DE3715715A1

DE3715715A1 - Screened housing

Info

Publication number: DE3715715A1
Application number: DE19873715715
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Rieger
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1987-12-03
Also published as: AT386720B; ATA140386A

Abstract

In order to enable controlled dissipation of the discharge currents, which occur in the event of electrostatic discharges, via the earthed, conductive housing walls (1), the latter are provided on the outside (3) with an insulation layer (4) and a surface-resistance layer (5) located on top of it. The surface resistance layer (5) can be constructed such that it passes through the insulation layer (4) to the conductive housing walls (1) in predetermined regions (9), as a result of which deliberate breakthrough points for the discharge current are produced, whose strength can be influenced by the resistance value and the dimensioning of the surface resistance layer (5). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein abgeschirmtes Gehäuse für elektronische Baugruppen oder Bauelemente, welches leitende Wände aufweist, die mit Erde bzw. Masse verbindbar sind.The invention relates to a shielded housing for electronic assemblies or components, which has conductive walls with earth or mass are connectable.

Zur Verhinderung bzw. Minimierung der schädlichen Auswirkungen von elektrostatischen Entladungen auf elektronische Geräte und Einrichtungen, die diesbezüglich empfindliche elektronische Bauteile enthalten, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: entweder kann durch entsprechende Isolation des Gehäuses die Möglichkeit des Auftretens der Entladung überhaupt verhindert oder stark eingeschränkt werden, wozu sich insbesondere Gehäuse aus Kunststoff oder ähnlichen Isolationsmaterialien eignen, oder das Gehäuse kann zur Abschirmung mit aus leitendem Material bestehenden Wänden versehen werden, die mit Masse bzw. Erde verbindbar sind, um die Ableitung der Entladung zu ermöglichen. Bei der erstgenannten Art der Gestaltung sind entsprechende Wandstärken des isolierenden Gehäuses notwendig sowie entsprechende Luftstrecken bei Lufteinlässen und Tastaturen oder dergleichen. Ferner muß das gesamte Gehäuse isolierend sein und darf im wesentlichen keine leitenden Teile aufweisen, da sonst Überschläge erfolgen. Außderdem stellt das isolierende Gehäuse naturgemäß keinen Schutz gegen elektromagnetische Beeinflussung des Gerätes dar. Bei der zweitgenannten Ausbildung können bei der Ableitung der elektrostatischen Entladung über das geerdete Gehäuse sehr starke Entladeströme fließen, z.B. bis zu 70 A bei 15 kV, wodurch es im Inneren des leitenden Gehäuses zu induktiven Beeinflussungen diesbezüglich empfindlicher Bauteile kommen kann, was besonders beim modernen elektronischen Anlagen bzw. Geräten ein Problem darstellt.To prevent or minimize the harmful Effects of electrostatic discharge electronic equipment and devices related to this contain sensitive electronic components basically two options: either can appropriate insulation of the housing the possibility of Occurrence of discharge is prevented or severe be restricted, which is particularly the case Plastic or similar insulation materials, or the housing can be shielded with conductive Material existing walls can be provided with Earth or earth are connectable to derive the Allow discharge. In the former type of Design are corresponding wall thicknesses of the insulating housing necessary as well as corresponding Clearances at air intakes and keyboards or the like. Furthermore, the entire housing must be insulating and must not be essentially any conductive parts have, otherwise arcing will occur. Besides that the insulating housing naturally does not provide any protection against electromagnetic interference of the device. In the second training mentioned in the Dissipation of the electrostatic discharge via the grounded housing flows very strong discharge currents, e.g. up to 70 A at 15 kV, which makes it inside the conductive housing for inductive influences sensitive components can come what especially in modern electronic systems or Devices is a problem.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die beschriebenen negativen Auswirkungen von elektrostatischen Entladungen vermieden bzw. ohne Einfluß auf die im Gehäuse angeordneten elektronischen Bauteile bleiben.The object of the present invention is a housing of the type mentioned in such a way that the described negative effects of Electrostatic discharges avoided or without influence on the electronic components arranged in the housing stay.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß auf den leitenden Wänden an der Außenseite des Gehäuses eine Isolationsschicht und auf der Isolationsschicht eine Oberflächenwiderstandsschicht aufgebracht ist. Damit ist prinzipiell der ableitende Effekt des mit Erde verbundenen leitenden Gehäuses beibehalten, wobei aber der Entladestrom in seiner jeweiligen Stärke beeinflußt werden kann. Über die Oberflächenwiderstandsschicht und die zwischen dieser und den leitenden Wänden des Gehäuses angeordnete Isolationsschicht ist eine kontrollierte Ableitung der Entladung mit unschädlichen, kleinen Strömen möglich, womit induktive Beeinflussung im Inneren des trotzdem auch elektromagnetisch abschirmenden Gehäuses wirksam verhindert werden.This is according to the present invention achieved that on the conductive walls on the outside of the housing an insulation layer and on the Insulation layer is a surface resistance layer is applied. In principle, this is the derivative Effect of the conductive case connected to earth maintained, but the discharge current in its respective strength can be influenced. About the Surface resistance layer and that between this and arranged the conductive walls of the housing Insulation layer is a controlled derivation of the Discharge with harmless, small currents possible, with which inductive influence inside the anyway also effective electromagnetic shielding housing be prevented.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auf der Oberflächenwiderstandsschicht zumindest eine weitere Kombination aus Isolationsschicht und außen darüberliegender Oberflächenwiderstandsschicht aufgebracht sein, wodurch sich in weiten Grenzen wählbare Werte für Isolation und Widerstand dieser Schichten erreichen lassen.According to a further embodiment of the invention, the surface resistance layer at least one more Combination of insulation layer and outside overlying surface resistance layer be applied, which can be selected within wide limits Insulation and resistance values of these layers let achieve.

