JP4226041B2 - 積層構造を有する透過導電シールド - Google Patents

Description

本発明は、電磁妨害および静電放電に対する保護を提供する透過導電シールドに関し、特に、プリント回路基板の箔側または構成部品側に対して適用するのに適した簡易な階層構造を有する透過導電シールドに関する。

テレビ、ラジオ、コンピュータ、医療器具、ビジネス・マシン、通信機器などの電子装置の動作には、当該装置内の電子回路内の電磁放射が伴う。そのような放射は、電磁スペクトルの無線周波数内、すなわち、約１０ｋＨｚから１０ＧＨｚの間のフィールドまたは過渡現象として進むことが多く、他の近接する電子機器の動作を妨害するものとして知られているので、「電磁妨害」すなわち「ＥＭＩ」と称される。ＥＭＩの影響を弱めるために、ＥＭＩエネルギーを吸収または反射あるいはその両方を行うことができるシールディングを使用して、ＥＭＩエネルギーを電磁放射する装置内に閉じ込めるか、電磁放射する他の装置からその影響を受ける装置を遮蔽するか、またはその両方を行ってもよい。そのようなシールディングは、電磁放射する装置とその影響を受ける装置との間に配置されるバリアとして提供され、典型的には、当該装置を密閉する導電性のハウジングとして構成され、当該装置のディスクリートな構成部品または構成部品群を覆う「缶」として構成されることが多い。ハウジングは、例えば米国特許出願公開第２００４／０１７５０２号に記載されているように、導電性となるように充填される金属または可塑性材料で形成することができ、または、例えば米国特許第６４８３７１９号に記載されているように、ハウジングの表面全体に渡る導電性の被膜を提供するような材料で形成することができる。

静電放電、すなわち「ＥＳＤ」は、静電荷を受ける場合、特に設置中または試験中の場合に、電子構成部品に生じうる損害のことをいう。半導体メモリ装置などのコンピュータ回路の種類の中には、特にＥＳＤの影響を受けやすいものがある。ＥＳＤを防止するための通常の措置は、回路を取り扱う個人を接地することである。より確実な方法は、例えば米国特許第６８８４９３７号に記載されているように、回路接地に電気的に接続された導電シールドにおける回路を密閉することである。よって、ＥＭＩおよびＥＳＤに対して保護する役割を、同一の導電シールドで果たすことができる。

通常使用される種類のＥＭＩシールドで生じる他の問題として、遮蔽されている構成部品内の温度上昇がある。この問題を解決するために使用されてきた解決策の１つは、米国特許第６８８４９３７号に記載されているように、遮蔽密閉体の外部に放熱フィンを追加することである。しかしながら、この解決策は、密閉体の作製コストを増加させ、その大きさおよび重量を増加させ、何らかの金属製の導熱材料を使用しない限り有効な解決策であるとは到底いえない。

よって、シールディングが適用される回路内で生じる熱の放出を可能にしつつ、ＥＭＩおよびＥＳＤ保護を電子回路基板の箔または構成部品側に与えるのに適した、簡単で容易に作成された導電シールドが必要とされる。

したがって、本発明の基本的な目的は、容易に製造された積層構造を有する透過導電シールドを提供することである。

本発明の他の目的は、電磁障害および静電放電に対する保護を提供するための、上記問題を解決する透過導電シールドを提供することである。

本発明のこれらおよび他の目的は、本明細書に開示された積層構造を有する透過導電シールドによって達成される。

本発明の局面の一例によれば、透過導電シールドは、絶縁フォーム・スペーサ間に空間を有して平面に配置された複数の絶縁フォーム・スペーサを含む積層構造を有し、第１の絶縁シートが、複数の絶縁フォーム・スペーサ上に配置され、導電シートが第１の絶縁シート上に配置され、第２の絶縁シートが導電シート上に配置される。各絶縁シートは、導電シートの対応するスルー・ホールに位置合わせされた複数のスルー・ホールを有し、空気流が透過導電シールドを通ることができるように、導電スペーサ間に空間を有している。導電シートのスルー・ホールは、該当する周波数のカットオフを下回るような大きさである。好ましくは、第２の絶縁シートのスルー・ホールは、導電シートの外部ショートを回避するために、導電シートのスルー・ホールより小さい。

