CN1613281A - 用于电磁干扰屏蔽的方法与装置 - Google Patents

Abstract

所公开的方法与装置用于改进弹力以及通过蜂窝状空气通风孔过滤器的气流，同时提供电磁干扰屏蔽。在一个实施例中，可以用电介质(例如，塑料)基底来制造蜂窝结构，与常规的铝制蜂窝结构相比，能提供改进了的抗变形能力。对电介质蜂窝状基底进行金属化，以提供电磁干扰屏蔽能力。金属化蜂窝状基底被切割成稍为大一点的尺寸，以便跟电子封装中的开口相配合，由此导致弹性的外周弹簧指的弹性变形，上述弹簧指被用来使金属化电介质蜂窝结构就位，同时在金属化电介质基底与封装之间提供导电性，由此取消了框架的使用。在另一个实施例中，可以在金属化电介质蜂窝结构上添加附加的导电层。在又一个实施例中，金属化电介质蜂窝状基底可以用于有框架的配置中，以提供改进的耐用性。

Description

用于电磁干扰屏蔽的方法与装置

相关申请的交叉参考

本申请主张2001年12月4日提交的美国临时申请序列号第60/336,609号，以及2002年5月8日提交的美国临时申请序列号第60/378,886号的权益，其所公开的内容作为参考文献，以全文的形式被收入本文。

技术领域

本发明涉及制造电磁干扰(“EMI”)屏蔽物的各种方法，以及由此生产出来的各种EMI屏蔽物。

背景技术

如同在本文中所使用的那样，名词电磁干扰(EMI)应当被认为是一般地指电磁干扰和射频干扰(“RFI”)二者的发射，并且名词电磁应当被认为是一般地指电磁和射频。

在正常工作中，电子设备产生不希望有的电磁能量，由于通过辐射和传导的EMI传输，使位于其附近的电子设备的工作受到干扰。这种电磁能量可能具有宽范围的波长和频率。为了使与EMI相关的各种问题最小化，可以对不希望有的电磁能量源进行屏蔽和接地。屏蔽被设计成防止涉及一个在其中放置了电子设备的外壳或其他封装的电磁能量的进入和发出二者。由于这样的封装通常包括介于相邻的板以及周围的门之间的通风孔开口和缝隙或接缝，而在封装中的各种间隙允许EMI从中传送，所以难以得到有效的屏蔽。还有，在采用导电的金属封装的情况下，这些间隙通过在封装上形成传导的不连续性，损害了通过封装的接地传导路径的效率，从而抑制了有利的法拉弟笼式效应。而且，在缝隙上所呈现的导电性水平通常显著地不同于该封装，这些缝隙可能起到缝隙天线的作用，使得封装本身成为EMI的一个二次源。

已经开发出各种专门的EMI填料，用于屏蔽在电子封装中的小缝隙。这些包括，但不限于，金属弹簧指、金属丝网、在泡沫上加入编织物，以及导电的合成橡胶。为了有效地屏蔽EMI，该填料必须能够吸收所反射的EMI，并且在被置入填料的缝隙中，建立起跨越缝隙的连续的导电路径。

在各种电子封装上的一种特别地具有挑战性的屏蔽就是通风开口。在许多封装中，开口要比沿着接缝的各种间隙大很多，同时有意地将输入/输出(I/O)口放置在封装之中，以利于散热。如果没有EMI屏蔽，这些开口就意味着巨大的EMI泄漏点。屏蔽这些区域的一个常用的方案就是使用通风孔板，也称为通风孔板。传统的通风孔板由一个用机械方法组装到一个刚性的金属框架之中的金属蜂窝状材料构成。然后，将这个组件固定到该封装之上，同时将某种类型的EMI填料填充到沿着封装/通风孔板的界面之中。通风孔板可以在粗制状态下使用，也可以被镀上一层膜。廉价的通风孔板通常用铝质的蜂窝结构制成，能提供较低水平的屏蔽有效性并且在结构上是不牢固的。在需要十分牢固的通风孔板、同时提供很高水平的屏蔽有效性的应用场合中，通常使用钢的或黄铜的蜂窝结构。然而，这些产品要昂贵得多。

由于每单位时间的气流体积直接关系到冷却能力，所以任何通风孔板的重要属性就是气流容易通过蜂窝结构。同样，在传统的通风孔板中，通过用机械方法将金属框架叠合到蜂窝状材料之中，使金属框架在蜂窝状材料上产生一条沿着框架边沿的凹痕。只要该框架没有受到严重的弯曲或扭转，就能保证良好的电接触。

电子设备的各种封装利用气流来散去从该封装发出的热。蜂窝状过滤器可以安装在该封装的一个开口上，使之起到通风孔板的作用。此外，蜂窝状过滤器还提供EMI屏蔽。市售的蜂窝状过滤器的实例被选定为“商用蜂窝状通风孔板”以及“BE 11铝制蜂窝状过滤器”，这是由Laird技术公司(f/k/a仪器专业公司以及高性能材料公司)出品的空气通风孔板。市售的蜂窝状过滤器的另一个实例被选定为RF CORE蜂窝状芯体，这是由位于加利福尼亚州的San Macros的R&F产品公司出品的。其他类似的市售通风孔板由位于新泽西州的Cranford的Tecknit公司以及位于马里兰州的Woburn的Chomerics公司出品的。

如图1所示，市售的通风孔板10典型地包括一个蜂窝状基底12以及一个框架14。蜂窝状基底12典型地由很薄的有皱纹的铝带制成。在大多数情况下，使用胶、点焊或其他敷贴方法，将蜂窝状基底12连结在一起。通常在各铝层之间进行穿孔以改进导电性。可选地，可以用一个导电层覆盖在导电性的铝制蜂窝状基底12之上，以增强跨越蜂窝状基底12的导电性。导电层的一些实例是加铬铝层或者镀锡层。还可以添加这些镀层以增强抗腐蚀性。

