EA005283B1

EA005283B1 - Способ изготовления соединения для электромагнитного экранирования

Info

Publication number: EA005283B1
Application number: EA200200785A
Authority: EA
Inventors: Хельмут Каль; Бернд Тибуртиус
Original assignee: Хельмут Каль; Бернд Тибуртиус
Priority date: 2000-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2004-12-30
Also published as: KR20020074209A; US20030118857A1; KR100494819B1; JP2003520442A; WO2001054466A1; CN1395816A; CN1199547C; HK1049942B; ATE269631T1; EP1256267A1; HK1049942A1; AU3168601A; HUP0204312A2; DE50102590D1; EA200200785A1; EP1256267B1; CA2396155A1

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления механического, а также электропроводного соединения между печатной платой или частью корпуса и электропроводной крышкой (металлическим колпачком) для обеспечения электромагнитного экранирования. Такие относительно жесткие металлические колпачки для механического закрепления на печатной плате автоматически припаиваются и обеспечивают при высоком качестве пайки хорошее экранирование. Подводимое при пайке тепло всегда вызывает трудности при серийном изготовлении электрических конструктивных элементов и их экранировании посредством упомянутого метода с использованием металлических колпачков. В способе изготовления соединения между печатной платой и электропроводным колпачком для электромагнитного экранирования между печатной платой и колпачком размещается электропроводная масса, обрабатываемая в исходном состоянии, предпочтительно текучая масса, и посредством этой электропроводной массы колпачок механически фиксируется на печатной плате и одновременно создается электрический контакт между колпачком и печатной платой.

Description

Изобретение относится к способу изготовления механического, а также электропроводного соединения между печатной платой или частью корпуса и электропроводной крышкой (металлическим колпачком) для обеспечения электромагнитного экранирования.

Известно, что для электромагнитного экранирования конструктивных элементов или конструктивных узлов, например печатных плат или корпусов мобильных телефонов (или в технике связи, или передачи, и/или приема), используют металлические колпачки, которые обеспечивают по меньшей мере частичное экранирование.

Такие относительно жесткие металлические колпачки для механического закрепления автоматически припаиваются на печатной плате и обеспечивают, при высоком качестве пайки, хорошее экранирование. Подводимое при пайке тепло всегда вызывает трудности при серийном изготовлении электрических конструктивных элементов и их экранировании посредством упомянутого метода с использованием металлических колпачков.

Задача изобретения состоит в устранении указанных проблем и улучшении современной технологии изготовления.

В соответствии с изобретением предложено наносить на печатную плату (с верхней стороны) или на электропроводную крышку, например металлический колпачок (с нижней стороны), электропроводную массу, являющуюся в исходном состоянии жидкой или пастообразной. Эта масса может состоять из силикона, эпоксидной смолы, полиуретана, тефлона, акрила, каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (ΕΡΌΜ), сополимера этилена с пропиленом (ЕРМ) или другого связующего материала, а также может содержать электропроводный наполнитель. Такой наполнитель может содержать углерод, металл, алюминий, медь, серебро, золото, например, в виде волокнистых шариков или полосок. Также могут быть использованы и многофункциональные наполнители, например посеребренное стекло, медь, никель, алюминий, никелированный графит и т. п.

Электропроводная масса, которая содержит электропроводный наполнитель, может наноситься методом высвобождения (выдавливания, дозирования) на печатную плату или на нижнюю часть корпуса, как, например, раскрыто в патенте ΌΕ-Ρ-4319965.8-09. Однако электропроводную массу также можно наносить методом печати, например трафаретной печати или шелкографии, или методом погружения (окунания), или методом формования, тампопечати, или другими методами.

Хотя в предлагаемой заявке речь идет о металлическом колпачке, этот термин включает в себя и колпачок из пластмассового материала или из другого непроводящего материала, который снабжен проводящим слоем, например путем металлизации, или имеет электропроводный слой внутри в материале.

