KR20020086586A - Methods and apparatus for emi shielding - Google Patents

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KR20020086586A
KR20020086586A KR1020027011246A KR20027011246A KR20020086586A KR 20020086586 A KR20020086586 A KR 20020086586A KR 1020027011246 A KR1020027011246 A KR 1020027011246A KR 20027011246 A KR20027011246 A KR 20027011246A KR 20020086586 A KR20020086586 A KR 20020086586A
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emi
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Inventor
마틴엘. 래프
제프 맥파든
프랭크티. 맥날리
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아메스 베리 그룹, 인크
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Abstract

본 발명은 전자 장치의 비도전성 하우징에 사용되는 전자기파간섭차폐부품의 제조방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 상기 차폐부품은 열성형성 필름과 같은 전기적으로 비도전성의 기판을 포함할 수 있으며, 상기 기판은 신장가능한 잉크 또는 신장가능한 필름과 도전성 섬유의 혼합물과 같은 전기적으로 도전성인 요소로 코팅된다. 일 실시예에서, FIP(form in place) 공정을 이용하여 압축가능한 도전성 주변 갭 개스킷을 형성할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing an electromagnetic interference shielding part for use in a non-conductive housing of an electronic device. In one embodiment, the shield may comprise an electrically nonconductive substrate, such as a thermoformable film, which is coated with an electrically conductive element, such as a stretchable ink or a mixture of stretchable film and conductive fibers. do. In one embodiment, a form in place (FIP) process may be used to form a compressible conductive peripheral gap gasket.

Description

이엠아이 차폐부품 및 그 제조방법 {METHODS AND APPARATUS FOR EMI SHIELDING}EM eye shielding parts and manufacturing method {METHODS AND APPARATUS FOR EMI SHIELDING}

일반적으로, "EMI"라는 용어는 EMI 및 고주파 간섭(Radio Frequency Interference; RFI) 방출을 모두 말하는 것으로 고려되어야 한다. 또한, 상기 "전자기파"란 용어는 일반적으로 전자기파 및 무선 고주파를 말하는 것으로 고려되어야 한다.In general, the term “EMI” should be considered to refer to both EMI and Radio Frequency Interference (RFI) emissions. Further, the term "electromagnetic waves" should generally be considered to refer to electromagnetic waves and wireless high frequencies.

전자 장치는 정상 동작 중에 복사 및 전도를 통한 EMI 송출에 의하여, 상기 전자 장치에 근접하여 위치된 다른 전자 장치의 동작을 방해할 수 있는 바람직하지 못한 전자기파 에너지를 발생한다. 상기 전자기파 에너지는 넓은 범위의 파장 및 주파수로 구성될 수 있다. EMI에 관련된 문제를 최소화하기 위하여, 바람직하지 못한 전자기파 에너지원을 차폐시켜서 전기적으로 접지 시킬 수 있다. 차폐부품은 전자 기기가 배치되어 있는 하우징 또는 다른 외피(enclosure)에 대하여 전자기파 에너지의 진입과 배출을 모두 방지하도록 설계된다. 그러나, 이런 외피에는 흔히 이웃하는 액세스 패널(access panel)과 주변 출입구와의 사이의 갭(gap) 또는이음매(seam)가 존재하기 때문에, 차폐를 효과적으로 달성하기 어렵다. 이는 상기 외피의 갭을 통하여 EMI가 송출될 수 있기 때문이다. 또한, 외피가 도전성 금속 외피인 경우, 이러한 갭으로 인해 상기 외피를 통한 접지 전도 통로의 효율을 손상시키는 외피의 불연속적 도전성에 의해 바람직한 페러데이 케이지 효과(Faraday Cage Effect)가 억제될 수 있다. 게다가, 상기 외피의 갭과는 상당히 다른 갭에서의 도전성 레벨을 제시함으로써, 상기 갭들은 슬롯 안테나로서 작용될 수 있으며, 이로 인해 상기 외피 자체가 EMI의 2차 소스(source)가 되어 버린다.Electronic devices generate undesirable electromagnetic energy that can interfere with the operation of other electronic devices located in close proximity to the electronic device by EMI transmission via radiation and conduction during normal operation. The electromagnetic wave energy may be composed of a wide range of wavelengths and frequencies. To minimize EMI-related problems, an undesired electromagnetic wave energy source can be shielded and electrically grounded. The shield is designed to prevent both the entry and discharge of electromagnetic energy to the housing or other enclosure in which the electronic device is placed. However, such a sheath often has gaps or seams between neighboring access panels and peripheral entrances, so shielding is difficult to achieve effectively. This is because EMI can be transmitted through the gap of the envelope. In addition, where the sheath is a conductive metal sheath, this gap can suppress the desired Faraday cage effect by the discontinuous conductivity of the sheath, which impairs the efficiency of the ground conduction passage through the sheath. In addition, by presenting a level of conductivity in a gap that is significantly different from the gap in the envelope, the gaps can act as slot antennas, thereby making the envelope itself a secondary source of EMI.

