头和喷嘴在基板上在XY轴坐标协调的情况下以一个预定的高度喷出运动三次而生成，每次的高度对应于上一步喷好的条层的高度。也就是说，这个三层结构是由三个高度相同的层12a，12b和12c构成的。导电物质填充之外的的另外方案是弹性体或是软塑料体构成的三层结构也可以不必填充导电物质，但是随后要涂上一层导电层(薄层)。

图2A是一个电子设备的一部件20的透视示意图。其中，有多个电子元件22到25分别位于一个基板21(这时特别是一个印刷电路板或插板)上的两个彼此电磁分离并各自被屏蔽的两个区域20A和20B内。

基板21侧的屏蔽作用是通过金属化涂层来实现的(未在图中表示出)。而屏蔽区20A和20B的周边是通过一个双层分配的屏蔽密封层26用图中所示的分布方式形成的。再加上一个置于屏蔽密封层26上面的由金属材料制成或是带金属化表面的具有屏蔽作用的设备罩部分(未在图中标出)，使整个设备罩的屏蔽作用更加完备。

图2B中示意示出两种变化的形式结构，即分别由三个部分和四个部分组成的屏蔽密封层26’和26”是在较大的高度要求时用来代替图2A中的屏蔽密封层26的。其中图2B右面的三件式构造26”比较容易制作，而左边的四部分结构26’具有两个彼此相邻的基条，虽然成本比较昂贵，但是可以满足相当高的稳定性要求。

图3是设备罩30的横截面部分示意图(以和图1到2B相似的示意图表示)，这个设备罩的下部是一个整体上槽形的结构31，上部是一个基本平的盖板32，在这个盖板上分布有电子元件33。在设备罩的外边缘区30A有一个传统形成的分配技术制成的外缘密封层34，而设备罩30内部则由四条外缘区密封层34使用的弹性体或软塑料制成一个内部的屏蔽壁35。外缘区的密封层34宜和组成屏蔽壁35的多层结构中的一层一起制作，以便形成设备罩区域的一个可靠的、无泄漏的EMI边缘保护，电子元件33就放在该设备罩区域中。

图4是另外一个实施例的电子设备的设备罩的下部分的U型横截面图，其材料是比较软的塑料材料，在其底部一体形成一个用同样材料制成的密封突起41。设备罩的内侧，包括边缘区域和密封突起41，设有一个金属化涂层42。在密封突起41上方，靠近其一个侧边缘放置一个插有电子元件的插板43。在相对的另一边缘区附近，插板43通过一个三层结构45-该结构在图1的侧视图中已经画出—支承在设备罩下部40的底部。这个三层结构45是通过填充导电材料来作为屏蔽结构的，它和设备罩下部的金属化涂层42以及插板43的一个类似的涂层(未在图中画出)共同组成了元件44的一个EMI屏蔽区。

图5中所示的是设备罩50的一个截面部分，该设备罩由金属例如深拉的铝片制成，设备罩上下各有一个壳层52和51，它们通过未在图中表示的紧固手段(如螺钉或是卡/接合连接)连接在一起。在设备罩50的一个边缘区域中壳层51和52上还分别有一个折弯部分51a和52a，在这两个折弯部分之间插入一个起屏蔽作用的设备罩外部密封层53。

设备罩的这个外部密封层53由两个相互叠加地分配到设备罩下面的壳层51的折弯部分51a上面的弹性体层54a和54b构成。其中下面的弹性体54a紧紧贴附在设备罩下壳层51的表面上，而上面的弹性体54b由于是在下面的弹性体54a成型之后直接叠放在54a上面的，所以和它材料一致地相连。然后在这个基础密封体54a/54b上面首先放置一个铜制的薄层作为具有高导电性能的基础层，接着再在上面放置一个由含少量铅的锡合金构成的保护层56，这两个层都是用高真空涂覆工艺施加的。基础层55和保护层56的厚度根据对设备罩外部密封层53的可变形性及它的屏蔽效果的要求来确定的，同时根据设备罩50的具体使用目的，要充分考虑到设备罩的受周围环境影响(湿度，盐水等)的耐用/稳定性。