Nach einer vorteilhaften weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Oberflächenwiderstandsschicht bzw. -schichten bereichsweise die angrenzende(n) Isolatonsschicht(en) durchsetzt bzw. durchsetzen. Damit ist in bestimmten Durchsetzungsbereichen ein direkter, leitender Kontakt zwischen den übereinander liegenden Widerstandsschichten und mit der leitenden Wand des Gehäuses gegeben, so daß die Isolationsschicht zwischen zwei leitenden Schichten oder auf der Oberfläche der leitenden Wand vom Entladestrom nicht durchbrochen zu werden braucht und eine besser kontrollierbare Ableitung der Entladung möglich ist.After an advantageous further training of Invention is provided that the Surface resistance layer or layers in some areas the adjacent insulation layer (s) enforced or enforce. So that is in certain Enforcement areas a direct, managerial contact between the superimposed resistance layers and given with the conductive wall of the housing so that the insulation layer between two conductive layers or on the surface of the conductive wall from Discharge current does not need to be broken and a more controllable discharge discharge is possible.

Sofern mehrere Kombinationen aus Oberflächenwiderstandschicht und Isolationsschicht auf den leitenden Wänden des Gehäuses vorgesehen sind, können nach einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung die genannten Durchsetzungsbereiche von benachbarten Schichtkombinationen jeweils gegeneinander versetzt sein, was einen direkten Fluß des Entladestromes über die Durchsetzungsbereiche verhindert und eine bessere Kontrolle der Ableitung ermöglicht. Provided several combinations Surface resistance layer and insulation layer the conductive walls of the housing can be provided according to an advantageous further embodiment of the Invention said enforcement areas of neighboring layer combinations against each other be staggered, which is a direct flow of the discharge current prevented through the enforcement areas and a allows better control of the derivative.

Die einzelnen Oberflächenwiderstandsschichten bzw. Isolationsschichten können gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung unterschiedliche Dicke aufweisen und/oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen, was die Möglichkeit der Beeinflussung der Ableitung der Entladung weiter erhöht.The individual surface resistance layers or Insulation layers can, according to further training Invention have different thicknesses and / or from different materials, what the Possibility of influencing the discharge discharge further increased.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Oberflächenwiderstandsschichten aus Leitlack, insbesondere Glimmschutzlack, und die Isolationsschichten aus Isolierlack bestehen. Diese Materialien sind mit den verschiedensten physikalischen und chemischen Parametern handelsüblich und können auf einfache und damit kostengünstige Weise, beispielsweise durch Streichen, Spritzen oder Eintauchen, auf die leitenden Wände des Gehäuses aufgebracht werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the surface resistance layers made of conductive lacquer, especially smoldering varnish, and the insulation layers consist of insulating varnish. These materials are with the various physical and chemical parameters commercially available and can be simple and therefore inexpensive way, for example by painting, Splash or immerse on the conductive walls of the Housing are applied.