Электропроводная масса, например силикон, смешанный с добавкой серебра, имеет свойство самосклеивания и самоудерживания, так что при сборке печатной платы и электропроводной крышки (экранирующего колпачка, металлического колпачка) может быть создано постоянное (долговечное, прочное) или, при необходимости, разъемное соединение между обеими деталями. Такое соединение может быть дополнительно усилено, инициировано или завершено с использованием таких способов, как отверждение, высушивание, сшивание (структурирование), например, с помощью теплового излучения (или иного излучения энергии), альфа-излучения, бета-излучения, гамма-излучения, света, ультрафиолетового излучения, инфракрасного излучения или в соответствующим образом увлажненной воздушной среде и т.д. При этом особенно предпочтительны такие условия для сшивания, высушивания или отверждения электропроводной массы, которые могут проводиться при значительно более низких температурах, чем имеющие место при использовании пайки.

Изобретение обеспечивает то, что, например, операция оснащения печатных плат металлическими колпачками может проводиться на рабочем месте с оборудованием для поверхностного монтажа конструктивных элементов на печатной плате (8игГасе Моипйпд Эсу1сс. 8ΜΌ). При этом предотвращается смещение экранирующего колпачка и не требуется подвода большого количества тепла, как в процессе пайки. Тем самым экранирующий колпачок присоединяется к печатной плате не только электрически, но и закрепляется механически, фиксируется или удерживается в предписанном для него положении.

Изобретение поясняется ниже на примере осуществления, иллюстрируемом чертежами, где фиг. 1 представляет собой поперечное сечение боковой стенки экранирующего колпачка, под которым находится наплавленный валик электропроводной массы;

фиг. 2 представляет собой поперечное сечение печатной платы с электронными конструктивными элементами и надетым на нее колпачком;

фиг. 3 представляет собой вид сбоку боковой стенки надетого экранирующего колпачка;

фиг. 4 представляет собой поперечное сечение по линии А-А, показанной на фиг. 3;

фиг. 5 представляет собой поперечное сечение другого варианта осуществления, соответствующего изобретению.

На фиг. 1а представлена электропроводная масса 2 в виде единственного валика, нанесенная на нижней стороне боковой стенки 1 металлического колпачка 3 (экранирующего колпач3 ка) путем вытеснения, погружения, горячего пластического формования или холодной обработки давлением. Согласно фиг. 1Ь электропроводная масса 2 окружает нижнюю краевую зону боковой стенки 1 металлического колпачка, размещенного на печатной плате или на корпусе.

На фиг. 2 показана печатная плата 6 с электронными конструктивными элементами 5, которые должны экранироваться, а также нанесенное на печатную плату 6 уплотнение 2, на которое установлен экранирующий колпачок 3 по фиг. 1. При этом электропроводная масса (т.е. уплотнение 2) нанесена в виде валика на верхнюю сторону печатной платы 6. Свойства уплотнения 2, относящиеся к проводимости, упругости, тиксотропности, прочности, разъемности и т.д., устанавливаются индивидуально и могут быть такими, как описано в патенте ΌΕ-Р4319965.9-09.

Хотя на чертеже показан только один валик электропроводной массы, могут использоваться и несколько расположенных друг над другом или рядом друг с другом валиков/слоев, которые наносятся посредством одного или нескольких процессов вытеснения и/или одного или нескольких этапов погружения или формования на соответствующих поверхностях. Также можно, например, нанести по меньшей мере один валик (слой) из электропроводной массы на верхнюю сторону печатной платы, а также на соответствующую нижнюю сторону боковой стенки экранирующего колпачка и затем соединить обе детали путем наложения друг на друга обоих валиков (слоев).

При этом особенно предпочтительным является тот вариант, показанный на фиг. 5, когда нанесенный на печатную плату 6 слой (валик) служит в качестве реагента, являющегося первьм компонентом Х двухкомпонентного соединения Х-Υ, а слой (валик), нанесенный на нижнюю сторону боковой стенки экранирующего колпачка 3, служит в качестве второго компонента Υ двухкомпонентного соединения Χ-Υ, который реагирует на указанный реагент. Оба компонента Х и Υ состоят из различных веществ и реагируют только при их соединении друг с другом, например путем наложения друг на друга. При этом оба слоя (валика) соединяются друг с другом как двухкомпонентный (или трех- или многокомпонентный) клей, так что наряду с электрическим соединением образуется очень хорошее механическое соединение между колпачком и печатной платой (основанием корпуса), которое выдерживает высокие усилия растяжения.

