FI86946C

FI86946C - Case for protecting a circuit board from interference caused by electronic electromagnetic interference and an electronic device comprising a circuit board protected by such a case

Info

Publication number: FI86946C
Application number: FI896037A
Authority: FI
Inventors: Risto Vaeisaenen; Pekka Lonka
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1992-10-26
Also published as: FI896037A; FI86946B; FI896037A0

Description

8694686946

Kotelo piirilevyn suojaamiseksi sähkömagneettisen interferenssin aiheuttamilta häiriöiltä ja elektroninen laite, jossa on tällaisella kotelolla suojattu piirilevy Tämä keksintö kohdistuu koteloon maafoliolla varustetun piirilevyn tai sen osan suojaamiseksi sähkömagneettisen interferenssin (EMI) aiheuttamilta häiriöiltä ja samalla häiriöpäästöjen vaimentamiseksi sekä erityisesti sellaiseen koteloon, jossa on kansiosa siihen liittyvine seinäosineen, jotka ovat johtavasta aineesta.This invention relates to a housing for protecting a circuit board or part thereof with a ground foil from interference caused by electromagnetic interference (EMI) and, in particular, to attenuating interference emissions. , which are a conductive substance.

Tämä keksintö kohdistuu myös elektroniseen laitteeseen, kuten radiopuhelimeen, jonka runkoon on kiinnitetty ainakin yksi maafoliolla varustettu piirilevy suojakoteloineen, niin että suojakotelo on piirilevyn ja rungon välissä.The present invention also relates to an electronic device, such as a radiotelephone, having at least one circuit board with ground foil and protective housings attached thereto, so that the protective housing is between the circuit board and the housing.

Elektroniikkateollisuudessa kuten esim. radiopuhelinteolli-suudessa, asetetaan sellaisia vaatimuksia piirilevyn ja sen osien häiriösuojaukselle, jotka ovat hankalasti toteutettavissa. Samalle piirilevylle pyritään saamaan useita toimintoja, koska suuremman kokonaisuuden testaaminen on helpompaa ja nopeampaa. Tällöin kuitenkin toiminnot joutuvat hyvin lähelle toisiaan yhdessä ja samassa tilassa piirilevyllä, mikä johtaa siihen että signaalit kytkeytyvät ympäristöön.In the electronics industry, such as the radiotelephone industry, there are requirements for interference protection of the circuit board and its parts which are difficult to implement. The aim is to have several functions on the same circuit board, because it is easier and faster to test a larger entity. In this case, however, the functions become very close to each other in one and the same state on the circuit board, which results in the signals being connected to the environment.

Tätä kytkeytymistä ei yleensä voida sallia, vaan osat täytyy suojata siltä. Suojauksen tulee olla kustannuksiltaan alhainen, helposti asennettavissa ja poistettavissa ja muutoinkin vähän työtä vaativa. Erityisesti halutaan välttää käsin juo-toksia. Suojarakenteen tulee lisäksi olla kevyt, luotettava eikä se saisi tuhlata piirilevypintaa varsinkin ottaen huomioon, että pieni koko on tärkeä kilpailukeino radiopuhelin-markkinoilla. Tunnetut ratkaisut ovat olleet puutteellisia jonkin ominaisuuden kohdalla, mikä on heikentänyt tuotteen kilpailukykyä. Suojuksen tulee paitsi estää ulkopuolisia häiriöitä myös vaimentaa häiriöpäästöjä ympäristöön.This coupling cannot usually be allowed, but the parts must be protected from it. The protection must be low-cost, easy to install and remove and otherwise requires little work. In particular, it is desired to avoid manual drinks. In addition, the protective structure must be light, reliable and should not waste the circuit board surface, especially given that small size is an important means of competition in the radiotelephone market. Known solutions have been deficient in some of the features, which has weakened the competitiveness of the product. The cover must not only prevent external interference but also attenuate interference emissions into the environment.