絶縁フォーム・スペーサは、弾性材料、好ましくはポリウレタン・フォームからなる。導電シートは、好ましくは銅からなる。絶縁シートは、絶縁破壊に耐えるように高い機械強度を有する材料からなり、好ましくはポリイミド膜からなる。

本発明の他の局面において、透過導電シールドは、絶縁フォーム・スペーサの上部と第１の絶縁シートとの間に配置された、絶縁フォーム・スペーサと同じ弾性材料の絶縁層をさらに含む。絶縁層は、空気流が透過導電シールドを通るのを妨害しないように、絶縁シートのスルー・ホールと位置合わせされたスルー・ホールを有する。好ましくは、絶縁層は、帯片で主要スペーサに取り付けられており、１つ以上の当該帯片が着脱可能なようになっている。絶縁フォーム・スペーサが取り付けられた絶縁層、第１の絶縁シート、導電シート、および第２の絶縁シートは、介在する接着層６によって互いに結合されている。

本発明のさらなる局面において、感圧接着する層が、透過導電シールドを電子回路に取り付けるために、絶縁フォーム・スペーサの底端に貼り付けられている。加えて、好ましくは、剥離ライナーが、透過導電シールドを貼り付ける前に感圧接着する層を覆って保護するために設けられている。

添付の図面に示す実施形態を参照して、本発明を例示的により詳細に説明する。以下に説明する実施形態は例示として示すに過ぎず、本発明の概念を特定の物理的な構成に制限すると解釈すべきでないことに注意すべきである。

さらに、「上（ｕｐｐｅｒ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「前（ｆｒｏｎｔ）」「後（ｂａｃｋ）」、「上に（ｏｖｅｒ）」、「下に（ｕｎｄｅｒ）」という用語および類似の用語は、使用された場合に特に断りのない限り、本発明を特定の考え方に制限すると解釈されるものではない。むしろ、これらの用語は、相対的な基準でのみ使用される。

本発明は、電磁妨害および静電放電に対する保護を提供し、かつ、プリント回路基板の箔側または構成部品側に対して適用するのに適した簡易な階層構造を有する透過導電シールドに向けられている。

図１は、本発明の透過導電シールドの好ましい実施形態の切取図を示す。基本要素は、複数の絶縁フォーム・スペーサ３、絶縁シート５、および導電シート７である。絶縁フォーム・スペーサ３は、導電シート７と、導電シールドが取り付けられることになる表面との間の距離を設定する。例えば、導電シールドがプリント回路基板上に取り付けられる場合に、この距離は、基板の表面から突出する構成部品またはピンに対して隙間を提供するのに適切である必要がある。絶縁フォーム・スペーサ３は、好ましくは、透過導電シールドが取り付けられる表面に対して空気が流れることができるようにする空間を間に有して、系統的な配列で配置される。

絶縁フォーム・スペーサ３の上には、絶縁シート５が設けられる。絶縁シート５は、好ましくは高い絶縁耐力を与えるポリイミド膜などの強可塑性材料からなり、下部の回路基板のピンまたは構成部品である導線が導電シート７を貫通しないようにする。導電シート７は、絶縁シート５の上部にあって、例えば薄い銅のシートまたは箔であってもよく、保護される回路に対してＥＭＩシールディングまたはＥＳＤ経路あるいはその両方を提供する。

絶縁シート５および導電シート７は共に、空気が透過導電シールドを通ることができるように複数のスルー・ホールを有する。図１に示すように、絶縁シート５のスルー・ホールは、フォーム・スペーサ３間の空間に位置合わせされており、導電シート７のスルー・ホールは、絶縁シート５のスルー・ホールとほぼ同じ大きさで位置合わせされている。本構成のスルー・ホールは、当該無線周波数のカットオフを十分に下回るほど小さいが、周囲の領域に比べて十分に大きく、合理的な量の空気流が透過導電シールドを通るようにする。図３の本発明の透過導電シールドの上面図から、導電シート７のホール７ａの相対的な大きさおよびフォーム・スペーサ３間の空間がおおよそわかるようになっている。