За счет описанного варианта выполнения с двухкомпонентным уплотнением упрощается изготовление всего уплотнения в целом, потому что операции нанесения компонентов уплотнения могут осуществляться независимо и являются некритичными по отношению ко времени. Так, например, можно нанести сначала слой на печатную плату, не нанося сразу после этого второй компонент на металлический колпачок. При этом сдвиг по времени операций нанесения отдельных слоев (валиков) и соединения печатной платы и металлического колпачка может иметь различные значения в пределах от нескольких секунд до нескольких часов (или нескольких дней или недель) в зависимости от того, какими являются материалы компонентов Х и Υ. Более того, компонент Х в общем случае не обязательно должен быть электропроводной массой, однако, слой с Х-Д)-компонентом может выполняться очень тонким и может при соединении с другим Υ-(Х)-компонентом более или менее растворяться, так что затем валик из Υ-(Х)-компонента механически фиксирует и обеспечивает непосредственный контакт между металлическим колпачком и лежащей под ним печатной платой (или лежащим под ним корпусом).

Описанный вариант выполнения имеет то преимущество, что слой с Х-компонентом уже при изготовлении печатной платы может быть нанесен на тех местах, где должен быть установлен контакт. Если для соединения обоих слоев из Χ-Υ-компонентов необходима определенная атмосфера (например, влажная или заполненная растворителем атмосфера), то это можно обеспечить при монтаже металлического колпачка на печатной плате.

На фиг. 3 показан вид сбоку боковой стенки экранирующего колпачка, показанного на фиг. 1, и под этой боковой стенкой показано уплотнение, выполненное из электропроводной массы.

На фиг. 4 показано поперечное сечение изображения, представленного на фиг. 3. При этом можно видеть, что нижний край металлического колпачка 3 полностью погружен в материал 2 уплотнения, и даже показанное на фиг. 3 отверстие в боковой стенке частично заполнено материалом уплотнения.

Благодаря свойствам самоудерживания и самосклеивания проводящей уплотнительной массы формируется не только электропроводное соединение между экранирующим колпачком и печатной платой (частью корпуса), но и механически достаточно прочное соединение обеих деталей, причем благодаря эластичности проводящей массы обеспечивается и определенная подвижность для колпачка.

Разумеется, показанные соединения экранирующего колпачка и печатной платы могут быть сформированы не только с использованием вытеснения (выдавливания) электропроводной массы, но и с использованием иных методов, например метода трафаретной печати.

Также возможно нанести дополнительный слой электропроводной массы (валик или несколько валиков) на верхнюю сторону колпачка, что может оказаться особенно предпочтительным в том случае, когда должны быть обеспечены более значительные допуски и экрани5 рующий колпачок с верхней стороны должен закрывается корпусом или другим электропроводным конструктивным элементом.

Что касается приборов, которые обеспечиваются вышеописанным экранированием, то речь, в частности, может идти о таких приборах, которые снабжены устройством передачи (передающим устройством) и/или устройством приема (приемным устройством). Примерами таких приборов могут служить мобильный телефон или базовая станция телекоммуникационной сети.

