DE19732618A1

DE19732618A1 - Shield for an electrical circuit on a substrate

Info

Publication number: DE19732618A1
Application number: DE1997132618
Authority: DE
Inventors: Michael R Gardner; Gary R Weiss; Philip S Higdon
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1998-02-05
Also published as: GB2315923A; FR2752141A1; FR2752141B1; GB9715979D0; GB2315923B

Abstract

A shield is for an electrical circuit (104) that is disposed on a substrate (102). The shield includes a base (106) to be mounted to the substrate (102) and an integral cover (108). The integral cover is joined to the base by filaments (220 Fig.2, not shown). The filaments are broken away when the integral cover is pulled off of the base. A replacement cover (700 Fig.8, not shown) includes fingers (702) to engage the base after the integral cover is removed.

Description

FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektro magnetische Abschirmungsvorrichtungen und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Abschirmen einer elektrischen Schaltung, die auf einem Substrat angeordnet ist.The present invention relates generally to electro magnetic shielding devices and in particular a method and apparatus for shielding one electrical circuit arranged on a substrate is.

BACKGROUND OF THE INVENTION

Funktelefone, Funkrufempfänger, Zweiwegefunkgeräte, Computer und andere elektronische Ausrüstungen erzeugen oft elektroma gnetische Signale in einem Teil der elektronischen Ausrü stung, die zu einem anderen Teil der elektronischen Ausrü stung abstrahlen und dort eine Interferenz bilden. Um diesen Interferenzeffekt zu minimieren, wird elektrisch leitendes (und manchmal magnetisch leitendes) Material zwischen den zwei Teilen der elektronischen Schaltung angebracht. Diese Abschirmung kann die Form einer Wand oder eines vollständigen Gehäuses annehmen und kann um den Teil der elektronischen Schaltung plaziert werden, die das elektromagnetische Signal erzeugt und/oder sie kann um den Teil der elektronischen Schaltung plaziert werden, die empfindlich gegenüber dem elektromagnetischen Signal ist.Radiotelephones, pagers, two-way radios, computers and other electronic equipment often produce electroma magnetic signals in part of the electronic equipment equipment belonging to another part of the electronic equipment radiate and form an interference there. To this Minimizing the interference effect becomes electrically conductive (and sometimes magnetically conductive) material between the two parts of the electronic circuit attached. This Shielding can take the form of a wall or a complete one Housing and can accept the part of the electronic Circuit be placed that the electromagnetic signal generated and / or it can be around the part of the electronic Circuit that are sensitive to that is electromagnetic signal.

Existierende elektromagnetische Abschirmungen werden typi scherweise aus einem Blatt metallischen Materials geformt, das ein Plattenteil hat, das geeignet ist für die Positionie rung oberfalb eines Schaltungskomponentenelements (oder der gesamten Schaltung), und das Seitenflanschteile umfaßt, die sich von ihm nach unten erstrecken, um Seitenteile des Schal tungskomponentenelements abzudecken. Um korrekt zu funktio nieren, muß die Abschirmung elektrisch mit der elektrischen Schaltung, über der die Abschirmung positioniert ist, verbun den werden. Somit werden einstückige Abschirmungen gewöhnli cherweise mit der elektronischen Schaltung in einer Position verlötet, wo sie eine Abschirmfunktion durchführen. Unglück licherweise ist eine solche permanente Befestigung schwierig zu entfernen, wenn eine Wartung durchgeführt werden muß.Existing electromagnetic shields are typi formed from a sheet of metallic material, which has a plate part that is suitable for positioning tion above a circuit component element (or the entire circuit), and includes the side flange parts that extend down from it to side parts of the scarf cover component element. To function correctly kidney, the shield must be electrical with the electrical Circuit, over which the shield is positioned, verbun that will. Thus, one-piece shields become common with the electronic circuit in one position soldered where they perform a shielding function. Bad luck Such permanent fixation is difficult to remove if maintenance needs to be done.

Um eine permanente Befestigung zu vermeiden, umfassen andere elektromagnetische Abschirmungsversuche mehrere Komponenten, die Federfinger und federartige Flansche verwenden, um einen Kontakt miteinander zu liefern. Damit diese Abschirmungen optimal funktionieren, müssen viele Kontaktpunkte zwischen den Abschirmungskomponenten aufrecht erhalten werden. "U"-förmige Auslegerfedern, wie sie im US-Patent Nr. 4,890,199 beschrieben werden, gestatten es, daß entfernbare Abschirmun gen oder erhabene Gebiete des Gehäuses in den Federkanal eingeklinkt werden können. Es ist jedoch zusätzliche Leiter plattenfläche nötig, um die vielen Kanäle zu verwenden, die die entfernbare Abschirmung oder das erhabene Gehäusegebiet halten. Eine andere Variation umfaßt Abschirmungen, die ent fernbare Deckel mit gewinkelten federartigen Flanschen haben, die eine dichte Anhaftung an die Wände gestatten, die sich von der Leiterplatte erstrecken. Obwohl entfernbar müssen die Flansche länglich und die Wände hoch sein, um eine sichere Befestigung zu gestatten. Leiterplatten, die elektromagneti sche Abschirmungsvorrichtungen dieses Typs aufweisen, bedin gen eine Erhöhung des Volumens des Gehäuses, das die Leiter platte aufnimmt.To avoid permanent attachment, include others electromagnetic shielding attempts several components, use the spring fingers and spring-like flanges to make one To deliver contact with each other. So that shields function optimally, there must be many contact points between the shielding components are maintained. "U" shaped cantilever springs, such as those shown in U.S. Patent No. 4,890,199 described allow removable shielding or raised areas of the housing in the spring channel can be latched. However, it is additional ladder plate area necessary to use the many channels that the removable shield or the raised housing area hold. Another variation includes shields that ent have removable lids with angled spring-like flanges, that allow a tight attachment to the walls that extend from the circuit board. Though removable, the Flanges are elongated and the walls high to ensure safe Allow attachment. Printed circuit boards that electromagnetic have shielding devices of this type against an increase in the volume of the housing that the conductors record.