Die außen liegende Oberflächenwiderstandsschicht kann nach einer weiteren Ausgestaltung mit einer zusätzlichen Beschichtung als Schutz- oder Farbschicht versehen sein, was eine Beschädigung und damit teilweise Unwirksamkeit der darunterliegenden Schichten verhindert und/oder ein weitgehend unabhängige Gestaltung der äußeren Erscheinung des Gehäuses erlaubt.The outer surface resistance layer can according to a further embodiment with an additional Coating as a protective or colored layer, what a damage and thus partial ineffectiveness the underlying layers prevented and / or a largely independent design of the external appearance of the housing allowed.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses der oben beschriebenen Art, bei dem die Oberflächenwiderstandsschichten bereichsweise die angrenzenden Isolationsschichten durchsetzen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschichten und die Oberflächenwiderstandsschichten im Spritzverfahren aufgetragen werden, wobei jeweils vor dem Aufbringen der Isolationsschicht Abdeckelemente in Form und Anordnung der gewünschten Durchsetzungsbereiche der darüber vorgesehenen Oberflächenwiderstandschicht angebracht werden, die vor dem Aufbringen der Oberflächenwiderstandsschicht wieder entfernt werden. Damit kann der angestrebte direkte Kontakt der Oberflächenwiderstandsschicht zur nächsten darunterliegenden gleichartigen Schicht bzw. zur leitenden Wand des Gehäuses auf einfache Weise unmittelbar bei der Aufbringung dieser Schicht hergestellt werden, was die Herstellung des Gehäuses insgesamt sehr vereinfacht.An inventive method for producing a Housing of the type described above, in which the Surface resistance layers in some areas push through adjacent insulation layers characterized in that the insulation layers and the Surface resistance layers by spraying are applied, each before applying the Insulation layer cover elements in shape and arrangement the desired enforcement areas the above provided surface resistance layer attached be made before applying the Surface resistance layer can be removed again. The desired direct contact of the Surface resistance layer to the next underlying similar layer or conductive wall of the housing in a simple manner immediately when this layer is applied be made what the manufacture of the case overall very simplified.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; die Fig. 1 bis 3 zeigen dabei jeweils in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus dem Wandbereich abgeschirmter Gehäuse in unterschiedlichen Ausführungsformen nach der Erfindung, im Querschnitt.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing; Figs. 1 to 3 each show a schematic representation of a section of the wall area shielded housing in different embodiments according to the invention in cross section.

Eine leitende Wand 1 eines Gehäuses 2 ist gemäß Fig. 1 an der Außenseite 3 mit einer Isolationsschicht 4 versehen, die hier etwa aus einem im Spritzverfahren aufgebrachten Isolierlack besteht. Auf der Isolationsschicht 4 ist eine Oberflächenwiderstandsschicht 5 aufgebracht, die beispielsweise aus ebenfalls im Spritzverfahren aufgebrachtem Leitlack besteht, wie er beispielsweise als sogenannter Glimmschutzlack als Außenglimmschutz im Nutteil für fertige Hochspannungsisolierungen von Spulen und Stäben eingesetzt wird. Auf der äußeren Oberfläche dieser Oberflächenwiderstandsschicht 5 ist schließlich eine zusätzliche Beschichtung 6 angebracht, die als Schutz- oder auch Farbschicht dient und üblicherweise ebenfalls gewisse Isolationseigenschaften aufweist. Rechts unten ist schließlich die Verbindung 7 der leitenden Wand 1 mit Erde bzw. Masse angedeutet. A conductive wall 1 of the housing 2 is shown in Fig. 1 at the outer side 3 provided with an insulating layer 4, which here for instance from an applied by spraying insulating varnish. A surface resistance layer 5 is applied to the insulation layer 4 , which consists, for example, of conductive lacquer also applied by spraying, as is used, for example, as a so-called glow protection lacquer as external glow protection in the groove part for finished high-voltage insulation of coils and rods. Finally, an additional coating 6 is applied to the outer surface of this surface resistance layer 5 , which serves as a protective or color layer and usually also has certain insulation properties. Finally, the connection 7 of the conductive wall 1 with earth or ground is indicated at the bottom right.