如图2中的部分截面图所示，框架14被压接到蜂窝状基底12之上。框架14包括坚固的夹紧指16，用以扣住蜂窝状基底12。框架14跟蜂窝状基底12在电气上互相连通，因此，被蜂窝状基底12所俘获的EMI发射可以从蜂窝状基底12被传送到框架14并且最终被传送到电子封装。这些夹紧指16的设计导致在框架14以及蜂窝状基底12之间的线接触。这个零件可能使得，若通风孔板10的扭曲和振动损害了该接触区域，则通风孔板10容易发生局部的EMI泄漏。此外，在金属挤压成型过程中对夹紧指16的需求限制了框架14不能做得很窄，典型地不小于0.25英寸的宽度。

如图3所示，通风孔板10被安装在形成于电子设备的封装20之中的一个开口18处。EMI填料22被敷贴到通风孔板10的外周，以封闭介于封装20以及通风孔板10之间的EMI泄漏路径。

通风孔板10允许空气通过蜂窝状基底12而流动，以便使在封装20里面的电子设备得以通风和冷却。随着各种电子应用项目实现较高的时钟速率，并且随着各种电子部件更加紧凑地被装入封装20之中，使得在封装20里面产生的热有所增加，需要较强的气流。然而，框架14的存在限制了流过通风孔板10的气流。根据通风孔板10的设计，框架14的存在使流过开口18的气流减少大约5％到15％或者更多。传统的框架具有夹紧指零件，由于框架材料的最小宽度要求，大大地限制了增加通风孔板气流的能力。

市售通风孔板10的另一个问题就是，它们典型地用铝制成，这种材料缺乏弹性，因此容易损坏。缺乏弹性导致蜂窝状过滤器在组装和现场使用时因受到冲击而发生塑性变形。为了保证在损坏之后良好的气流，必须对蜂窝状结构的各单元进行重新加工。重新加工的工艺是很耗时的，要求将已变形的铝带弯过来以便打开各单元。即使采取重新加工，通过通风孔板10的气流典型地也会减弱。此外，重新加工通常导致在美学上不希望有的外观。因此，存在对一种具有改进的气流能力和改进的耐用性的蜂窝状过滤器。

发明内容

本发明的一个目的就是为EMI屏蔽蜂窝状过滤器提供改进的耐用性。本发明的另一个目的就是提供通过EMI屏蔽蜂窝状过滤器的改进的气流。

在一个方面，本发明涉及一种适于屏蔽EMI的通风孔板，该通风孔板包括：一电介质板，其厚度由第一面和第二面加以限定。该电介质板限定了多个孔。该通风孔板还包括被敷贴到该电介质板之上的第一导电层。所得到的用导电材料涂覆的、或金属化的电介质板衰减从板的第一面到板的第二面的电磁能量的传送。

在一个实施例中，该电介质板由聚合物形成，例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺和聚丙烯。在另一个实施例中，该电介质板包括同时挤压在一起的多根管子。在又一个实施例中，该电介质板是通过注模工艺生产出来的。

在一个实施例中，该导电层包括一个第一层，所用的材料是从含有下列各项的小组中选出的：铜、镍、锡、铝、银、石墨、青铜、金、铅、钯、镉、锌以及它们的各种组合。在另一个实施例中，导电层包括一个第二导电层，它可以由相同或不同的导电材料构成，并且在电气上跟第一导电层连通。

在一个实施例中，该多个孔被配置成相似的孔的一个二维阵列，每一个孔都具有一种截面形状，诸如：圆形、六角形、矩形，等等。该通风孔板还包括基本上环绕着通风孔板的外周而延伸的一个导电边沿，以便将通风孔板与安装该通风孔板的机箱电气连通。在某些实施例中，导电边沿还用机械方法将该通风孔板固定到机箱上的一个孔之中。例如，该导电边沿可以包括有弹性的弹簧指，各种波纹，以及它们的各种组合，它们被设置在沿着外周而延伸的一个带状区域之上。在安装时，有弹性的弹簧指以及各种波纹压紧机箱上的一个相对的配合表面，由此提供电接触。

在另一方面，本发明涉及一种用于制造适于屏蔽电磁干扰(EMI)的通风孔板的方法。适当地适配的通风孔板的制造方法是：提供一电介质板，其厚度由第一面和第二面加以限定，并且该电介质板限定由多个孔组成的一个阵列。将第一导电层涂覆到该电介质板之上。

在一个实施例中，使用下列方法中的一种或多种，来涂覆第一导电层：无电镀膜、射频溅射、直流溅射，或者物理淀积。在某些实施例中，使用相同或不同的镀层方法，来涂覆第二导电层。

在一个实施例中，通过将许多根电介质管子固定在一起，来提供电介质板。在另一个实施例中，通过将许多根管子同时挤压在一起，来提供电介质板。在另一个实施例中，通过注模来提供电介质板。并且，在再一个实施例中，通过加工来提供电介质板。

在一个实施例中，用导电材料涂覆的电介质板被加工成有锥度的，以提供合适的机械配合，同时具有良好的电接触。在另一个实施例中，沿着边沿选择性地对电介质板进行切割，以提供一种“弹簧指”的作用，连同沿着其周界的全部单元，通过压缩各单元和/或沿着其周界的各单元的一部分，形成一种合适的配合。在另一个实施例中，将一个具有可压缩的弹簧指和/或波纹的导点带敷贴到金属化电介质通风孔板的外周，使得可压缩的弹簧指和/或波纹跟一个相对的表面，例如一个机箱，发生接触，由此提供合适的机械配合以及良好的电接触。