Miniaturisierte elektronische Vorrichtungen stellen immer stärkere Einschränkungen bezüglich der Abschirmung dar, da zum ersten die elektronische Schaltungen sich dichter beiein ander befinden, und da zum zweiten der physikalische Raum, der für die Abschirmung verfügbar ist, stark vermindert ist. Die Techniken für das Befestigen oder Umgeben der elektroni sche Schaltung durch die Abschirmung muß so wenig Platz wie möglich erfordern, während sichere, leicht herzustellende und leicht reparierbare Verbindungen bereitgestellt werden. Miniaturized electronic devices always pose more restrictions on shielding because first, the electronic circuits are closer together other, and secondly, physical space, available for shielding is greatly reduced. The techniques for attaching or surrounding the electronics cal circuit through the shielding needs as little space as require possible while safe, easy to manufacture and easily repairable connections are provided.

Eine speziell vorteilhafte Abschirmungsvorrichtung wurde vorgeschlagen, die eine Abdeckung umfaßt, die auf einer Basis gleitet. Die Basis ist fest auf der Leiterplatte befestigt. Die Abdeckung ist an der Basis befestigt und kann leicht entfernt werden, um auf Schaltungsmodule unter der Abschir mung zuzugreifen. Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie nur eine minimale Menge der Leiterplatte verbraucht, während sie ein Gehäuse mit niedrigem Profil gestattet, verglichen mit den elektromagnetischen Abschirmungstechniken des Standes der Technik. Die Abdeckungsvorrichtung kann jedoch relativ teuer sein. Diese Ausgabe ist unnötig, wenn die Schaltung unter der Abschirmung niemals eine Wartung benötigt.A particularly advantageous shielding device has been developed proposed which includes a cover based on a base slides. The base is firmly attached to the circuit board. The cover is attached to the base and can be easily to be removed on circuit modules under the shield access. The device has the advantage that it consumed only a minimal amount of circuit board while it allows a low profile case compared with the stand’s electromagnetic shielding techniques of the technique. However, the cover device can be relative be expensive. This output is unnecessary when the circuit maintenance is never required under the shield.

Es existiert somit ein Bedürfnis nach einer kostengünstigen Abschirmung für eine elektrische Schaltung, die elektromagne tische Energie empfängt oder empfindlich ihr gegenüber ist, die minimale Platzbedürfnisse hat und einen leichten Zugang zur elektrischen Schaltung gewährt, wenn eine Wartung notwen dig ist.There is therefore a need for an inexpensive one Shielding for an electrical circuit, the electromagnetic receives or is sensitive to it, which has minimal space requirements and easy access for electrical switching if maintenance is required is dig.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Substratvorrichtung, die eine elektromagnetische Abschirmung umfaßt, die auf einem Substrat positioniert werden soll. Fig. 1 is a perspective exploded view of a substrate device that includes an electromagnetic shield to be positioned on a substrate.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Aufsicht, die die elektromagneti sche Abschirmung gemäß Fig. 1 zeigt. FIG. 2 is an enlarged plan view showing the electromagnetic shield shown in FIG. 1.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die die elektromagneti sche Abschirmung entlang der Ebene 3-3 der Fig. 2 zeigt. Fig. 3 is a cross-sectional view showing the electromagnetic shield along plane 3-3 of Fig. 2.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Ecke der Ab schirmung. Fig. 4 is a partial enlarged view of a corner of the shield.

Fig . . 5 ist eine vergrößerte Ansicht einer alternativen Aus führungsform eines Filaments. Fig. . 5 is an enlarged view of an alternative embodiment leadership of a filament.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zusammenge bauten elektromagnetischen Substratvorrichtung. Fig. 6 shows a perspective view of an assembled electromagnetic substrate device.

Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Vorrichtung der Fig. 1-6, wobei die integrale Abdeckung von der Abschirmung entfernt ist und einer Austauschabdeckung auf der Basis positioniert werden soll. Fig. 7 is an exploded perspective view of the apparatus of Figs. 1-6, wherein the integral cover is removed from the shield to be positioned and an exchange cover on the base.

Fig. 8 zeigt die Austauschabdeckung, die mit der Abschir mungsbasis gemäß Fig. 7 zusammengebaut ist, wie sie mit dem Substrat verbunden ist. Fig. 8 shows the replacement cover, which is assembled with the shield base according to FIG. 7, as it is connected to the substrate.

Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht der zusammengebauten elektromagnetischen Abschirmung entlang der Ebene 9-9 der Fig. 8. FIG. 9 shows a cross-sectional view of the assembled electromagnetic shield along plane 9-9 of FIG. 8.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Die Abschirmung 101 kann vollständiger unter Bezug auf die Fig. 1-6 beschrieben werden. Die Abschirmung ist an einem Substrat 102 befestigt. Das Substrat kann irgendein geeigne tes Teil sein, mit dem die Schaltung verbunden ist, wie bei spielsweise eine gedruckte Leiterplatte. Die Schaltung 104 umfaßt Bauteile, wie beispielsweise eine intergrierte Schal tung. Das Substrat 102 umfaßt vorzugsweise ein gedrucktes Leiterplattenmaterial, wie beispielsweise Polyimid, FR4 oder Cyanatester. In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich das Substrat 102 und die elektrische Schaltung 104 in nerhalb einer elektronischen Vorrichtung, wie einem tragbaren Funktelefon. Die Schaltung 104 könnte somit elektrisch mit anderen (nicht gezeigten) Elementen verbunden sein, die die elektrische Schaltung eines Funktelefons, eines digitalen zellularen Telefons, eines schnurlosen Telefons, eines analo gen zellularen Telefons, eines Funkrufempfängers, eines Zwei wegefunkgerätes oder dergleichen bildet. Shield 101 can be described more fully with reference to FIGS. 1-6. The shield is attached to a substrate 102 . The substrate may be any suitable part to which the circuit is connected, such as a printed circuit board. Circuit 104 includes components such as an integrated circuit. The substrate 102 preferably comprises a printed circuit board material such as polyimide, FR4 or cyanate ester. In a preferred embodiment, substrate 102 and electrical circuit 104 are within an electronic device, such as a portable radio telephone. The circuit 104 could thus be electrically connected to other elements (not shown) that form the electrical circuit of a radiotelephone, a digital cellular telephone, a cordless telephone, an analog cellular telephone, a pager, a two way radio, or the like.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer Substratvorrichtung 100, die eine elektromagnetische Abschir mung 101 umfaßt, die auf dem Substrat 102 positioniert werden soll. Die elektromagnetische Abschirmung 102 umfaßt eine Basis 106 und eine im wesentlichen ebene, leicht entfernbare, integrale Abdeckung 108. Die integrale Abdeckung 108 und die Basis 106 sind vorzugsweise integral ausgebildet, so daß sie homogen die Abschirmstruktur in einer kräftigen und kosten günstig herzustellenden und zusammenzubauenden Weise ergeben. Die Abschirmung 101 wird aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material hergestellt, wie beispielsweise aus 1010 bis 1018 Stahl gestanzt, und hat eine Dicke von 0,1 bis 0,3 mm, wobei sie in der Praxis eine Dicke von 0,18 mm hat. Die Seitenwände 110 und der Fuß 112 der Abschirmung werden durch Stanzen und Falzen ausgeformt und somit haben die Seitenwände Lücken 114 an jeder der Ecken, um das Falten der Seitenwände 110 zu unterstützen. Fig. 1 shows an exploded perspective view of a substrate device 100 , which includes an electromagnetic shield 101 , which is to be positioned on the substrate 102 . The electromagnetic shield 102 includes a base 106 and a substantially flat, easily removable, integral cover 108 . The integral cover 108 and base 106 are preferably integrally formed so that they homogeneously provide the shielding structure in a strong and inexpensive to manufacture and assemble manner. The shield 101 is made of a suitable electrically conductive material, such as stamped from 1010-1018 steel, and has a thickness of 0.1 to 0.3 mm, and in practice has a thickness of 0.18 mm. The side walls 110 and the base 112 of the shield are formed by stamping and folding, and thus the side walls have gaps 114 at each of the corners to help fold the side walls 110 .

Die Basis 106 umfaßt einen oberen umgebogenen Rand 218 (Fig. 2 und 3) und die Vielzahl der Seitenwände 110. Die Seitenwände 110 der Basis 106 erstrecken sich vom Rand 218 nach unten, um die Wände der elektromagnetischen Abschirmung 101 zu bilden. Die Seitenwände 110 sind von einer vorbestimm ten Höhe, basierend auf der maximalen Höhe einer elektrischen Schaltung 104, die durch die elektromagnetische Abschirmung 101 abgeschirmt werden soll. Abhängig vom Typ der Schaltung 104 kann die Höhe der Seitenwände 110 weniger als 4,0 Milli meter betragen.The base 106 includes an upper bent edge 218 ( FIGS. 2 and 3) and the plurality of side walls 110 . The side walls 110 of the base 106 extend downward from the edge 218 to form the walls of the electromagnetic shield 101 . The side walls 110 are of a predetermined height based on the maximum height of an electrical circuit 104 to be shielded by the electromagnetic shield 101 . Depending on the type of circuit 104 , the height of the side walls 110 may be less than 4.0 millimeters.