また、図１は、本発明の好ましい実施形態が、導電シート７を覆う第２の絶縁シート９を含むことを示している。その目的は、導電シート７と、本発明の透過導電シールドを有する回路基板が設置される密閉体内の導体または結合層などの、透過シールドの近くにある任意の導電体との間の偶発的な接触を避けることである。第２の絶縁シート９は、第１の絶縁シート５および導電シート７のスルー・ホール７ａに適合する複数のスルー・ホールを有する。第２の絶縁シート９のスルー・ホールは、ホールの側面において導電シート７に接触する可能性を防ぐために、導電シート７のスルー・ホールより若干小さな大きさであるのが好ましい。

図２は、図１に示す積層シールディング構造の様々な層をより明確に開示する断面図である。上述の好ましい実施形態の構成部品に加えて、図２は、絶縁フォーム・スペーサ３の上部付近であって、絶縁シート５近傍にあり、絶縁フォーム・スペーサ３に取り付けられてそれらを保持する比較的薄いフォーム層３ａを示している。好ましくは、フォーム層３ａは、帯片からなり、絶縁フォーム・スペーサ３の１つ以上の帯片（３ａ）は、必要に応じて除去されてもよいようになっている。また、フォーム層３ａは、空気が透過導電シールドを通るのを妨げないようにするために、導電シートおよび絶縁シートのスルー・ホールに適合するスルー・ホールを有する。

さらに、図２には、絶縁フォーム・スペーサ３の底端に付加された接着層２が示されており、付加された表面に透過導電シールドが接触かつ保持されるようになっている。適切な感圧接着剤を使用することによって、透過導電シールドが、一時的または常設のシールディングが必要な応用例において使用できるようになっている。剥離ライナー１が、使用前の絶縁フォーム・スペーサ３の底端上の感圧接着剤を保護するために使用される。剥離ライナー１は、透過導電シールドを表面に貼り付ける際に除去される。

接着層４，６，および８は、フォーム層３ａ、第１および第２の絶縁シート５および９、ならびに導電シート７を接着する役割を果たし、ＥＭＩまたはＥＳＤもしくはその両方のシールディングを必要とする電子回路または他の平坦面に対して一体化されたユニットとして容易に適用可能な積層シールディング構造を形成する。

使用の際には、透過導電シールドは、像平面または遮蔽面を形成するために電子回路基板の構成部品側または箔側に付加されてもよい。好ましい実施形態において、フォーム・パッドは、電子回路の表面の凹凸に対応することができるように弾性材料からなる。上述のように、フォーム層３ａは、好ましくは、帯片からなり、本発明の透過導電シールドを回路基板の構成部品側に貼り付ける際には、フォーム層３ａおよび付着された絶縁フォーム・スペーサ３の断面を容易に剥がして、集積回路および他の大きな装置用の空間を作るようにできる。透過シールドの積層構造は、必要に応じて様々な厚みで作成することができる。回路基板への応用例の場合には、絶縁フォーム・スペーサ３およびフォーム層３ａを合わせた厚みは、典型的には約２ｍｍであろう。

導電シート７が回路のグラウンドに電気的に接続される必要がある応用例においては、簡易な接地手法の１つは、第２の絶縁シート９の１つ以上のスルー・ホールの周囲の絶縁層を除去して、例えば半田付けによって導電シート７を、回路基板から突出する１つまたは複数の接地場所に結合する手法がある。他の代替の接地手法も当業者には明らかであろう。