附图说明

通过参照以下的说明并结合诸附图，将能更好地理解本发明，在诸附图中：

图1是一个常规的铝制空气过滤器的示意图；

图2是一份示意图，表示常规的铝制空气过滤器的铝制蜂窝状基底和框架的部分截面；

图3是一份示意图，表示安装在一个电子设备的封装的开口处的常规的铝制空气过滤器；

图4是一份示意图，描绘一个金属化电介质蜂窝状过滤器的一个截面的透视图；

图5是一份流程图，表示用于制备本发明的某些实施方式的工艺的一个实施例；

图6A是一份示意图，表示另一种金属化电介质蜂窝状过滤器；

图6B是图6A的金属化电介质蜂窝状过滤器中的一个单元的分解图；

图7A是一份示意图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器；

图7B是一份沿着图7A的线段7B-7B取出的截面图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器；

图7C是一份示意图，表示垂直地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器，在其厚度方向上有一个角度；

图7D是一份沿着图7C的线段7D-7D取出的截面图，表示垂直地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器，在其厚度方向上有一个角度；

图7E是一份沿着图7C的线段7D-7D取出的截面图，表示垂直地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器，沿着它的周界有一个槽口边沿；

图7F是一份示意图，表示垂直地安装(另一个过滤器为水平地安装)在一个电子设备的封装上的金属化电介质蜂窝状过滤器，在其厚度方向上有一个角度；

图7G是一份示意图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的一个有锥度的金属化电介质蜂窝状过滤器；

图7H是一份沿着图7G的线段7H-7H取出截面图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的一个有锥度的金属化电介质蜂窝状过滤器；

图7I是一份示意图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的一个有锥度的金属化电介质蜂窝状过滤器；

图8A是一份示意图，表示环绕着一个金属化电介质蜂窝状通风孔板的一个带状框架的顶视图，其中，该带状框架具有水平的弹簧指；

图8B是一份示意图，表示该带状框架的正视图，其中，该带状框架具有水平的弹簧指；

图8C是一份示意图，表示该带状框架的侧视图，其中，该带状框架具有水平的弹簧指；

图8D是一份示意图，表示一个可供替代的带状框架的正视图，其中，该带状框架具有垂直的弹簧指；

图8E是一份示意图，表示该可供替代的带状框架的侧视图，其中，该带状框架具有垂直的弹簧指；

图8F是一份示意图，表示环绕着一个金属化电介质蜂窝状通风孔板的一个带状框架的顶视图，其中，该带状框架具有细长的波纹；

图8G是一份示意图，表示该带状框架的正视图，其中，该带状框架具有细长的波纹；

图8H是一份示意图，表示该带状框架的侧视图，其中，该带状框架具有细长的波纹；

图8I是一份示意图，表示环绕着一个金属化电介质蜂窝状通风孔板的一个可供替代的带状框架的顶视图，其中，该带状框架具有圆形的波纹；

图8J是一份示意图，表示该可供替代的带状框架的正视图，其中，该带状框架具有圆形的波纹；

图8K是一份示意图，表示被一个轮廓纤细的框架环绕着的一个金属化电介质蜂窝状通风孔板的顶视图，其中，该框架具有小的水平边沿凸耳和弹簧指；

图8L是一份示意图，表示该轮廓纤细的框架的正视图，其中，该框架具有小的水平边沿凸耳和弹簧指；

图8M是一份示意图，表示该轮廓纤细的框架的侧视图，其中，该框架具有小的水平边沿凸耳和弹簧指；

图9是一份示意图，表示被一种可压缩的合成橡胶EMI填料所环绕的一个金属化电介质蜂窝状通风孔板的一个实施例的侧视图；

图10是一份图，表示根据本发明的某些实施例的金属化电介质蜂窝状过滤器的EMI屏蔽测试结果；以及

图11是一份图，表示根据本发明的某些实施例的金属化电介质蜂窝状过滤器的气流测试结果。

具体实施方式

根据本发明，用于通风和EMI屏蔽的蜂窝状过滤器通过使用金属化电介质蜂窝状基底以及无框架的过滤器设计，就能具有改进的气流和耐用性。用于简化框架设计的金属化电介质蜂窝状基底也可以被用来提供甚至更高的耐用性以及增加了的气流。

图4以透视图的形式来表示一个金属化电介质蜂窝状过滤器50的一个实施例的截面图。金属化电介质蜂窝状过滤器50包括一块电介质蜂窝状基底52以及一个导电层54。正如在本文中所使用的那样，名词蜂窝状结构指的是任意截面上的各个孔的一个二维阵列。孔的截面可以是任何形状，诸如六角形、圆形、椭圆形、方形、矩形、三角形、偏菱形，或者其他，以及它们的各种组合。电介质蜂窝状基底52被这样选择，使之相对于常规的铝制蜂窝状过滤器来说，能提供显著地改进了的弹力。由于改进了的弹力，电介质蜂窝状基底52在组装和正常工作中可能遇到的载荷或冲击条件下不太可能发生永久变形。通过使用电介质蜂窝状基底52来使变形的可能性最小化，就能取消为了固定已损坏的铝制蜂窝状过滤器以便保持通过该过滤器的良好的气流所需的许多重新加工。