Также возможно, чтобы между экранирующим колпачком и экранируемым основанием, например печатной платой 6, была(и) размещена^) стренга (или несколько стренг) из усадочного материала 4 (например, усадочной резины, наклеенной на колпачок 3 и печатную плату 6). В качестве примера данный вариант выполнения представлен на фиг. 2 в середине. Когда этот материал подвергается усадочному процессу, он сжимается и при этом автоматически стягивает обе детали вместе еще сильнее ввиду того, что материал наклеен как к внутренней стороне колпачка, так и к печатной плате. На фиг. 2 показан пример стренги (вогнутого поперечного сечения) из усадочного материала.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ соединения электропроводного колпачка (3) для электромагнитного экранирования с печатной платой (6), при котором между печатной платой (6) и колпачком (3) размещают электропроводную массу (2), с помощью которой механически фиксируют колпачок (3) на печатной плате (6), создавая при этом электрический контакт между ними, отличающийся тем, что электропроводная масса (2) состоит из двух различных компонентов (X, Υ), при связывании реагирующих друг с другом как двухкомпонентный клей, при этом перед соединением колпачка (3) и печатной платы (6) их снабжают на обращаемых друг к другу местах различающимися слоями материала, каждый из которых представляет собой один из компонентов электропроводной массы (2).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что его осуществляют для автоматического оснащения печатной платы (6) колпачком (3).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что его осуществляют для автоматического оснащения печатной платы (6) колпачком (3) на рабочем месте поверхностного монтажа конструктивных элементов.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что электропроводная масса (2) включает в себя силикон, эпоксидную смолу, полиуретан, тефлон, акрил, ΕΡΌΜ, ЕРМ или другие связующие материалы или их смеси и содержит электропроводный наполнитель.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что наполнитель состоит из углерода, металла, волокнистых шариков из металла, например алюминия, меди, серебра, золота, или многофункциональных наполнителей, таких как посеребренное стекло, медь, никель, алюминий, никелированный графит.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что колпачок (3) для экранирования представляет собой металлический колпачок или металлизированные колпачок или крышку из непроводящего материала.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что электропроводную массу (2) наносят на соответствующие места печатной платы (6), так что затем экранирующий колпачок (3) помещается на те места, в которых на печатную плату (6) нанесена электропроводная масса (2).
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что нанесение электропроводной массы (2) на печатную плату (6) или на колпачок (3) осуществляют способом вытеснения, печати, трафаретной печати, шелкографии, погружения, окунания, тампопечати.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что после соединения печатной платы (6) и колпачка (3) с помощью электропроводной массы (2) формируют постоянное соединение этих деталей посредством отверждения, и/или сшивания, и/или высушивания массы.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что постоянное соединение формируют в процессе отверждения, при этом осуществляют обработку с помощью тепла, и/или альфа-излучения, и/или бета-излучения, и/или гамма-излучения, и/или влажности воздуха, и/или света, и/или ультрафиолетового излучения, и/или инфракрасного излучения.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что температура в процессе отверждения ниже, чем температуры, которые имеют место при пайке для соединения колпачка (3) с печатной платой (6).
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что для фиксации и электрического контакта между колпачком (3) и печатной платой (6) на печатную плату (6) наносят слой с компонентом X, а на нижнюю сторону боковой стенки колпачка (3) наносят слой с компонентом Υ, причем оба компонента таковы, что они химически и/или физически реагируют друг с другом таким образом, что обеспечивается требуемая механическая фиксация и электрический контакт колпачка (3) на печатной плате (6).
13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что между экранирующим колпачком (3) и экранируемой печатной платой (6) размещают усадочный материал (4), который при усадке стягивает и фиксирует экранирующий колпачок и печатную плату под экранирующим колпачком.
14. Соединение электропроводящего колпачка (3) с печатной платой (6), выполненное способом по любому из пп.1-13.
15. Печатная плата (6), на которой размещен электропроводный колпачок (3), выполняющий функцию экранирующего элемента для размещенных на печатной плате (6) конструктивных элементов (5), причем колпачок (3) закреплен на печатной плате (6) с помощью электропроводной массы (2), образующей электропроводное соединение между ними, отличающаяся тем, что электропроводная масса (2) состоит из двух различных компонентов (X, Υ), наносимых на обращаемые друг к другу места колпачка (3) и печатной платы (6) соответственно и при связывании реагирующих друг с другом как двухкомпонентный клей.
16. Печатная плата по п.15, отличающаяся тем, что колпачок (3) размещен на предварительно заданном расстоянии от печатной платы (6) и определяемый этим расстоянием промежуток между колпачком (3) и печатной платой (6) заполнен электропроводной массой (2).
17. Электрический прибор с печатной платой по п.15 или 16.
18. Электрический прибор по п.17, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, передающее устройство и/или приемное устройство.
19. Электрический прибор по п.18, отличающийся тем, что он представляет собой устройство мобильной радиосвязи.