Beim Auftreten einer durch den Pfeil 8 angedeuteten elektrostatischen Entladung wird die Beschichtung 6 infolge der üblicherweise sehr hohen Spannung durchschlagen, worauf sich der Entladestrom, beeinflußt durch den Widerstandswert der Oberflächenwiderstandsschicht 5, in dieser ausbreitet, was üblicherweise (wie in Fig. 1 auch angedeutet) nicht unbedingt auf dem kürzesten Weg bzw. in vollkommen senkrechter Richtung erfolgt. Nach dem Durchschlagen der Isolationsschicht 4 - was ebenfalls wie das Durchschlagen der Beschichtung 6 wiederum nicht unbedingt in senkrechter Richtung erfolgt - fließt der entsprechend abgeschwächte Entladestrom über die Verbindung 7 nach Erde bzw. Masse ab. Durch eine den Widerstandswert der Oberflächenwiderstandsschicht 5 in weiten Grenzen wählbar machende Auswahl des Materials und der Dicke dieser Schicht kann sichergestellt werden, daß der Ableitstrom nicht zu hoch wird, wodurch im Inneren des leitenden Gehäuses es zu keinen induktiven Beeinflussungen von diesbezüglich empfindlichen elektronischen Bauelementen kommen kann.When an electrostatic discharge indicated by the arrow 8 occurs , the coating 6 is broken down as a result of the usually very high voltage, whereupon the discharge current, influenced by the resistance value of the surface resistance layer 5 , propagates in it, which is usually (as also indicated in FIG. 1) not necessarily on the shortest path or in a completely vertical direction. After breaking through the insulation layer 4 - which, like the breaking through of the coating 6, again does not necessarily take place in the vertical direction - the correspondingly weakened discharge current flows through the connection 7 to earth or ground. A selection of the material and the thickness of this layer, which makes the resistance value of the surface resistance layer 5 selectable within wide limits, can ensure that the leakage current does not become too high, as a result of which there can be no inductive influences of sensitive electronic components in this regard inside the conductive housing .

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß hier die Oberflächenwiderstandsschicht 5 bereichsweise die darunterliegende Isolationsschicht 4 durchsetzt, wodurch an diesen Durchsetzungsbereichen 9 ein direkter leitender Kontakt zwischen der Oberflächenwiderstandsschicht 5 und der leitenden Wand 1 des Gehäuses 2 hergestellt ist. Die mit dem Pfeil 8 angedeutete elektrostatische Entladung bzw. der dabei auftretende Entladungsstrom breitet sich nach dem Durchtritt durch die Beschichtung 6 in der Oberflächenwiderstandsschicht 5 im wesentlichen kontrolliert zu den Durchsetzungsbereichen 9 hin aus, wie dies in Fig. 2 auch angedeutet ist. Anschließend erfolgt wiederum eine Ableitung des Entladungsstroms über die Verbindung 7 zur Erde bzw. Masse. Durch diese Ausgestaltung kann nun der Entladestrom zusätzlich noch über die Dimensionierung und Anordnung der Durchsetzungsbereiche 9 beeinflußt werden; diese Bereiche können beispielsweise in Form von einzelnen isolierten Inselchen oder auch in Form einer Netz- oder Gitterstruktur oder dergleichen angeordnet werden.The embodiment of Fig. 2 differs from that of FIG. 1 essentially only in that here the surface resistance layer 5 passes through regions, the underlying insulating layer 4, which in this enforcement regions 9, direct conductive contact between the surface of resistive layer 5 and the conductive wall 1 of Housing 2 is made. After passing through the coating 6 in the surface resistance layer 5, the electrostatic discharge indicated by the arrow 8 or the discharge current that occurs propagates essentially in a controlled manner towards the enforcement regions 9 , as is also indicated in FIG. 2. The discharge current is then in turn derived via connection 7 to earth or ground. With this configuration, the discharge current can now be additionally influenced via the dimensioning and arrangement of the enforcement areas 9 ; these areas can be arranged, for example, in the form of individual isolated islets or in the form of a network or grid structure or the like.