电介质蜂窝状基底52可以用任何电介质材料(诸如塑料)制成。例如，可用于(制作)电介质蜂窝状基底52的某些材料是：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯(PVC)。此外，还可以使用其他电介质材料，诸如玻璃纤维和纸质产品，例如芳香族聚酰胺薄片(例如Kevlar[注册商标])以及芳香族聚酰胺纤维纸。电介质蜂窝状基底在市场上能买到。例如，Kevlar[注册商标]蜂窝结构芯体(例如，Ultracor零件号：PNUKF-85-1/4-1.5)，碳质蜂窝结构芯体(例如，Ultracor零件号：UCF-145-3/8-0.8)，都可以从位于加利福尼亚州的Livermore的Ultracor公司买到。芳香族聚酰胺纤维蜂窝结构芯体(例如，Hexcel零件号：PN HRH-10)，玻璃纤维蜂窝结构芯体(例如，Hexcel零件号：HRP)都可以从位于康涅狄格州的Danbury的Hexcel公司买到，以及聚丙烯蜂窝结构芯体(例如，Plascore零件号：PP30-5)可以从位于密执安州的Zeeland的Plascore公司买到。

电介质蜂窝状基底52可以具有蜂窝单元53，其尺寸能满足一种特定的应用。基底52可以被描述为具有总长度L和总宽度W。尺寸L和W典型地取决于一项特定的应用，通常与一个待屏蔽的孔的尺寸相匹配。每一个蜂窝单元53可以被描述为具有截面直径d和厚度t。对一个蜂窝单元53来说，尺寸(d，t)通常被这样选择，使之能提供预定水平的EMI屏蔽性能，这通常被称为屏蔽有效性。实质上，每一个蜂窝单元都代表一个波导，它通常允许具有短于截止波长λC的波长(λEMI)(即，高频)通过，同时拒绝具有长于λC的波长(即，低频)的EMI。

方程式1所表示的一般关系式可以被定义用来近似一个具体单元的、基于上述几何参数的、以分贝(dB)为测量单位的屏蔽有效性(shielding effectiveness)。一个依赖于几何形状的常数K对圆形单元来说近似为32，对矩形单元来说为27。

$\mathrm{Shielding}\_{\mathrm{Effectiveness}}_{\mathrm{dB}}\≈K\frac{t}{d}\sqrt{{({\mathrm{\λ}}_{\mathrm{EMI}}/{\mathrm{\λ}}_c)}^2-1}$ [方程式1]

典型地，单元的直径d可以从大约0.06英寸到大约1.0英寸，同时，单元的厚度t可以从大约0.125英寸到1.5英寸，共同的深度为0.25英寸到1英寸。

电介质蜂窝状基底52的密度可以从大约2磅/立方英尺到大约20磅/立方英尺。通过选择较低密度的电介质蜂窝状基底52，就能增加电介质蜂窝状基底的柔软性，这通常会使蜂窝状基底52的弹力降低。典型的壁厚从0.002英寸到0.05英寸，但不限于这个范围。对于需要一个更结实的电介质蜂窝状基底52的应用场合来说，可以选择一个较高密度的电介质蜂窝状基底52，或者一个不同的蜂窝几何形状。

为了制造根据本发明的通风孔板，在现在所参照的图5的一个实施例中，提供了一块电介质通风孔板，例如上述的蜂窝状基底52(步骤60)。可以通过挤压成型或通过模塑(例如注模)成为一个整体元件，来制备蜂窝状基底52。这样的模塑技术适用于聚合物基底。可供替代地，还可以通过将大量的皱纹带粘合或者贴附在一起，来制造蜂窝状基底S2。这样的粘合技术适用于由纤维材料形成的基底，例如纸质或聚合物基底。可供替代地，可以将许多管子(每一根管子都形成一个蜂窝单元53)在一个平面阵列中固结在一起，使得每一根管子的长轴一般都平行于相邻管子的轴线。可以使用化学粘合，例如一种胶、一种热焊接，或者一种机械连接，例如卷缩，来实现固结。还可以通过其他方法，诸如加工一片基底材料，例如使用钻来对每一个蜂窝单元53进行钻孔，或者用模具来切割每一个蜂窝单元，来制造蜂窝状基底52。

其次，可以将电介质蜂窝状基底52形成为任何所需的配置(步骤62)。例如，可以按照任何所需的平面形状，例如方形、矩形、圆形等，来配置一块平面的电介质基底52，并使其具有预定的尺寸，以适应一个预期的孔。可以在基底52的制造阶段，例如通过选择性地改变模具或挤压器的形状，来进行这样的整体成型。也可以在制造之后进行成型。例如，可以用小刀、锯子、剪刀、激光器或模具来切割基底52。此外，某些电介质基底，例如聚合物，它们本身适用于多种加工技术。例如，可以对一块电介质蜂窝状基底52进行这样的加工，使得沿着其周界形成一个或多个含有斜面或槽口的边沿。再有，可以对电介质基底52进行这样的成型加工，使得在其平面表面的一面或两面的一部分上具有凹或凸的表面或凹陷。为了适应一种机械的配合，这样的平面表面的变形是人们所希望的。

为了提供EMI屏蔽，一个导电层54被涂覆到电介质蜂窝状基底52之上，由此形成金属化的电介质蜂窝状过滤器50。在一种方法中，一个第一导电层被涂覆到电介质蜂窝状基底52之上(步骤64)。可以使用专业人士所熟知的多种技术，诸如无电镀膜或物理蒸镀，来涂覆第一导电层。见例如授予Vaughn的美国专利第5,275,861号，以及授予Swirbel等的美国专利第5,489,489号，其公告作为参考文献，以全文形式被收入本文。例如，可以使用Vaughn所讲授的无电浴盘法来涂覆一块导电体，诸如铜。