특별한 EMI 개스킷(gasket)이, 외피 출입구의 동작과 액세스 패널의 동작을 허락하는 한편 얼마간의 EMI 차폐를 제공하도록, 갭 및 주변 출입구용으로 개발되어 왔다. EMI를 효과적으로 차폐하기 위하여, 상기 개스킷은 개스킷이 배치되어 있는 갭을 가로지르는 연속적 도전 통로를 확립할 수 있어야 할뿐만 아니라, EMI를 흡수 또는 반사할 수 있어야 한다. 베릴륨(beryllium)이 첨가된 구리로 제조된 종래 금속 개스킷은 고수준의 도전성으로 인해 EMI 차폐에 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 개스킷의 고유 전기저항으로 인하여, 차폐된 전자기장의 일부가 개스킷 내에 전류를 유도할 수도 있으며, 이런 경우 상기 개스킷은 상기 유도된 전류가 접지로 흘러가게 하는 도전 통로의 일부를 형성할 것이 요구된다. 개스킷을 적절하게 접지 하는 것을 실패하게 되면, 주요한 EMI 필드(field)에 대향하는 개스킷의 측면부로부터 전자기장이 복사된다.Special EMI gaskets have been developed for gaps and perimeters to provide some EMI shielding while permitting the operation of the sheath and the access panel. In order to effectively shield EMI, the gasket must be able to establish a continuous conductive path across the gap in which the gasket is disposed, as well as be able to absorb or reflect EMI. Conventional metal gaskets made of copper with beryllium added are widely used for EMI shielding due to their high level of conductivity. However, due to the inherent electrical resistance of the gasket, some of the shielded electromagnetic field may induce a current in the gasket, in which case the gasket is required to form part of the conductive passageway that allows the induced current to flow to ground. . Failure to properly ground the gasket causes electromagnetic fields to radiate from the side of the gasket opposite the primary EMI field.

바람직한 수준의 높은 전도성 및 접지력 이외에도, 출입구 응용면에 있어서, EMI 개스킷은 다양한 갭 너비를 메우고 또 출입구 동작을 보완할 수 있도록 탄성이있어야 하며, 또한 금속의 피로, 가해진 압축, 또는 다른 오류 동작으로 인한 고장 없이 반복적인 출입구 폐쇄에 견딜 수 있도록 튼튼해야 한다. EMI 개스킷은 또한 큰 출입구를 차폐하는 EMI 개스킷의 총 길이가 몇 미터를 쉽게 초과할 수 있는 경우, 출입구 폐쇄에 대하여 단위 길이 당 최소 힘(force) 저항(resistance)을 제시하면서 가장 가까이 있는 구조물과의 깊은 전기적 접촉을 보장하도록 형성되어야 한다. 상기 개스킷은 또한, 유사하지 않은 금속들이 오랜 시간동안 서로 접촉하고 있는 경우 발생할 수 있는 갈바니 부식에 대하여 저항력이 있는 것이 바람직하다. 차폐요구의 증가로 인하여, EMI 개스킷 특성으로 매우 낮은 저항 및 이에 수반하여 매우 높은 도전성이 요구된다. 저 비용, 제조의 용이함, 및 설치의 용이함은 또한 광범위한 용도 및 상업적 성과를 달성하기 위한 바람직한 특성들이다.In addition to the desired high levels of conductivity and grounding, for gateway applications, EMI gaskets must be elastic to fill the various gap widths and to compensate for gate behavior and may also be caused by metal fatigue, applied compression, or other error behavior. It must be robust to withstand repeated door closures without failure. EMI gaskets also provide a minimum force resistance per unit length for entrance closure when the total length of the EMI gasket shielding a large entrance can easily exceed several meters, and with the nearest structure. It must be formed to ensure deep electrical contact. The gasket is also preferably resistant to galvanic corrosion, which can occur when dissimilar metals are in contact with each other for a long time. Due to the increasing shielding requirements, EMI gasket characteristics require very low resistance and consequently very high conductivity. Low cost, ease of manufacture, and ease of installation are also desirable properties for achieving a wide range of uses and commercial performance.