Der obere umgebogene Rand 218 umgibt die integrale Abdeckung 108 und erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig zu den Seitenwänden 110. Der Rand 218 ist mit der integralen Ab deckung 108 durch integrale Filamente 220 verbunden. Eine Vielzahl von Füßen 112 sind an der Basis der Seitenwände in beabstandeten Intervallen angeordnet und erstrecken sich rechtwinklig zu ihr. Die Füße müssen mit Anschlußflächen 120 (Fig. 1) auf dem Substrat 102 verlötet werden. Die Anschluß flächen 120 sind elektrisch mit der Schaltungserde durch (nicht gezeigte) Leiter verbunden. Die Füße 112 sind mit den Anschlußflächen 120 durch geeignete Mittel verbunden, wie beispielsweise durch Löten oder eine elektrisch leitendes Epoxyharz, um eine permanente, zuverlässige elektrische Ver bindung mit relativ niedrigen Kosten zu liefern.The upper bent edge 218 surrounds the integral cover 108 and extends substantially perpendicular to the side walls 110 . The edge 218 is connected to the integral cover 108 by integral filaments 220 . A plurality of feet 112 are arranged at the base of the side walls at spaced intervals and extend at right angles to it. The feet must be soldered to pads 120 ( FIG. 1) on substrate 102 . The pads 120 are electrically connected to the circuit ground through conductors (not shown). The feet 112 are connected to the pads 120 by suitable means, such as soldering or an electrically conductive epoxy, to provide a permanent, reliable electrical connection at a relatively low cost.

Die integrale Abdeckung 108 ist mit dem Rand 218 durch wegge brochene Teile verbunden, bei denen es sich in der darge stellten Ausführungsform um Filamente 220 handelt. Die Fila mente 220 sind in Netzen 222 zusammengefaßt. Die Filamente 220 in den Netzen 222 sind durch kleine Öffnungen 224 ge trennt. Größere Öffnungen 226 sind längliche Öffnungen, die zwischen den Filamenten benachbarter Netze vorgesehen sind. Die Vielzahl der Öffnungen 224 und 226 umschreibt im wesent lichen die integrale Abdeckung und definiert den Umfang der integralen Abdeckung 108, und definiert somit ein vorbestimm tes Gebiet, über das sich die integrale Abdeckung 108 er streckt.The integral cover 108 is connected to the edge 218 by broken parts, which are filaments 220 in the illustrated embodiment. The Fila elements 220 are combined in networks 222 . The filaments 220 in the nets 222 are separated by small openings 224 . Larger openings 226 are elongated openings provided between the filaments of adjacent nets. The plurality of openings 224 and 226 essentially describes the integral cover and defines the circumference of the integral cover 108 , and thus defines a predetermined area over which the integral cover 108 extends.

Jedes der Filamente 220 umfaßt eine Kerbe 302 (Fig. 3) quer über seine gesamte Breite. Die Kerbe 302 ist am Randende des Filaments angeordnet. Dies hilft zu gewährleisten, daß das Filament 220 entlang des Randes 218 bricht, ohne den Rand zu zerreißen. Die Kerbe 302 ist vorzugsweise eine im allgemeinen V-förmige Kerbe, die einen Punkt bildet, an dem das Filament wesentlich dünner ist, als die mittlere Dicke des Filaments.Each of the filaments 220 includes a notch 302 ( FIG. 3) across its entire width. The notch 302 is located at the edge end of the filament. This helps ensure that filament 220 breaks along edge 218 without tearing the edge. The notch 302 is preferably a generally V-shaped notch that forms a point where the filament is significantly thinner than the average thickness of the filament.

Die Breite "w" (Fig. 4) des Filaments 220 kann variiert wer den, um die Kraft zu variieren, die erforderlich ist, um die Filamente zu brechen. Die Breite der Filamente kann von 0,1 mm (Millimeter) bis 1 mm variieren, und beträgt in der Praxis 0,35 mm bis 0,5 mm. Beispielsweise können die Filamente 234 breiter sein als die Filamente 236, um den Widerstand der Filamente 234 gegenüber Reißen zu erhöhen. Beispielsweise kann herausgefunden werden, daß das (nicht gezeigte) Vorrich tungsgehäuse sich gegen die integrale Abdeckung 108 nahe dem Filament 234 stützt, und Kräfte, die auf das Gehäuse ausgeübt werden, eine Kraft verursachen, die auf die integrale Ab deckung ausgeübt wird. Die Filamente 234 können breiter sein, um die Verbindung zu verstärken, so daß die Abdeckung sich nicht vom Rand trennt, wenn das Vorrichtungsgehäuse eine Kraft erfährt. Die Dicke "t" der Kerbe 302 kann auch variiert werden, um die Kraft einzustellen, die erforderlich ist, um das Filament zu brechen. Die Dicke "t" kann irgendeine geeig nete Dicke aufweisen und sie beträgt in der Praxis 0,07 mm bis 0,09 mm.The width "w" ( FIG. 4) of filament 220 can be varied to vary the force required to break the filaments. The width of the filaments can vary from 0.1 mm (millimeters) to 1 mm, and in practice is 0.35 mm to 0.5 mm. For example, filaments 234 may be wider than filaments 236 to increase filament 234 resistance to tearing. For example, it can be found that the device housing (not shown) bears against the integral cover 108 near the filament 234 , and forces exerted on the housing cause a force exerted on the integral cover. Filaments 234 may be wider to strengthen the bond so that the cover does not separate from the edge when the device housing experiences a force. The thickness "t" of the notch 302 can also be varied to adjust the force required to break the filament. The thickness "t" can be of any suitable thickness and in practice is 0.07 mm to 0.09 mm.