无电浴盘法特别适用于一类被称为可展平塑料的聚合物。这一类塑料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯，还有其他聚合物化合物，诸如聚砜、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯(PVC)。一般地说，必须对电介质蜂窝状基底52进行预处理，以去除任何杂质(例如，尘土和油脂)。可以根据材料的类型对基底52进行进一步的处理，以增进它跟初始导电层的粘合特性。例如，可以用机械方法(例如磨砂或喷砂)或者化学方法(例如通过使用一种溶剂进行软化或进行酸蚀)，对其表面进行剥蚀。还可以增加一种化学预处理，以改变其表面的化学性质，进一步增进与第一导电层的化学粘合能力。

涂覆第一导电层的其他方法包括涂覆一种导电性涂料，例如将诸如铜、银或黄铜这样的颗粒状导电体渗透到油漆或虫胶之中。涂覆第一导电层还有其他方法，包括物理淀积，例如蒸发，非热蒸发工艺(例如，溅射)以及化学蒸气淀积。溅射技术包括射频(RF)二极管、直流(DC)二极管、三极管，以及磁控管溅射。物理蒸气淀积包括诸如真空淀积、反应性蒸发，以及气体蒸发。

可以根据所需厚度和/或覆盖程度，可选地重复执行涂覆第一导电层的步骤(步骤66)，使得基本上由相同的导电体制成的一个或多个附加的导电层被涂覆到先前处理过的基底52之上，由此增加该层的厚度。在重复涂覆导电层的过程中，一般来说可以使用相同的涂覆方法，但是，也可以使用不同的方法。

一般来说，导电层54可以使用任何导电材料。可用于导电层54的金属的某些实例为：铜、镍、锡、铝、银、石墨、青铜、金、铅、钯、镉、锌及其各种组合或合金，诸如铅锡合金和金钯合金。导电层54也可以作为一种导电化合物直接地进行涂覆。例如，可以用一个具有铜和镍二者的单独的无电浴盘来对基底52进行处理。所得到的导电层54是铜和镍二者的化合物。

可选地，可以在蜂窝状基底52上涂覆多于一种类型的导电层。例如，在已经涂覆初始导电层54之后，可以使用无电镀膜、电镀、物理蒸气淀积、或者专业人士熟知的其他方法，来涂覆由相同或不同材料构成的一个或多个附加的导电层(步骤70)。由于初始导电层能提供所需的表面导电性，所以电镀法通常可用于涂覆后继的各导电层。

在一个实施例中，由镍构成的第二导电层被涂覆在使用铜的第一导电层之上，铜提供相当高的电导率，而镍则提供抗腐蚀的顶层涂覆。如同初始导电层54那样，并且由于类似的原因，可以选择性地重复涂覆第二类型的导电涂层，直到获得预期厚度为止。

可以选择性地向电介质蜂窝状过滤器50涂覆由其他不同类型的导电性的或者甚至非导电性的材料构成的附加的涂层或处理(步骤72)。例如，可以向电介质蜂窝状过滤器50施加阻燃剂、防霉剂、或者抗腐蚀处理。可以选择性地将这些涂层涂覆到整个表面，或者涂覆到其中的任何部分。例如，可以将电介质蜂窝状过滤器50完全地浸泡在阻燃剂之中，或者选择性地用防腐蚀剂进行处理，使用一种掩模技术，使得过滤器50的外周保留未经处理，由此避免可获得的电接触质量的任何降低。

还有，如有必要，可以使用前面已公开的任何一种技术，对已金属化的、已处理的过滤器50再次进行成型处理(步骤74)。同样，可选地，可以对过滤器50的外周或安装表面施加一种边沿处理(步骤76)。特殊的边沿处理包括市售的各种EMI填料，包括金属化的弹簧指、导电编织物、导电合成橡胶、金属丝网、导电泡沫，以及覆盖着导电编织物的合成橡胶。

图6A表示金属化电介质蜂窝状过滤器50的另一个实施例。在这个实施例中，由多根管子55来形成电介质蜂窝状基底52’，这些管子可以同时挤压成型，使之成为一体。在另一个实施例中，可以将多根管子55粘合在一起。也可以通过注模或类似的塑料制造工艺，来生产此种类型的结构。随后用前述方法令电介质蜂窝状基底52’金属化。

图6B是从图6A中取出的一个单元53’的分解图，它表示电介质蜂窝状基底52’的单元53’上的导电层54。再有，可以使用前述技术中的任何一种来涂覆导电层54。

再次参照图4，为了提供改进了的气流、降低成本以及简化结构，金属化电介质基底50没有框架，因此，金属化电介质基底50的表面积的一个较大的百分比能通过封装20的开口18提供气流。可以很容易地对金属化电介质蜂窝状过滤器50进行切割，以配合封装20的开口18的尺寸。可供替代地，也可以在添加导电层54之前，对电介质蜂窝状基底52进行切割，使之符合所需尺寸。

通过各单元53来切割金属化电介质蜂窝状过滤器50部分地导致一边开口的蜂窝单元86，部分地以形成有弹性的弹簧指88的单元侧壁来构成其边界。当安装过滤器50时，有弹性的弹簧指88发生弹性变形，这一方面保证了跟封装20的电接触，另一方面使金属化电介质蜂窝状过滤器50稳当地就位。这样一来，弹簧指88就形成一个基本上沿着过滤器50的外周而延伸的导电边沿，以便使过滤器50跟封装20之间建立电气连接。

如图6A所示，也可以将构成金属化电介质蜂窝状过滤器50的各单元53的圆柱形管子55做成非常柔软的，使得在安装金属化电介质蜂窝状过滤器50时发生弹性变形，由此保证跟封装20之间的电接触。通过切割位于金属化蜂窝状过滤器50的外周上的各单元53’来形成有弹性的弹簧指88’，来保证电接触。此外，通过取消常规的框架，就能降低与制造过滤器相关的成本。