흔히 "구리 베릴륨 핑거 스트립"이라 불리는 종래의 금속 EMI 개스킷은, 선형의 슬릿(Slit)을 형성하는 복수개의 외팔보 또는 가교형 핑거들(cantilevered or bridged fingers)을 포함한다. 상기 핑거들은 압축 시에 스프링 작용 및 와이핑(wiping) 작용을 제공한다. 다른 유형의 EMI 개스킷은 밀폐 셀 폼 스펀지(closed-cell foam sponges)를 포함한다. 상기 밀폐 셀 폼 스펀지는 상기 스펀지 위로 편직(編織)되어 있는 금속 와이어 메시(mesh)나 또는 상기 스펀지에 결합되어 있는 금속화된 직물을 갖는다. 금속 와이어 메시는 또한 실리콘 관(tubing) 위로 편직될 수 있다. 폼 또는 관 삽입물 없이도, 말려진(rolled) 금속 와이어 메시의 스트립이 또한 사용된다.Conventional metal EMI gaskets, commonly referred to as “copper beryllium finger strips”, comprise a plurality of cantilevered or bridged fingers that form a linear slit. The fingers provide a springing action and a wiping action upon compression. Another type of EMI gasket includes closed-cell foam sponges. The hermetically sealed cell foam sponge has a metal wire mesh knitted over the sponge or a metallized fabric bonded to the sponge. The metal wire mesh can also be knitted over silicon tubing. Without foam or tubular inserts, strips of rolled metal wire mesh are also used.

금속 핑거 스트립이 갖고 있는 한가지 문제점은, 아주 낮은 출입구 폐쇄력을보장하기 위해서, 예를 들어 구리 핑거 스트립은 약 0.05 mm의 두께(0.002 인치)~약 0.15 mm의 두께(0.006 인치)와 비슷한 수준의 얇은 원료(stock)로부터 제조된다는 것이다. 따라서, 설치되어 있지 않은 핑거 스트립의 크기를 결정하는 경우에는, 이미 설치되어 있는 갭의 높이 및 너비를, 설치되어 적재되었을 시 적절한 전기적 접촉을 보장하면서도, 핑거의 과압축으로 인한 인위적 변형 및 이로 인해 얻은 스트립 오류를 방지하도록 조절하여야 한다. 인성(toughness)을 개선시키기 위해서, 베릴륨을 구리에 첨가함으로써 합금을 형성한다. 그러나, 베릴륨은 비용을 상승시킬 뿐만 아니라 발암성 물질로 여겨지고 있다. 이들의 박형 구조로 인해 핑거 스트립은 약하게 되고, 잘못 다루어지거나 또는 심한 압력이 가하여지면 파쇄될 수 있다. 핑거 스트립은 또한 박형이면서 예리한 에지부를 갖는데, 이러한 상기 에지부는 장치 및 유지인원에 대한 안전 위험표시이다. 핑거 스트립은 또한 요구되는 복잡한 외형을 형성하기 위해서 압력을 공급하는 압형기(tooling machine) 및 압연기(rolling machine)를 마련하고 개선하는 것과 관련된 비용으로 인해서 제조 비용이 많이 든다. 제조나 성능과 관련된 문제를 처리하기 위해서 핑거 스트립의 설계를 변경함으로써 새로운 압형기를 구입해야 하며, 또 일반적으로 신뢰성이 있으며 고수율의 제조공정을 확립하는 것과 관련하여 개선비용이 필요로 된다. 그렇지만, 상기한 제약에도 불구하고, 금속 핑거 스트립은 상업적으로 받아들여지고 있으며 폭넓게 사용되고 있다. 만일 제조 공정이 확립된다면, 다량의 핑거 스트립이 비교적 저 비용으로 제조될 수 있다.One problem with metal finger strips is that, in order to ensure a very low entrance closure force, for example, copper finger strips have a thickness of about 0.05 mm (0.002 inch) to about 0.15 mm (0.006 inch) It is made from thin stock. Therefore, when determining the size of a finger strip that is not installed, the height and width of the gap that is already installed, while ensuring proper electrical contact when installed and loaded, are artificially deformed due to overcompression of the finger and thereby Adjustments should be made to prevent the obtained strip error. To improve toughness, the alloy is formed by adding beryllium to copper. However, beryllium not only increases costs but is also considered a carcinogenic substance. Due to their thin structure, the finger strips become weak and can break if handled incorrectly or under heavy pressure. Finger strips also have thin and sharp edges, which are safety hazards for the device and maintenance personnel. Finger strips are also expensive to manufacture because of the costs associated with providing and improving tooling and rolling machines that supply pressure to form the required complex contours. In order to deal with manufacturing or performance issues, new mold presses must be purchased by modifying the design of the finger strip, and generally require improved costs associated with establishing a reliable and high yield manufacturing process. Nevertheless, despite the above limitations, metal finger strips are commercially accepted and widely used. If a manufacturing process is established, a large amount of finger strips can be produced at a relatively low cost.