Alle Filamente der Abschirmung 101 (Filamente 220 und 234 und 236) haben Kanten 400, die im wesentlichen orthogonal zu den Kanten 402 des Randes 218 verlaufen. Der Winkel α beträgt somit 90 Grad, und die Kante 404 ist scharf. Diese Form er leichtert das Entfernen der integralen Abdeckung, ohne den Rand 218 zu zerreißen. Alternativ können die Ecken 502 (Fig. 5) mit Kerben versehen sein, so daß die Kanten 504 der Fila mente 220 und die Kanten 506 des Randes 218 sich in einem Winkel β von weniger als 90 Grad befinden. Dies hilft die Wahrscheinlichkeit zu verringern, das der Rand 218 reißt, aber es erhöht die Schwierigkeit und die Kosten des (nicht gezeigten) Werkzeuges, das verwendet wird, um die Abschirmung 101 zu stanzen, da die Stanzwerkzeuge dazu neigen, sich abzu nützen, was bewirkt, daß sich die Ecken 502 abrunden. Die Ecke 406 zwischen der Kante 400 und einer Kante 408 der inte gralen Abdeckung 108 wird gerundet, um das Filament zu be stärken, daß es an der integralen Abdeckung befestigt bleibt.All of the filaments of the shield 101 (filaments 220 and 234 and 236 ) have edges 400 that are substantially orthogonal to the edges 402 of the edge 218 . The angle α is thus 90 degrees and the edge 404 is sharp. This shape makes it easier to remove the integral cover without tearing edge 218 . Alternatively, the corners 502 ( FIG. 5) can be provided with notches so that the edges 504 of the fila elements 220 and the edges 506 of the edge 218 are at an angle β of less than 90 degrees. This helps reduce the likelihood that the rim 218 will tear, but it increases the difficulty and cost of the tool (not shown) used to punch the shield 101 because the punch tools tend to wear what causes corners 502 to round off. The corner 406 between the edge 400 and an edge 408 of the integral cover 108 is rounded to strengthen the filament so that it remains attached to the integral cover.

Die integrale Abdeckung 108 umfaßt Kontrollöffnungen 250 (von denen nur einige beziffert sind, Fig. 2), die durch die inte grale Abdeckung angebracht sind. Die Kontrollöffnungen lie fern einen visuellen Zugang zur Schaltung unterhalb der Ab schirmung, und sie liefern auch einen Zugang für einen (nicht gezeigten) Meßfühler. Die Abschirmung kann einen integralen erhabenen Teil 252 aufweisen, wenn die (in Fig. 1 gezeigte) Schaltung 104, die dadurch abgedeckt wird, höher als die Seitenwände 110 ist. The integral cover 108 includes inspection openings 250 (only a few of which are numbered, FIG. 2) that are made through the integral cover. The control ports provide visual access to the circuit below the shield, and they also provide access for a sensor (not shown). The shield may have an integral raised portion 252 when the circuit 104 (shown in FIG. 1) covered thereby is higher than the sidewalls 110 .

Wenn die Abschirmung 101 anfänglich am Substrat 102 während des Herstellungsverfahrens befestigt wird, so werden die Füße 112 mit den Anschlußflächen 120 verlötet. Die Seitenwände umgeben die Schaltung 104 (wie das in Fig. 1 gezeigt ist). Die integrale Abdeckung 108 bedeckt das vorbestimmte Gebiet unter der Abschirmung, um somit mit den Seitenwänden 110 und dem Substrat 102 ein abgeschirmtes Volumen zu bilden. Die Abschirmung 101 wird mit Erde verbunden, durch eine verlötete Verbindung der Füße 112 und der Anschlußflächen 120, die einen Weg niedriger Impedanz für elektromagnetische Signale liefern. Die elektromagnetische Abschirmung 101 wird zusam mengebaut und so am Substrat 102 befestigt, daß die zusammen gebaute elektromagnetische Abdeckung im wesentlichen die elektrische Schaltung 104 umgibt. Die Basis 106 ruht auf einem Aufnahmegebiet 121 des Substrats 102. Das Aufnahmege biet 121 umfaßt vorzugsweise eine Kupferleiterbahn, die elek trisch mit einer (nicht gezeigten) Erdebene über (nicht ge zeigte) plattierte Durchgangslöcher verbunden ist. Das Auf nahmegebiet 121 hat eine geometrische Form, die ähnlich der Basis 106 ist und im wesentlichen die Schaltung 104 umgibt, die durch die elektromagnetische Abschirmung 101 abzuschirmen ist. Die Seitenwände 110 sind elektrisch mit dem Aufnahmege biet 121 mit einem Lot oder einem leitenden Epoxydharz ver bunden.If the shield 101 is initially attached to the substrate 102 during the manufacturing process, the feet 112 are soldered to the pads 120 . The sidewalls surround circuit 104 (as shown in FIG. 1). The integral cover 108 covers the predetermined area under the shield so as to form a shielded volume with the side walls 110 and the substrate 102 . Shield 101 is connected to earth by a soldered connection of feet 112 and pads 120 , which provide a low impedance path for electromagnetic signals. The electromagnetic shield 101 is assembled and attached to the substrate 102 so that the assembled electromagnetic cover essentially surrounds the electrical circuit 104 . The base 106 rests on a receiving region 121 of the substrate 102 . The receiving area 121 preferably comprises a copper conductor which is electrically connected to a (not shown) earth plane via (not shown) plated through holes. The receiving region 121 has a geometric shape that is similar to the base 106 and essentially surrounds the circuit 104 to be shielded by the electromagnetic shield 101 . The side walls 110 are electrically connected to the receiving region 121 with a solder or a conductive epoxy resin.