如图所示，沿着它们的直径方向来切割各单元53，将留下一个近似半圆形的单元部分。可供替代地，各单元53可以被这样切割，使其留下单元侧壁的或大或小的部分，以形成一个弹簧。

图7A表示在一个水平安装的配置中，如何将金属化电介质蜂窝状过滤器50安装在位于电子机箱内的通道91之中。一个门部件或最后安装的罩子92将金属化电介质蜂窝状过滤器50封闭在通道91之中。在这样的配置中，机箱的所有安装表面以及通风孔板都是正交的。可以这样来确定金属化电介质蜂窝状过滤器50的尺寸，使得弹性的弹簧指88发生弹性变形，同时恰好地被置入通道91之中，以保证紧配合和良好的电接触。通过使用在封装20中整体地形成的通道91，就不需要在过滤器50以及封装20之间置入单独的EMI填料。图7B是一份沿着图7A的线段7B-7B取出的截面图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器50。

在示于图7C-7I的其他各实施例中，开口18可以沿垂直方向产生锥度(顶部与底部相比较，具有不同的表面积)，或者沿水平方向产生锥度(前边与后边相比较，具有不同的宽度)。在示于图7C的一种垂直的配置中，没有框架的金属化电介质蜂窝状过滤器50沿厚度方向具有锥度，它相似于箱壁的锥度。金属化电介质蜂窝状过滤器50将以跟开口的平面成大约90°的角度被插入到有锥度的机箱的开口处(可供选择地，该机箱可以包括无锥度的或直的边)，直到实现紧密的压配合(类似于一个软木塞)为止。可以选择性地将止动块放置在通风孔板的上面和/或下面，以便在使用时令通风孔板就位。图7D是一份沿着图7C的线段7D-7D取出的截面图，表示垂直地安装在一个电子设备的封装的开口处的金属化电介质蜂窝状过滤器50，在其厚度方向上有一个角度。图7E表示一个可供替代的实施例，其中，过滤器50’的外周被加工成型后，产生一个有槽口的边沿94，以提供一个适当的配合表面91’。再有，可以选择性地将止动块放置在通风孔板的上面，以便在使用时令通风孔板就位。图7F表示安装在一个电子设备封装20的顶部表面20A和侧壁20B之上的金属化电介质蜂窝状过滤器50，沿着其厚度方向有锥度或槽口。

图7G表示水平的配置，其中，无框架的金属化电介质蜂窝状过滤器50沿着其长度方向具有锥度，这类似于在机箱的通道91中用以接纳一个有锥度的过滤器50的锥度。如图所示，过滤器50沿着前边有一个第一宽度W₁，并且沿着后边有一个第二宽度W₂。金属化电介质蜂窝状过滤器50沿着通道的轴线被插入到过滤器所在位置的机箱的通道91之中，直到金属化电介质蜂窝状过滤器50沿着两个侧壁93’和后壁93”稳当就位为止。可以将一个最后安装的罩子或门部件92夹紧或附着在金属化电介质蜂窝状过滤器50之上，以封闭最后的一个边。图7H是一份沿着图7G的线段7H-7H取出截面图，表示水平地安装在一个电子设备的封装的开口处的一个有锥度的金属化电介质蜂窝状过滤器50。图7I表示安装在一个电子设备的封装20之中的一个金属化电介质蜂窝状过滤器50，沿着其长度方向有一个锥度。

在示于图8A-8M的其他各实施例中，一个带状框架或者轮廓纤细的框架96’，96”，96，96””，统称为96，被添加到金属化电介质蜂窝状过滤器50之上。在示于图8A-8M的带状框架的配置中，一根平坦的金属带98’，98”，98，98””，统称为98，连同多个弹簧指100’、100”，统称为100，(图8A-8E)或者沿着其长度方向的波纹101’、101”，统称为101，(图8F-8J)，紧紧地缠绕在金属化电介质蜂窝状过滤器50的外周上，沿着其厚度方向形成一条带96’，96”，96，96””，统称为96。带96在其内侧的平坦边上，沿着其厚度方向挤压金属化电介质蜂窝状过滤器50，以产生良好的电接触，同时位于对面，即带96的外侧边上的弹簧指100/波纹101跟该机箱之间建立良好的电接触(通常达到的电阻值低于某个预定的所希望的阈值)。带96上的零件被适当地定向，这取决于金属化电介质蜂窝状过滤器50是垂直地(图8D和8E)还是水平地(图8B和8C)被插入到机箱的开口之中。带状框架96的好处是：在增加通风孔板的柔软性的同时，令金属化电介质蜂窝状过滤器50的气流表面实际上不受阻碍。

图8B是一份示意图，表示图8A的带状框架96的一侧的正视图，其中，该框架具有水平的弹簧指100’。图8C是一份示意图，表示图8A的带状框架96’的一侧的侧视图。类似地，图8D是一份示意图，表示一个带状框架96”的正视图(未示出金属化电介质蜂窝状过滤器50)，其中，该带状框架具有垂直的弹簧指100”，它被附着在例如带98的一端，并且被定向于垂直插入。图8E是一份示意图，表示图8D的带状框架96”的侧视图。

图8G是一份示意图，表示图8F的带状框架96的正视图，其中，该带状框架96具有从外周向外延伸的细长的导电性的突起物或波纹101’。图8H是一份示意图，表示图8H的带状框架96的侧视图，其中，该框架96具有细长的波纹101’。类似地，图8I是一份示意图，表示带状框架96””的正视图(未示出金属化电介质蜂窝状过滤器50)，其中，带状框架96””具有形成于例如带98””之中的圆形波纹101”。图8H是一份示意图，表示图8I的带状框架96””的侧视图。