종래 핑거 스트립이 갖는 또 다른 문제점은, 전자제품의 클록 속도(clockspeed)가 증가됨에 따라서 EMI 차폐가 효과적이지 않다는 것이다. 클록 속도가 증가됨에 따라서, 생성된 EMI 파동의 파장은 감소된다. 따라서, 파동은 외피 및 EMI 차폐부품의 더욱 작은 개구(aperture)를 침투할 수 있게 된다. 보다 낮은 파장에서, 핑거 차폐에 형성된 슬릿은 슬롯 안테나로서 작용할 수 있으며, 상기 슬릿을 통하여 EMI의 통과를 허락함으로써, 차폐부품의 차폐효과가 감소된다. 핑거들 사이에 형성되어 있는 선형의 슬릿을 구비한 종래 핑거 스트립은 응용 시에 효과가 더욱 떨어진다.Another problem with conventional finger strips is that EMI shielding is not effective as the clock speed of electronic products increases. As the clock speed increases, the wavelength of the generated EMI wave decreases. Thus, the waves can penetrate the smaller apertures of the skin and the EMI shield. At lower wavelengths, the slits formed in the finger shield can act as slot antennas, allowing the passage of EMI through the slits, thereby reducing the shielding effectiveness of the shield. Conventional finger strips with linear slits formed between the fingers are less effective in application.

폼 개스킷으로 덮여진 금속화된 직물은, 핑거 스트립의 많은 장치, 성능 및 안전 불이익들을 방지한다. 그러나, 이들은 비싼 원료로 인해 생산하는데 비교적 비용이 많이 들 수 있다. 그럼에도 불구하고, 폼 코어를 구비한 금속화된 직물로부터 제조된 EMI 개스킷은, 특히 성능면을 주로 고려하는 장치용으로 인기가 높다.Metallized fabric covered with foam gaskets prevents many device, performance and safety disadvantages of the finger strip. However, they can be relatively expensive to produce due to expensive raw materials. Nevertheless, EMI gaskets made from metallized fabrics with foam cores are particularly popular for devices that primarily consider performance.

여기에서 사용된 바와 같이, "금속화된 직물"이라는 용어는 직물, 부직포, 또는 개방형 메시 운반체 지지대(open mesh carrier backing) 또는 기판, 및 이들의 동등물 위에 하나 이상의 금속 코팅층을 갖고 있는 것들을 말한다. 예를 들면, 여기에 참조문헌으로 포함되어 있는 O'Connor 등에게 허여된 미국특허제4,900,618호, Morgan 등에게 허여된 미국특허 제4,910,072호, Morgan 등에게 허여된 미국특허 제5,075,037호, 및 Cribb 등에게 허여된 미국특허 제5,393,928호를 살펴보라. 금속화된 직물은 갖가지 금속 및 직물 운반체 지지대 조성에 있어서 상업적으로 유용하다. 예를 들면, 나일론 운반체상의 순수한 구리, 나일론 운반체상의 니켈-구리 합금, 및 폴리에스터 메시 운반체상의 순수한 니켈은, 미주리주 세인트루이스에 위치한 "어드밴스트 퍼포먼스 머티어리얼스(Advanced Performance Materials)"로부터 등록상표 Flectron금속화된 물질로 입수할 수 있다. 폴리에스터 메시 운반체상의 알루미늄박(aluminum foil)은 로드 아일랜드주 포터켓에 위치한 "넵트코우(Neptco)"로부터 입수할 수 있다.As used herein, the term "metalized fabric" refers to those having one or more metal coating layers on a fabric, nonwoven, or open mesh carrier backing or substrate, and their equivalents. For example, US Pat. No. 4,900,618 to O'Connor et al., Incorporated herein by reference, US Pat. No. 4,910,072 to Morgan et al., US Pat. No. 5,075,037 to Morgan et al., And Cribb et al. See US Pat. No. 5,393,928. Metallized fabrics are commercially useful in various metal and fabric carrier support compositions. For example, pure copper on nylon carriers, nickel-copper alloys on nylon carriers, and pure nickel on polyester mesh carriers are registered trademarks of "Advanced Performance Materials" in St. Louis, Missouri. Flectron can obtain a metallized material. Aluminum foil on polyester mesh carriers is available from "Neptco" located in Porterett, Rhode Island.