2 869462 86946

Alalla on hyvin tunnettua sijoittaa koko suojattava sähköinen piiri metalliseen suojakoteloon, josta signaalit kulkevat häiriösuojattujen liittimien kautta muihin piireihin. Tällainen ratkaisu on kuitenkin tilaa vievä ja lisää laitteen painoa eikä ole soveltuva silloin, kun samalla piirilevyllä on useita erillisesti suojattavia alueita.It is well known in the art to place the entire electrical circuit to be protected in a metal enclosure from which signals pass through interference-protected connectors to other circuits. However, such a solution is bulky and increases the weight of the device and is not suitable when the same circuit board has several separately protected areas.

Samoin on tunnettua suojata tietyt osat piirilevyllä erilaisilla metallisilla suojakansilla. Tällöin on käytetty erilaisia tapoja: Sivuseinien alareunoissa on kielekkeitä, jotka koteloa asennettaessa tunkeutuvat piirilevyssä olevien reikien läpi, jolloin ne taivutetaan piirilevyn toiselta puolelta levyn alapinnan suuntaiseksi aikaansaaden kotelon lujan kiinnittymisen piirilevylle. Piirin huoltoa varten taivutetut kielekkeet oikaistaan, jolloin kotelo voidaan irrottaa. Tällaista suojaustapaa on kuvattu esim. patentissa US-4 370 515. Eräs tapa on ympäröidä suojattava piiri metallisella seinällä, joka juotetaan alareunastaan piirilevyyn. Seinän varaan asetetaan kansi, jonka reunat on joustavasti taivutettu siten, että kantta seinämän päälle painettaessa joustavat kannen reunat aikaansaavat lukituksen. Nämä suo-jaustavat sopivat hyvin käytettäväksi silloin, kun piirilevyn alapinta on yhtenäinen maafolio, joka toimii suojana tältä puolelta. Kuitenkin käytettävän levyaineksen on oltava suhteellisen paksua kimmo-ominaisuuden säilyttämiseksi ja jos piirilevyn alapinta ei ole yhtenäinen metallifolio, on suojauksen järjestäminen tälle puolelle hankalaa, joten täydellisen suojaustehon saavuttaminen on vaikeata.It is also known to protect certain parts on a circuit board with various metal protective covers. Various methods have been used: The lower edges of the side walls have tabs which, when the housing is installed, penetrate through holes in the circuit board, bending them from one side of the circuit board parallel to the underside of the circuit board, providing a secure attachment of the housing to the circuit board. For circuit maintenance, the bent tabs are straightened to allow the housing to be removed. Such a method of protection is described, for example, in U.S. Pat. No. 4,370,515. One way is to surround the circuit to be protected by a metal wall which is soldered at its lower edge to the circuit board. A cover is placed on the wall, the edges of which are flexibly bent so that when the cover is pressed onto the wall, the flexible edges of the cover provide a lock. These shields are well suited for use when the lower surface of the circuit board is a unitary ground foil that acts as a shield from this side. However, the board material used must be relatively thick to maintain the Kimmo property, and if the bottom surface of the circuit board is not a uniform metal foil, it is difficult to provide protection on this side, so it is difficult to achieve complete protection effect.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada helposti ja nopeasti asennettava ja ilman juottamista irrotettava suojakotelo, johon on helppo liittää suodattimet tai läpi-vientikondensaattorit suojatun piirin muuhun ympäristöön liitäntää varten. Keksinnön mukainen suojarakenne on kevyt, vähän tilaa vievä ja sillä voidaan suojata piirilevyn osa kauttaaltaan.It is an object of the present invention to provide an easily and quickly installed and non-solderable detachable enclosure to which filters or through-capacitors can be easily connected for connection to another environment of the protected circuit. The protective structure according to the invention is light, takes up little space and can be used to protect a part of the circuit board throughout.