在再一个另外的实施例中，在图8K所示的纤细框架的配置中，带99使用一个带状框架96，同时纳入了小量地缠绕着金属化电介质蜂窝状过滤器50的顶部和/或底部的小部分表面(例如小于大约0.25英寸)的窄的零件或凸耳102。此外，还可以切掉在大部分区域上的凸耳102，使得它们仅仅缠绕着金属化电介质蜂窝状过滤器50的顶部和/或底部的表面部分。这个实施例对金属化电介质蜂窝状过滤器50提供了附加的支持，同时仅减小了小量的气流表面。

图8L是一份示意图，表示图8K的带状框架96的一侧的正视图，其中，带状框架具有式样为可弯曲的凸耳102，使得当向过滤器50的某一面弯曲90/时，各凸耳将带状框架96固定到过滤器50。图8M是一份示意图，表示图8L的带状框架96的一侧的侧视图。

在另一个实施例中，可以用任何导电性材料来构成带状框架96，上述导电性材料能保持通过电介质蜂窝状过滤器50的最大气流面积，它是导电性的，也能有助于适应在将电介质蜂窝状过滤器50插入到机箱20时尺寸公差的改变。例如，可以通过使用导电性泡沫、导电性编织物，或者用于带状材料的缠有导电性编织物的泡沫，来适应介于电介质蜂窝状过滤器50以及封装20之间的尺寸公差。这些带状材料能产生如同一种金属带(但不同于另一种金属带)那样的良好的电接触，这些带状材料具有更低的压缩力以及更好的顺应性，使它们容易地适应介于金属化电介质蜂窝状过滤器50以及机箱20之间的公差变化。可以从位于宾夕法尼亚州的Delaware Water gap的Laird技术公司得到缠有导电性编织物的泡沫以及导电性泡沫。

在示于图9的一个实施例中，可以将用作一条带98的导电性泡沫或缠有导电性编织物的泡沫104切割或制造成其宽度等于或大于金属化电介质蜂窝状过滤器50的厚度的长条。通过使用粘贴方法，例如压敏胶带或胶106，将这些带状材料的长条104敷贴到金属化电介质蜂窝状过滤器50的外周，以便形成环绕金属化电介质蜂窝状过滤器50外周的完整的边带。这些带状材料的厚度可以从大约0.5mm改变到大约10mm，或者根据需要，以填满介于金属化电介质蜂窝状过滤器50以及封装20之间的间隙。这些带状材料104具有导电、柔软和容易压缩等优点，使它们可用作介于金属化电介质蜂窝状过滤器50以及机箱20之间的EMI密封材料/填料。这使得EMI辐射诱发的电流容易地从金属化电介质蜂窝状过滤器50通过带状材料流到机箱20，最后流入大地。可压缩的泡沫材料填充了间隙，并且在金属化电介质蜂窝状过滤器50以及机箱20之间保持良好的压配合，同时封闭可能成为EMI泄漏点的任何表面不连续性、接缝和间隙。

正如专业人士所容易理解的那样，可以使用多种不同的配置，来将金属化电介质蜂窝状过滤器50纳入到封装20之中。

金属化电介质蜂窝状过滤器50在满足严格的易燃性标准的同时，提供了改进了的气流。一种这样的易燃性标准就是UL94垂直火焰测试标准，在1996年发表的题为《用于设备和家电产品的零件中的塑料材料的可燃性测试》(第五版)的保险业实验室标准94中，对此作了详细描述，该文作为参考文献，以全文的形式被收入本文。根据本发明的金属化电介质通风孔板50能达到在该标准中所描述的V0火焰等级，以及V1和V2垂直(火焰)等级。

图10和11分别示出了根据本发明的某些实施例的金属化电介质蜂窝状过滤器的EMI屏蔽有效性以及气流测试数据。进行屏蔽有效性测试的过滤器由聚碳酸酯聚合物制成，在铜上面有一镀镍层。测试板的厚度约为0.5英寸，一个单元的尺寸约为0.125英寸，密度约为4磅/立方英尺。镍层的厚度约为5-10微英寸，并且通过无电镀膜法进行涂覆。铜层的厚度约为20-50微英寸，并且通过无电镀膜法进行涂覆。图10表示在无框架的配置中，在1GHz以下，金属化电介质蜂窝状过滤器能提供范围在80-90dB的屏蔽有效性。在有框架的配置中，在1GHz以下，在铜上镀镍的金属化电介质蜂窝状过滤器能提供范围在40-60dB的屏蔽有效性。图10还提供了具有不同涂覆(裸的和加铬的)的常规的铝制蜂窝状通风孔板的测试结果。在1GHz以下，无镀层的以及用铬涂覆的铝制通风孔板仅能提供30-40dB的屏蔽有效性。

进行气流有效性测试的过滤器是标准的铝制蜂窝状过滤器以及根据本发明的、在铜上具有镍镀层的两种不同的聚碳酸酯聚合物的蜂窝状过滤器。测试板的厚度约为0.5英寸，一个单元的尺寸约为0.125英寸，一种电介质蜂窝状板的密度约为4磅/立方英尺，而另一种电介质蜂窝状板的密度约为10磅/立方英尺。图11表示在相同厚度和单元尺寸、密度各为4或10磅/立方英尺的标准铝制蜂窝状过滤器以及金属化蜂窝状过滤器之间，在各项气流特性方面基本上没有差异。全部气流测试都在没有框架的蜂窝状过滤器中进行，因此，其结果代表着各种蜂窝结构材料的气流性能。

相应地，按照本发明生产出来的通风孔板在与常规的金属通风孔板相同的气流特性的条件下，能产生显著地改善了的屏蔽有效性。

对专业人士来说，在不离开如权利要求书所述的本发明的精神实质和范围的前提下，对本文所述的内容可以作出各种变更、修改以及其他实施方式。本文所示的各种特征和配置及其等价物可以在各种排列与组合中被使用。相应地，本发明不是由前面的图解的说明来给出定义的，而是由下列的权利要求书给出定义的。