Solange die Schaltung 104 unter der Abschirmung 101 korrekt arbeitet, liefert die Abschirmung einen Schutz gegen EMI. Die elektrische Schaltung kann jede Schaltung sein, die elektro magnetische Energie aussendet oder empfängt, beispielsweise eine Oszillatorschaltung, eine Mikrostreifensendeleitung oder eine digitale logische Schaltung. Die Filamente 220, 234, 236 sind genügend stark, um das Entfernen der integrale Abdeckung 108 während der normalen Benutzung der Vorrichtungsgehäuse substratvorrichtung 100 zu verhindern, und die Abschirmung bietet einen gewissen physischen Schutz der Schaltung 104 durch das Aufnehmen kleiner Aufschlagkräfte. As long as circuit 104 operates properly under shield 101 , the shield provides protection against EMI. The electrical circuit can be any circuit that transmits or receives electromagnetic energy, for example an oscillator circuit, a microstrip transmission line or a digital logic circuit. The filaments 220 , 234 , 236 are strong enough to prevent removal of the integral cover 108 during normal use of the device housing substrate device 100 , and the shield provides some physical protection for the circuit 104 by absorbing small impact forces.

Wenn die Schaltung 104 innerhalb der Abdeckung 101 eine War tung erfordert, so werden die Kontrollöffnungen 250 verwen det, um die Schaltung 104 sowohl visuell als auch mit Meß fühlern zu kontrollieren. Wenn eine Wartung erforderlich ist, so wird die integrale Abdeckung 108 leicht entfernt. Dies wird durch einen Techniker vorgenommen, der die integrale Abdeckung an einer der Kontrollöffnungen 250 greift (beispielsweise mit einer nadelartigen Zange) und die inte grale Abdeckung wegzieht. Die Abdeckung 108 wird sich ablö sen, indem sie an den Kerben 302 der Filamente 220 bricht. Die Filamente brechen sauber entlang der Kerben 302 ab, wobei die rechtwinkligen Ecken 404 gewährleisten, daß der Rand 218 nicht zerreißt. Zusätzlich ist durch Anordnen der Kerbe 302 am Basisende des Filaments 220 der Teil des Filaments, der verbleibt, nachdem die integrale Abdeckung weggezogen wurde (das heißt der Teil des Filaments zwischen der Kerbe und dem Rand 218) sehr kurz. Die Zerreißkraft wird somit auf den Rand ausgeübt, der der Verformung viel besser widersteht als das Filament, um somit wesentlich die Verformung des Materials zu vermindern, das verbleibt, nachdem die integrale Abdeckung entfernt wurde. Die Basis 106 bleibt fest am Substrat 102 befestigt, wie das in Fig. 7 gezeigt ist.If the circuit 104 within the cover 101 requires maintenance, the control openings 250 are used to control the circuit 104 both visually and with sensors. If maintenance is required, integral cover 108 is easily removed. This is done by a technician who grips the integral cover at one of the control openings 250 (for example with needle-like pliers) and pulls the integral cover away. The cover 108 will peel off by breaking the notches 302 of the filaments 220 . The filaments break cleanly along notches 302 , with right-angled corners 404 ensuring that edge 218 does not tear. In addition, by placing the notch 302 at the base end of the filament 220, the portion of the filament that remains after the integral cover is pulled away (i.e., the portion of the filament between the notch and the rim 218 ) is very short. The tearing force is thus exerted on the edge, which resists the deformation much better than the filament, thus substantially reducing the deformation of the material that remains after the integral cover has been removed. The base 106 remains firmly attached to the substrate 102 , as shown in FIG. 7.

Eine Austauschabdeckung 700 (Fig. 7) umfaßt eine Vielzahl von Fingern 702, die an vorbestimmten Orten um die Peripherie der Austauschabdeckung 700 angeordnet sind. Die Finger 702 sind Federn, die sich nach außen und unten von einem zentralen ebenen Körper 704 erstrecken. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform sind die Finger 702 integral mit dem Austauschab deckungskörper 704 ausgebildet. In einer alternativen Ausfüh rungsform können die Finger 702 an dem ebenen Körper 704 durch geeignete Mittel, wie beispielsweise dem Verlöten der Vorsprünge mit dem ebenen Körper 704 befestigt werden.A replacement cover 700 ( FIG. 7) includes a plurality of fingers 702 located at predetermined locations around the periphery of the replacement cover 700 . Fingers 702 are springs that extend outward and downward from a central planar body 704 . In a preferred embodiment, the fingers 702 are integrally formed with the replacement cover body 704 . In an alternative embodiment, fingers 702 can be attached to planar body 704 by suitable means, such as soldering the protrusions to planar body 704 .

Die Austauschabdeckung 700 umfaßt auch im wesentlichen recht winklige Vorsprünge 706 zwischen den Fingern 702. Die Vor sprünge 706 liegen im wesentlichen in einer Ebene mit dem zentralen Körper und erstecken sich nach außen vom ebenen Körper 704, um auf dem Rand 218 der Basis 106 aufzusitzen.The replacement cover 700 also includes substantially right angled protrusions 706 between the fingers 702 . The projections 706 lie substantially in one plane with the central body and extend outward from the flat body 704 to sit on the edge 218 of the base 106 .