3 869463,86946

Keksinnön mukaisessa kotelossa sen joustavasta aineesta olevat seinäosat ovat toisistaan siten irti, että ne ovat taivutettavissa ja kotelo näin ollen joustavasti kokoonpu-ristettavissa piirilevyn ja sen kiinnitysalustan väliseen, seinäosien korkeutta matalampaan tilaan. Tällainen rakenne on hyvin kevyt ja halpa, se ei vaadi mitään erityisiä kiin-nitystapoja, koska se puristuu joustavasti paikoilleen piirilevyn ja sen kiinnitysalustan väliin ja tällöin siihen muodostuu seinäosien taipuessa erilleen toisistaan aukkoja, joiden kautta piirilevyn komponentit voidaan helposti liittää suojatun piirin muuhun ympäristöön. Se ei myöskään aiheuta kipinöintiä tai muita häiriöitä mekaanisessa rasituksessa.In the housing according to the invention, the wall parts made of its flexible material are separated from each other so that they can be bent and the housing can thus be flexibly compressed into a space lower than the height of the wall parts between the circuit board and its mounting base. Such a structure is very light and inexpensive, does not require any special fastening methods, as it is resiliently pressed into place between the circuit board and its mounting base and thus forms openings when the wall parts bend apart, through which the circuit board components can be easily connected to the rest of the protected circuit. It also does not cause sparks or other disturbances under mechanical stress.

Suojakotelon seinäosat voidaan vielä jakaa useihin toisistaan irrallisiin kieliin ja nämä voivat olla jo lepotilassa hieman kaareutuvia ja tällöin on edullista, että ainakin muutamat vierekkäiset kielet kaareutuvat vastakkaisiin suuntiin läpivientiaukkojen muodostamiseksi seinäosiin. Vaihtoehtoisesti voidaan kielet muodostaa pienen välimatkan päähän toisistaan, jolloin niiden välissä on aukkoja läpivientejä varten. Olennaisinta keksinnössä on kuitenkin se, että suojakotelon nurkat on ainakin osittain leikattu auki siten, että seinät pääsevät taipumaan, kun suojakotelo puristetaan piirilevyn ja sen kiinnitysalustan väliin.The wall portions of the protective housing can be further divided into a number of detached tongues and these can already be slightly curved at rest, in which case it is advantageous for at least a few adjacent tongues to curve in opposite directions to form through-openings in the wall portions. Alternatively, the tongues can be formed at a small distance from each other, with gaps between them for passages. However, the most important thing in the invention is that the corners of the protective housing are at least partially cut open so that the walls can bend when the protective housing is pressed between the circuit board and its mounting base.

Suojakotelon asentamisen helpottamiseksi, sen ohjaamiseksi paikalleen tai kiinnittämiseksi määrättyyn asentoon on kan-siosaan edullisesti muotoiltu profiili, ulokkeita tai aukkoja, jotka sopivat kiinnitysalustassa olevaan profiiliin, aukkoihin tai syvennyksiin tai vastaavasti ulokkeisiin.In order to facilitate the installation of the protective housing, to guide it into place or to fasten it in a certain position, a profile, projections or openings are preferably formed in the cover part which fit into the profile, openings or recesses in the mounting base or projections, respectively.

Keksintö kohdistuu myös elektroniseen laitteeseen, jonka runkoon on kiinnitetty ainakin yksi maafoliolla varustettu piirilevy niin, että keksinnön mukainen suojakotelo on piirilevyn ja rungon välissä. Keksinnön mukaisen suojakotelon joustavaa ainetta olevat ja toisistaan irti olevat seinäosat ovat tällöin hieman pidemmät kuin asennusväli.The invention also relates to an electronic device, to the body of which at least one circuit board with ground foil is attached, so that the protective housing according to the invention is between the circuit board and the body. The wall parts of the protective material according to the invention which are made of flexible material and which are separated from each other are then slightly longer than the installation distance.

86946 4 niin että ne taivutettuina joustavasti puristuvat piirilevyssä olevia ja sen vastakkaisella puolella olevan maafolion kanssa yhteydessä olevia kontaktipintoja vasten. Kontaktipinnat voivat olla yhteydessä piirilevyn vastakkaisella puolella olevaan maafolioon piirilevyn läpi menevien metal-loitujen reikien välityksellä tai muulla tavalla, esim. piirilevyn reunojen yli ulottuvien kontaktiliuskojen välityksellä.86946 4 so that, when bent, they resiliently press against the contact surfaces on the circuit board and in contact with the ground foil on its opposite side. The contact surfaces may be in communication with the ground foil on the opposite side of the circuit board through metallized holes passing through the circuit board or by other means, e.g., through contact strips extending over the edges of the circuit board.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisen suojakotelon suosittua suoritusmuotoa alta ja vastaavasti sivulta ja kuvio 3 esittää poikkileikattua osakuvantoa keksinnön mukaisesta elektronisesta laitteesta varustettuna em. suojakotelolla.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1 and 2 show a preferred embodiment of a protective housing according to the invention from below and from the side, respectively, and Figure 3 shows a cross-sectional view of an electronic device according to the invention.