Claims (35)

1.一种适于屏蔽电磁干扰(EMI)的通风孔板，包括：

一电介质板，其具有由第一面和第二面限定的厚度，并且限定多个孔；以及

被涂覆到该电介质板之上的一个第一导电层，其中，用导电材料涂覆的电介质板衰减从基底的第一面到第二面的电磁能量的传送。

2.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板是一种聚合物。

3.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板是从包括下列各项的小组中选出的：聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)、聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、碳、玻璃纤维、纸，以及它们的各种组合。

4.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板包括被粘合在一起的多根管子。

5.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板包括被同时挤压成型在一起的多根管子。

6.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板是使用一种注模工艺生产出来的。

7.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板包括被粘合在一起的多个有皱纹的电介质片，其中，被粘合在一起的多个有皱纹的电介质片定义多个孔。

8.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该导电层是从包括下列各项的小组中选出的：铜、镍、锡、铝、银、金、石墨、铅、钯、镉、锌以及它们的各种组合。

9.根据权利要求1所述的通风孔板，还包括在电气上跟第一导电层连通的第二导电层。

10.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该多个孔被配置成相似孔的一个二维阵列。

11.根据权利要求10所述的通风孔板，其中，每一个相似的孔的截面形状是从包括下列各项的小组中选出的：圆形、椭圆形、六角形、方形、矩形、三角形、偏菱形，以及它们的各种组合。

12.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，每一个相似的孔的截面直径被选定为介于大约0.06英寸与1英寸之间。

13.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板的密度被选定为介于大约2磅/立方英尺与20磅/立方英尺之间。

14.根据权利要求1所述的通风孔板，其中，该电介质板在109Hz提供至少大约20dB的EMI衰减。

15.根据权利要求1所述的通风孔板，还包括基本上环绕着该通风孔板的外周而延伸的一个导电边沿，以便将通风孔板与机箱电气连通。

16.根据权利要求15所述的通风孔板，其中，该导电边沿包括一种可压缩的材料。

17.根据权利要求16所述的通风孔板，其中，该可压缩的材料是从包括下列各项的小组中选出的：导电合成橡胶、导电编织物、用导电编织物缠绕的合成橡胶，以及它们的各种组合。

18.根据权利要求15所述的通风孔板，其中，该导电边沿适于用机械方法将该通风孔板固定到由导电机箱限定的一个孔之中。

19.根据权利要求15所述的通风孔板，其中，该导电边沿包括多个部分的孔。

20.根据权利要求15所述的通风孔板，其中，该导电边沿被固定到该通风孔板上。

21.根据权利要求20所述的通风孔板，其中，使用粘合剂将该导电边沿固定到该通风孔板上。

22.根据权利要求15所述的通风孔板，其中，该导电边沿包括一根与通风孔板的外周电连通的导电带，该导电带包括从该外周向外突出的多个导电性突出物。

23.根据权利要求22所述的通风孔板，其中，多个导电性突出物中的每一个都是从包括下列各项的小组中选出的：有弹性的弹簧指、各种波纹，以及它们的各种组合。

24.一种用于制造适于屏蔽电磁干扰(EMI)的通风孔板的方法，包括：

提供一电介质板，其具有由第一面和第二面限定的厚度，并且该电介质板限定了多个孔，每一个孔都从第一面延伸到第二面；以及

将第一导电层涂覆到该电介质板上，其中，用导电材料涂覆的电介质板衰减从基底的第一面到第二面的电磁能量的传送。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，涂覆包括下列各项其中之一：无电镀膜、射频溅射、直流溅射、蒸发、电镀、化学蒸气淀积或者物理淀积。

26.根据权利要求24所述的方法，还包括涂覆第二导电层。

27.根据权利要求24所述的方法，其中，涂覆第二导电层包括下列各项至少其中之一：无电镀膜、射频溅射、直流溅射，或者物理淀积。

28.根据权利要求24所述的方法，其中，提供一块电介质板包括提供被粘合在一起的多根管子。

29.根据权利要求24所述的方法，其中，提供一块电介质板包括提供被同时挤压成型在一起的多根管子。

30.根据权利要求24所述的方法，其中，提供一块电介质板包括注模。

31.根据权利要求24所述的方法，其中，提供一块电介质板包括：

提供多个有皱纹的电介质片；以及

将多个有皱纹的电介质片粘合在一起，其中，被粘合的多个有皱纹的电介质片定义多个孔。

32.一种使用一块适于屏蔽电磁干扰(EMI)的通风孔板的方法，包括：

将一块金属化电介质通风孔板插入到由一个机箱限定的孔之中，上述通风孔板限定了一个具有基本上沿着整个周界而延伸的导电边沿的外周，该导电边沿适于用机械方法将该通风孔板固定到孔之中，以及将该通风孔板与机箱电连通；以及

将导电边沿固定到机箱之上。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，插入孔中包括将该电介质冷却通风孔板滑动到适于接纳该通风孔板的一条预定的通道之中。

34.根据权利要求32所述的方法，其中，固定到机箱上包括对电介质通风孔板的导电边沿进行压缩。

35.一种适于屏蔽电磁干扰的通风孔板装置，包括：

用于提供一块电介质板的装置，该电介质板具有由第一面和第二面定义的厚度，并且该电介质板限定了多个孔，每一个孔都从第一面延伸到第二面；以及

用于将第一导电层涂覆到该电介质板上的装置，其中，用导电材料涂覆的电介质板衰减从基底的第一面到第二面的电磁能量的传送。

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