Die Austauschabdeckung 700 und die Basis 106 umfassen vor zugsweise geeignetes kompatibles Metallmaterial, um die Kor rosion nach dem Zusammenbau zu minimieren. In einer bevorzug ten Ausführungsform wird die Abdeckung 700 hergestellt unter Verwendung einer bekannten fortschrittlichen Stanztechnik, wobei in der Praxis ein 0,18 mm dickes Blatt Feder getemper ter Nickel-Silber-Legierung verwendet wurde, obwohl jede geeignete Dicke verwendet werden kann. Das Material ist genü gend nachgiebig, so daß die Finger 702 Federn darstellen.The replacement cover 700 and base 106 preferably comprise suitable compatible metal material to minimize corrosion after assembly. In a preferred embodiment, cover 700 is made using a known advanced stamping technique, in practice using a 0.18 mm thick sheet of spring annealed nickel-silver alloy, although any suitable thickness can be used. The material is flexible enough, so that the fingers 702 represent springs.

Die Austauschabdeckung 700 wird mit der Basis 106 verbunden, um im wesentlichen die Schaltung 104 zu umschließen, wie das in Fig. 8 dargestellt ist. Die Austauschabdeckung 700 wird oben positioniert und im wesentlichen neben dem Rand 218 der Basis 106. Die Finger 702 werden mit einer Kante einer jewei ligen großen Öffnung 226 ausgerichtet, so daß sie kein übri ges Material des entfernten Filaments kontaktieren. Die Ab deckung 700 wird dann gedrückt, vorzugsweise durch Pressen, bis die vorstehenden Höcker 900 (Fig. 9) der Finger 702 unter den Rand 218 gelangen und unter den Rand schnappen, wobei der Rand eingeklemmt wird zwischen den Vorsprüngen 706 und den Fingern 702. Die Finger 702 sind Federn, die zusammengedrückt werden, damit sie hinter den Rand rutschen und gegen den Rand 218 drücken, um unter dem Rand 218 zu verriegeln, nachdem der Höcker 900 den Rand passiert hat. Die Vorsprünge 706 sitzen fest auf dem Rand 218, wobei sie durch die Finger 702 in Position gehalten werden. Das Einklemmen der Finger 702 und der Vorsprünge 706 verhindert, daß die Abdeckung 700 wackelt oder entfernt wird, beispielsweise durch Vibration, durch das Beschränken jeglicher Bewegung nach dem Zusammenbau der Abdeckung 700.The replacement cover 700 is connected to the base 106 to substantially enclose the circuit 104 as shown in FIG. 8. The replacement cover 700 is positioned at the top and substantially adjacent the edge 218 of the base 106 . The fingers 702 are aligned with an edge of a respective large opening 226 so that they do not contact any remaining material of the removed filament. The cover 700 is then pressed, preferably by pressing, until the protruding bumps 900 ( FIG. 9) of the fingers 702 come under the edge 218 and snap under the edge, the edge being pinched between the projections 706 and the fingers 702 . The fingers 702 are springs, which are compressed so that they slide behind the edge and push it against the edge 218 to lock under the rim 218 after the bump has 900 passes the edge. The protrusions 706 fit snugly on the rim 218 , being held in place by the fingers 702 . Pinching fingers 702 and protrusions 706 prevents cover 700 from wobbling or being removed, for example by vibration, by restricting any movement after cover 700 is assembled.

Vorzugsweise sind die Vorsprünge leicht gebogen, so daß eine Spitze 902 jeder der Vorsprünge in den Rand 218 beißt. Dieses Eingreifen gewährleistet, daß eine elektrische Verbindung durch die Vorsprünge mit der Basis 106 hergestellt wird. Die elektrische Verbindung liefert einen Kurzschlußweg zur Erde und somit einen Weg niedriger Impedanz zur Erde, da die Impe danz proportional zur Länge des Weges und der Leitfähigkeit der Austauschabdeckung 700 und der Basis 106 ist.Preferably, the protrusions are slightly curved so that a tip 902 of each of the protrusions bites into the rim 218 . This engagement ensures that an electrical connection is made through the protrusions to the base 106 . The electrical connection provides a short circuit path to ground, and thus a low impedance path to ground, since the impedance is proportional to the length of the path and the conductivity of the replacement cover 700 and base 106 .