Kuten kuvioista 1 ja 2 tarkemmin nähdään, muodostuu keksinnön mukainen suojakotelo 1 levymäisestä kansiosasta 2 ja sen reunoihin liittyvistä seinistä, jotka tässä tapauksessa on leikattu kieliksi 3, jotka ovat välimatkan päässä toisistaan, niin että kielien 3 väliin muodostuu aukkoja 5. Kielet 3 ovat esitetyssä tapauksessa myös hieman kaarevia. Kan-siosassa 2 on lisäksi pari aukkoa 4, kuten kuviosta 1 nähdään .As can be seen in more detail in Figures 1 and 2, the protective housing 1 according to the invention consists of a plate-like cover part 2 and walls connected to its edges, which in this case are cut into tongues 3 spaced apart so that openings 5 are formed between the tongues. also slightly curved. The cover part 2 further has a pair of openings 4, as can be seen in Figure 1.

Suojakotelossa 1 ainakin kielet 3 ovat jotakin joustavaa johtavaa ainetta, mutta edullisesti koko suojakotelo on valmistettu yhdestä ja samasta levyaineesta, jolloin valmistus on yksinkertaisesti toteutettavissa yhdessä ainoassa työvaiheessa lävistämällä ja taivuttamalla suuremmasta levyaihiosta.In the protective housing 1, at least the tongues 3 are of some flexible conductive material, but preferably the entire protective housing is made of one and the same sheet material, whereby the manufacture can be carried out simply in a single step by punching and bending a larger sheet blank.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen suojakotelon sijoittelu piirilevyn 6 ja elektronisen laitteen, kuten radiopuhelimen 10, rungon väliin. Piirilevyssä olevat komponentit on merkitty viitenumerolla 9 ja sen vastakkaisella puolella oleva maafolio viitenumerolla 8. Piirilevy 6 on kiinnitetty runkoon 10 ruuveilla 11 ja suojakotelo 1 on tl 5 86946 sovitettu piirilevyn 6 ja rungon 10 väliin siten, että suojakotelon 1 kansiosa 2 on runkoa 10 vasten, jolloin rungossa 10 olevat tapit 14 työntynyt kansiosassa 2 oleviin aukkoihin 4, siten että suojakotelo 1 kiinnittyy runkoon 10, kun tapit 14 niitataan. Tapit 14 ohjaavat siten suojakotelon I oikealle paikalle asennuksessa ja niittaamalla saavutetaan lisäksi se etu, että suojakotelo 1 jää paikoilleen runkoon 10 piirilevyä 6 irrotettaessa.Figure 3 shows the arrangement of a protective housing according to the invention between the circuit board 6 and the body of an electronic device, such as a radio telephone 10. The components on the circuit board are denoted by reference numeral 9 and the ground foil on the opposite side thereof is denoted by reference numeral 8. The circuit board 6 is fixed to the body 10 by screws 11 and the protective housing 1 is t1 5 86946 fitted between the circuit board 6 and the body 10 so that the wherein the pins 14 in the body 10 are pushed into the openings 4 in the cover part 2, so that the protective housing 1 engages the body 10 when the pins 14 are riveted. The pins 14 thus guide the protective housing I to the correct position in the installation, and riveting also has the advantage that the protective housing 1 remains in place in the body 10 when the circuit board 6 is removed.