Zur Herstellung der Anordnung nach Fig. 2 können die Isolationsschicht 4, die Oberflächenwiderstandsschicht 5 und auch die zusätzliche Beschichtung 6 im Spritzverfahren mit die jeweils gewünschten Eigenschaften aufweisenden Lacken aufgetragen werden, wobei vor dem Aufbringen der Isolationsschicht 4 Abdeckelemente in Form und Anordnung der gewünschten Durchsetzungsbereiche 9 angebracht werden, die dann vor dem Aufbringen der Oberflächenwiderstandsschicht 5 wieder entfernt werden. Damit wird eine sehr einfache, kostengünstige und funktionssichere Herstellung ermöglicht.To produce the arrangement according to FIG. 2, the insulation layer 4 , the surface resistance layer 5 and also the additional coating 6 can be applied in a spraying process with lacquers which have the desired properties, with cover elements in the form and arrangement of the desired enforcement areas 9 being applied before the insulation layer 4 is applied are attached, which are then removed again before the application of the surface resistance layer 5 . This enables a very simple, inexpensive and functionally reliable production.

Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 nur dadurch, daß nun über der ersten, wandseitigen Kombination von Isolationsschicht 4 und Oberflächenwiderstandsschicht 5 noch eine weitere derartige Kombination angeordnet ist, wobei zur Verhinderung eines direkten Durchgehens des Entladungsstroms die Durchsetzungsbereiche 9 der beiden Schichtkombinationen jeweils gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise ist eine noch weitergehende Beeinflussung des Flusses des Entladungsstroms und damit eine noch weitergehende Sicherung der im Gehäuse 2 befindlichen elektronischen Bauelemente möglich. The embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 only in that a further combination of this type is now arranged above the first, wall-side combination of insulation layer 4 and surface resistance layer 5 , the enforcement areas 9 being used to prevent the discharge current from going straight through of the two layer combinations are mutually offset. In this way, it is possible to influence the flow of the discharge current even further, and thus to further secure the electronic components located in the housing 2 .

Der Vollständigkeit halber sei hier noch darauf hingewiesen, daß bei allen Ausführungsbeispielen die Dimensionen bzw. Dickenverhältnisse der einzelnen Schichten und der Durchsetzungsbereiche nur schematisch aufzufassen sind und daß sich insbesondere bei den Durchsetzungsbereichen unter Umständen ergebende Formänderungen der Schichten nicht berücksichtigt sind.For the sake of completeness, I would like to add here noted that in all the embodiments Dimensions or thickness ratios of the individual Layers and the enforcement areas only schematically are to be understood and that especially in the Enforcement areas may result Changes in shape of the layers are not taken into account.

Claims

1. Shielded housing for electronic assemblies or components, which has conductive walls that can be connected to earth or ground, characterized in that on the conductive walls ( 1 ) on the outside ( 3 ) of the housing ( 2 ) an insulation layer ( 4th ) and a surface resistance layer ( 5 ) is applied to the insulation layer ( 4 ).

2. Housing according to claim 1, characterized in that on the surface resistance layer ( 5 ) at least one further combination of insulation layer ( 4 ) and the overlying surface resistance layer ( 5 ) is applied.

3. Housing according to claim 1 or 2, characterized in that the surface resistance layer or layers ( 5 ) in certain areas ( 9 ) passes through the adjacent insulation layer (s) ( 4 ).

4. Housing according to claim 3, characterized in that the enforcement areas ( 9 ) of adjacent layer combinations are each offset from one another.

5. Housing according to one of the preceding claims, characterized in that the individual surface resistance layers ( 5 ) and insulation layers ( 4 ) have different thicknesses and / or consist of different materials.

6. Housing according to claim 5, characterized in that the surface resistance layers ( 5 ) made of conductive lacquer, in particular glow-protection lacquer.

7. Housing according to claim 5, characterized in that the insulation layers ( 4 ) consist of insulating varnish.

8. Housing according to one of the preceding claims, characterized in that the outer surface resistance layer ( 5 ) is provided with an additional coating ( 6 ).

9. A method for producing a housing according to one of claims 3 or 4, characterized in that the insulation layers ( 4 ) and the surface resistance layers ( 5 ) are applied by spraying, wherein in each case before the application of the insulation layer ( 4 ) cover elements in shape and arrangement the desired enforcement areas ( 9 ) are attached, which are removed again before the application of the surface resistance layer ( 5 ).