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zusammenge bauten, reparierten elektromagnetischen Abschirmungsvorrich tung 800, die auf dem Substrat 102 positioniert ist. Wie detailliert oben ausgeführt wurde, umfaßt die zusammengebaute elektromagnetische Abschirmung 800 die Austauschabdeckung 700, die mit der Basis 106 vereinigt wurde, so daß die Ab deckung 700, der Rand 218 und die Seitenwände 110 die (nicht gezeigte) elektrische Schaltung einschließen. Jeder Finger 702 ist mit dem Rand 218 verriegelt, um ein Gebiet elektri scher Leitfähigkeit zwischen der Abdeckung 700 und der Basis 106 zu liefern. Zusätzlich zu diesem elektrischen Kontaktge biet, kontaktieren die Vorsprünge 706 den Rand 218 durch eine nach unten gerichtet Normalkraft, die auf die Abdeckung 700 durch die Verbindungen der Finger 702 und des Randes 218 ausgeübt wird. Somit liefert die vollständig zusammengebaute elektromagnetische Abschirmvorrichtung 800 eine Vielzahl elektrischer Kontaktpunkte, wobei die Abdeckung 700 mit der Basis 106 zusammengefügt ist, um somit die Abschirmungswir kung der zusammengebauten elektromagnetischen Abschirmvor richtung 800 zu vergrößern. Wenn es gewünscht wird, kann die Austauschabdeckung 700 mit der Basis 106 verlötet werden. Die Federkraft, die durch die Finger 702 ausgeübt wird, klemmt jedoch den Rand 218 zwischen den Vorsprüngen 706 und den Fingern ein, um ihn somit ohne Löten fest an seinem Platz zu halten. Fig. 8 shows a perspective view of a built crowd together, the repaired electromagnetic Abschirmungsvorrich processing 800 which is positioned on the substrate 102. As in detail explained above, 800 includes the assembled electromagnetic shield the exchange cover 700, which was combined with the base 106, so that the Ab cover 700, the edge 218 and the side walls 110, the electrical circuit (not shown) include. Each finger 702 is locked to the rim 218 to provide an area of electrical conductivity between the cover 700 and the base 106 . In addition to this electrical contact area, the projections 706 contact the rim 218 by a downward normal force exerted on the cover 700 by the connections of the fingers 702 and the rim 218 . Thus, the fully assembled electromagnetic shielding device 800 provides a plurality of electrical contact points with the cover 700 mated to the base 106 so as to increase the shielding effect of the assembled electromagnetic shielding device 800 . If desired, the replacement cover 700 can be soldered to the base 106 . However, the spring force exerted by the fingers 702 clamps the rim 218 between the protrusions 706 and the fingers so as to hold it firmly in place without soldering.

Die Abschirmung liefert ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Abschirmen einer elektrischen Schaltung, die auf einem Substrat angeordnet ist. Mit dieser Erfindung ist die elektrische Schaltung genügend abgeschirmt, während das Ab schirmungsgehäuse ein niedriges Profil einhält und ein ver mindertes Substratgebiet beansprucht, verglichen mit Ab schirmtechniken des Standes der Technik, und das alles zu niedrigen Kosten. Weiterhin erleichtert die Abschirmung den leichten Zugang zur elektrischen Schaltung, sofern eine War tung notwendig ist. Der Zugang kann erzielt werden, indem einfach die integrale Abdeckung zurückgezogen wird. Die Aus tauschabdeckung kann dann an der Basis befestigt werden. Die Austauschabdeckung braucht nur in solchen Situationen verwen det werden, wenn eine Wartung notwendig ist, um somit die mittleren Kosten der Abschirmung relativ zur Verwendung von Abschirmungsvorrichtung in allen Fällen zu vermindern.The shield provides a method and an apparatus for shielding an electrical circuit that is on a substrate is arranged. With this invention electrical circuit sufficiently shielded while the Ab shield housing maintains a low profile and a ver reduced substrate area compared to Ab State-of-the-art screen techniques, and all of that too low costs. The shielding also makes it easier easy access to the electrical circuit, if a war tion is necessary. Access can be achieved by simply pull back the integral cover. The out replacement cover can then be attached to the base. The Replacement cover need only be used in such situations be detected when maintenance is required to average cost of shielding relative to using To reduce the shielding device in all cases.

Claims

An electromagnetic shield ( 101 ) that provides an electromagnetic shield for an electrical circuit ( 104 ) disposed on a substrate ( 102 ), the electromagnetic shield comprising:

a base ( 106 ) comprising sidewalls having a predetermined height, the sidewalls defining a perimeter of a protected volume;
an integral cover ( 108 ) extending from the base to define an upper limit of the protected volume; and
thin integral filaments ( 220 , 234 ) connecting the integral cover and the base, the thin integral filaments being separated by openings which substantially surround them and define the periphery of the integral cover, the openings at least one elongated opening ( 226 ), wherein the integral cover can be easily broken from the base without damaging the base.

2. The electromagnetic shield of claim 1, wherein the integral filaments comprise a notch ( 302 ).

3. Electromagnetic shielding according to claim 2, wherein the base further comprises an edge ( 218 ) surrounding the integral cover.

4. Electromagnetic shielding according to claim 1, wherein the integral filaments ( 220 , 234 ) have different widths.

5. Electromagnetic shielding according to claim 1, wherein the integral cover comprises inspection openings ( 250 ).

6. Device that like the electromagnetic shielding it is defined in claim 1, and further includes includes:

a substrate ( 102 ) comprising a circuit mounted thereon; and
the electromagnetic shield mounted on the substrate, the shield being sized to surround at least a portion of the circuit, the base being electrically connected to the circuit.

7. The device of claim 6, wherein the notches at the base end of the notched filaments sit.

8. The apparatus of claim 6, further comprising a cover for mounting on the base, the cover ( 700 ) comprising spring fingers ( 702 ) for sliding over the edge and engaging the base under the edge and protrusions ( 706 ) for sitting on the base with the spring fingers holding the base cover.

9. The apparatus of claim 8, wherein the spring fingers include bumps ( 900 ) under the edge.

10. The apparatus of claim 8, wherein the projections are bent so that a tip of the protrusions bites into the base, to make electrical contact with it.