Piirilevyssä on 6 lisäksi PCB-levyn 7 läpi metalloituja reikiä 12, jotka yhdistävät piirilevyn 6 toisella puolella olevan maafolion 8 sen vastakkaisella puolella oleviin kontaktipintoihin 13, joita vasten suojakotelon 1 kielet 3 joustavasti puristuvat. Tällä tavoin piirilevy 6 maadoittuu runkoon 10 kielien 3 välityksellä. Kielien 3 kontakti perustuu sopivasti mitoitettuun jousivoimaan, jolla kielet 3 puristuvat piirilevyn 6 ja rungon 10 väliin. Kielien 3 ja piirilevyssä 6 olevien reikien 12 tiheys riippuu suurimmasta suojattavasta taajuudesta.In addition, the circuit board 6 has holes 12 metallized through the PCB board 7, which connect the ground foil 8 on one side of the circuit board 6 to the contact surfaces 13 on its opposite side, against which the tongues 3 of the protective housing 1 are resiliently pressed. In this way, the circuit board 6 is grounded in the body 10 by means of tongues 3. The contact of the tongues 3 is based on a suitably dimensioned spring force with which the tongues 3 are pressed between the circuit board 6 and the body 10. The density of the tongues 3 and the holes 12 in the circuit board 6 depends on the maximum frequency to be protected.

Piirilevy 6 on helposti irrotettavissa kiertämällä ruuvit II auki ja poistamalla piirilevy 6. Tällöin suojakotelo 1 jää paikoilleen ja piirilevy 6 on helposti asennettavissa takaisin puhelimen runkoon 10. Piirilevyn yläpuoli on suojattu yhtenäisellä maatasolla, joka on piirilevyn metallita-so, mutta on selvää, että yläpuolen suojaukseen voidaan käyttää muitakin tapoja. Irrotettuun piirilevyyn 6 ja sen komponentteihin 9 päästään siten käsiksi vaivattomasti. Lisäksi piirilevyn 6 johtimet voidaan pujottaa kielien 3 välisistä aukoista 5 kulloinkin haluttuun kohteeseen.The circuit board 6 can be easily removed by unscrewing the screws II and removing the circuit board 6. In this case, the protective housing 1 remains in place and the circuit board 6 can be easily reassembled into the telephone body 10. The top of the circuit board is protected by a uniform ground plane. other methods can be used for protection. The detached circuit board 6 and its components 9 are thus easily accessible. In addition, the conductors of the circuit board 6 can be threaded from the openings 5 between the tongues 3 to the desired target in each case.

Claims

86946

A housing for protecting a circuit board or a part thereof with a ground foil from interference caused by electromagnetic interference and for attenuating interference emissions, the housing (1) having a cover part (2) with associated wall parts (3) of conductive material, characterized in that the wall parts of flexible material are so that they can be bent and the housing (1) thus flexibly compressed into a space between the circuit board and its mounting base, lower than the height of the wall parts.

Housing according to Claim 1, characterized in that the wall parts consist of a plurality of spaced-apart tongues (3).

Housing according to Claim 2, characterized in that the tongues (3) are slightly curved at rest.

Housing according to claim 3, characterized in that at least a few adjacent tongues (4) curve in opposite directions to form openings (5) in the wall parts.

Housing according to Claims 2, 3 or 4, characterized in that the tongues (3) are spaced apart.

Housing according to one of the preceding claims, characterized in that the cover part (2) has a profile, projections or openings (4) which facilitate the installation of the housing (1) and which fit into the profile, openings or recesses in the mounting base or projections, respectively. An electronic device in which at least one circuit board (6) with ground foil (8) with a protective distribution housing (1) is attached to the body (10), so that the protection housing is between the circuit board (6) and the housing (10), characterized in that the protection housing (10) 1) the wall parts (3) of flexible material are 86946 apart and slightly longer than the mounting distance, so that when bent they are resiliently pressed against the contact surfaces (13) in the circuit board (6) and in contact with the ground foil (8) on its opposite side.

Device according to Claim 7, characterized in that the wall parts of the protective housing (1) consist of a plurality of detached tongues (3) which can be slightly curved at rest and then preferably alternately in opposite directions to form openings (5) therebetween.

Device according to Claim 7, characterized in that the wall parts of the protective housing (1) consist of a plurality of spaced-apart tongues (3).

Device according to Claim 7, 8 or 9, characterized in that the cover part (2) of the protective housing (1) has a profile, projections or openings (4) facilitating its installation and the body (10) has a compatible profile, openings or recesses or pins, respectively. (14) to guide the protective housing (1) into place or to detachably attach it to the frame (10). 8 86946