图6示意表示采用塑料-压铸(注)法用热塑性聚合物制成的设备罩60的一个部分的一个横截面图，其中，只表示出一个带有垂直分隔壁62的下壳部分61。分隔壁62机械地和电磁密封地将相对EMI屏蔽的第一设备罩区域60A和第二区域60B分隔开来。分隔壁62的顶部是一个横截面逐渐变小的而且可弯曲变形的密封唇部分63，在它的上面安放一个带有电子元件的印刷电路板64，它下面的方框示意表示一个EMI敏感元件65。

设备罩的第一区域60A向上是通过有导电作用的印刷电路板64上的表面涂层66电磁地基本上密封地闭合的。而向下和侧面区域的电磁屏蔽是通过设备罩下部的部件61的左段和与其相连的分隔壁62(左侧)的表面的整个面施加的锡合金层67来保证的。

本发明的实现方式不仅仅局限于上面提到的实例及强调的几个方面，而是可以有很多改进，特别是上述方面的组合，它们属于专业处理范围之内。

标号表

10 设备罩部件

11 基板

12；45 三层(条)结构

12a，12b，12c 材料层(条)

20 部件

20A，20B 屏蔽区

21 基板

22，23，24，25 元件

26；26’，26” 屏蔽密封层

30 设备罩

31 设备罩下部

32 盖板

33 元件

34 外边缘密封层

35 屏蔽壁

40 设备罩下部

41 密封突起

42 金属化涂层

43 插板

44 元件50；60 设备罩51；61 下壳层51a 弯曲部分52 上壳层52a 弯曲部分53 设备罩外部密封层(屏蔽密封层)54a，54b 弹性体(条)54a/54b 基础密封结构55 铜薄层(基础层)56；67 锡合金层(保护层)60A，60B 设备罩区域62 分隔壁63 密封唇64 印刷电路板65 元件66 表面涂层

Claims

1.电子设备的设备罩，具有一个电磁屏蔽区，该屏蔽区至少有一个屏蔽壁，该屏蔽壁或者由多个基本上相互叠加地分配在一个基板上面并且特别是用相同的材料彼此连接的弹性体或软塑料条层组成；或者是由一高的弹性体或软塑料条层组成，其高度至少要达到它的宽度的两倍，其中弹性体或软塑料内部用导电物质填充和/或屏蔽壁整体用导电物质涂敷。

2.根据权利要求1的设备罩，其特征为，屏蔽区的周围基本上是由一个屏蔽壁包围的，该屏蔽壁由多个相互叠加的弹性体或软塑料条层组成，或者由一高的弹性体或软塑料组成。

3.根据权利要求1或2的设备罩，其特征为，至少一个由多个弹性体或软塑料条层或者一高的弹性体或软塑料条层组成的屏蔽壁，特别是整个屏蔽的区域，位于设备内部。

4.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，至少一个由多层弹性体或软塑料或者一层高的弹性体或软塑料组成的屏蔽壁构成设备罩的外壁部分。

5.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，屏蔽壁或者至少一个屏蔽壁由至少3个，优选5个或是更多的条层组成，且其高度至少为2mm。

6.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为多个由彼此相邻接的屏蔽壁包围的屏蔽区域。

7.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，屏蔽区的基板和/或一盖板由金属特别是薄的、弯曲弹性的金属片组成，并这样保持，使得在屏蔽壁和盖板之间形成基本贯通的线性接触。

8.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，屏蔽区的基板和/或一个盖板由一个金属化的塑料板或膜构成，并这样保持，使得在屏蔽壁和盖板之间形成基本贯通的线性接触。

9.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，屏蔽区的基板或一个盖板设计为带有电子元件的印刷电路板。

10.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，弹性体或软塑料用金属或碳颗粒填充。

11.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，屏蔽壁至少有一面盖有导电薄层，最好是蒸镀层、喷射层或是溅射层，并且一直延伸到基板，以使基板和屏蔽壁一起起屏蔽作用。

12.根据上述权利要求之一的设备罩，其特征为，至少有一个屏蔽壁由一单独的高的弹性体或是软塑料条层组成，并且至少另外一个屏蔽壁是由多个相互叠加的弹性条层组成。

13.具有根据上述权利要求之一的设备罩的设备，其特征为，其设计为远程或者数据通信设备。