本発明は、上述の特定の処理、仕組み、材料、および構成部品に必ずしも限定されず、本発明の範囲内で数多くの変形が可能であろうことが理解されるべきである。例えば、同様の機械的および電気的性質を有する様々な可塑性材料を絶縁フォーム・スペーサ３および絶縁シート５および９において使用してもよい。導電シート７は、任意の適切な金属であってもよく、または絶縁シートのうちの１枚の表面上の蒸着アルミニウムのような導電被膜であってもよい。さらに、対流冷却をわずかに要する電子回路基板に対するシールドには本発明の上述の局面の例における上記要素が特に適していると考えられるものの、本発明の概念は、より幅広い範囲の応用の可能性を有することが意図されている。

請求項における本発明を作成および使用するやり方は、図面と共に好ましい実施形態の上述の説明において適切に開示されていることは、当業者にとって明らかだろう。

本発明の好ましい実施形態の上述の説明は、様々な変形、変更、および適応が可能であり、かつ、添付の請求項の意味および同等物の範囲内において理解されることが意図されていることが理解されるだろう。

本発明に係る透過導電シールドの三次元切取図である。 本発明に係る透過導電シールドの断面図である。 本発明に係る透過導電シールドの上面図である。

符号の説明

１ 剥離ライナー
２ 接着剤
３ 絶縁フォーム・スペーサ
５ 絶縁シート
６，８ 接着層
７ 導電シート
９ 第２の絶縁シート

Claims (12)

1. 互いに空間を有して平面に配置された複数の絶縁フォーム・スペーサと、
   複数のスルー・ホールを有し、前記複数の絶縁フォーム・スペーサ上に配置された絶縁シートと、
   複数のスルー・ホールを有し、前記絶縁シート上に配置された導電シートと
   を備える透過導電シールドであって、
   前記絶縁シートの前記スルー・ホールは、空気流が前記透過導電シールドを通ることができるように、前記導電シートの前記スルー・ホールと前記絶縁フォーム・スペーサ間の前記空間とに位置合わせされている、透過導電シールド。
2. 前記複数の絶縁フォーム・スペーサは弾性材料からなる、請求項１に記載の透過導電シールド。
3. 前記絶縁フォーム・スペーサに取り付けられて前記絶縁フォーム・スペーサと前記絶縁シートとの間に配置され、前記絶縁シートの前記スルー・ホールに位置合わせされた複数のスルー・ホールを有する、前記複数の絶縁フォーム・スペーサと同じ弾性材料の絶縁層をさらに備える、請求項２に記載の透過導電シールド。
4. 前記絶縁層は、帯片で前記絶縁フォーム・スペーサに取り付けられており、１つ以上の前記帯片が着脱可能なようになっている、請求項３に記載の透過導電シールド。
5. 前記絶縁シートは、第１の絶縁シートであり、
   前記導電シート上に配置され、前記絶縁シートの前記スルー・ホールに位置合わせされた複数のスルー・ホールを有する第２の絶縁シートをさらに備える、請求項３に記載の透過導電シールド。
6. 前記第１および第２の絶縁シートは絶縁破壊に耐えるように高い機械強度を有する材料からなる、請求項５に記載の透過導電シールド。
7. 前記複数の絶縁フォーム・スペーサが取り付けられた前記絶縁層、前記第１の絶縁シート、前記導電シート、および前記第２の絶縁シートは、接着層によって互いに結合されている、請求項３に記載の透過導電シールド。
8. 各前記絶縁フォーム・スペーサは、前記第１の絶縁シート近傍に上端を、前記上端の反対側に底端を有し、前記透過導電シールドは、
   遮蔽すべき電気回路に前記透過導電シールドを取り付けるために、前記絶縁フォーム・スペーサの前記底端に接着された感圧層をさらに備える、請求項７に記載の透過導電シールド。
9. 前記感圧層を被覆して保護する解放層をさらに備える、請求項８に記載の透過導電シールド。
10. 前記第２の絶縁シートの前記スルー・ホールは、前記導電シートの前記スルー・ホールより若干小さい、請求項５に記載の透過導電シールド。
11. 前記導電シートの前記スルー・ホールは、前記透過導電シールドがシールディングを提供する周波数のカットオフを下回る、請求項１に記載の透過導電シールド。
12. 前記導電シートは、銅からなる、請求項１に記載の透過導電シールド。

Images