EMI 차폐부품의 설치상태에 따라 금속의 선택이 좌우된다. 예를 들면, 전기저항을 증가시키고 전기 접지 성능을 악화시킬 우려가 있는 EMI 차폐부품의 갈바닉 부식을 방지하기 위해서, 외피에 인접한 몸체 금속의 조성물로 인해 특정 금속이 선택될 수 있다. 금속화된 테이프들은 내구성 이외에도 응용상의 편의를 위해 바람직하다.The choice of metal depends on the installation of the EMI shield. For example, certain metals may be selected due to the composition of the body metal adjacent to the shell to prevent galvanic corrosion of EMI shielding components that may increase electrical resistance and degrade electrical grounding performance. Metallized tapes are desirable for application convenience in addition to durability.

예를 들면, 상술한 O'Connor 등의 특허에 기재된 것과 같은 금속화된 직물은, 일반적으로 촉매화된 섬유나 필름 기판 위의 구리나 다른 적절한 금속의 무전해 석출 등의 무전해 도금법에 의해 제조된다. 이후에, 금속으로 이루어진 하나 이상의 추가적인 층들이, 구리 위에 무전해 석출되거나 또는 전해 석출될 수 있다. 이와 같은 추가적인 층들이 인가됨으로써, 밑에 있는 구리 층이 부식되는 것이 방지된다. 그러나, 이것은 저항을 증가시킬 수 있으며, 이로 의해 상기된 형태로 제조된 EMI 개스킷의 도전성 및 성능이 감소된다. 한편, 상기 구리 위의 추가적인 니켈 층은 밑의 구리 층보다 더욱 단단한 표면을 제공한다.For example, metallized fabrics such as those described in O'Connor et al., Supra, are generally manufactured by electroless plating such as electroless precipitation of copper or other suitable metal on catalyzed fibers or film substrates. do. Thereafter, one or more additional layers of metal may be electrolessly deposited or electrolytically deposited on copper. By applying these additional layers, the underlying copper layer is prevented from corroding. However, this can increase the resistance, thereby reducing the conductivity and performance of the EMI gasket made in the form described above. On the other hand, an additional nickel layer on the copper provides a harder surface than the underlying copper layer.

본 발명은 전자기파 간섭(Electromagnetic Interference; EMI) 차폐부품의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 EMI 차폐부품에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electromagnetic interference (EMI) shielding component and an EMI shielding component manufactured by the method.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라서 성형가능한 비도전성 기판과 도전성 코팅 및 FIP 갭 개스킷을 결합하는 다양한 방법을 보여주는 공정도.1 is a process diagram illustrating various methods of combining a moldable nonconductive substrate with a conductive coating and a FIP gap gasket in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2는 열성형성 필름 상의 도전성 코팅을 개략적으로 도시한 도면.2 schematically illustrates a conductive coating on a thermoformable film.

도 3A-도 3C는 본 발명의 실시예에 따라서 간단한 열성형 EMI 차폐부품 및 보다 복잡한 열성형 EMI 차폐부품을 개략적으로 도시한 도면.3A-3C schematically illustrate simple thermoformed EMI shields and more complex thermoformed EMI shields in accordance with embodiments of the present invention.

도 4A-도4C는 열성형성 필름의 윤곽을 만드는 단계의 공정도.4A-4C are process diagrams of the step of contouring a thermoformable film.

도 5는 다양한 도전성 재료 및 열성형성 재료로 만들어진 도전성 코팅의 표면 도전율 및 차폐율을 요약한 표.5 is a table summarizing the surface conductivity and shielding rate of conductive coatings made of various conductive materials and thermoformable materials.

도 6은 윤곽을 갖춘 기판 상에서 FIP 공정을 개략적으로 나타내는 도면.6 schematically depicts a FIP process on a contoured substrate.

휴대폰, 컴퓨터, 및 유사물의 성형 플라스틱 하우징과 같은 비도전성외피(enclosure)용 차폐부품 분야에서 수년간 독립적으로 두 가지 기술개발이 진행되어 왔다. 첫 번째 기술개발은 FIP(form in place) 공정이다. 예를 들면, 미국특허공보 제5,822,729호에는 전자방사를 차단하는 스크린을 제공하는 케이싱(casing)의 제조방법이 개시되어 있으며, 여기에 인용례로 FIP 공정이 완전히 포함되어 있다. FIP 공정의 목적은 차폐될 기판에 직접적으로 적용할 수 있는 도전성 및 압축가능한 고무계 EMI 개스킷을 제조하는 것이며, 이에 의해 조립설비의 제조공정 중의 제품에 EMI 개스킷(gasket)을 부착하는 단계가 제거된다. 상기 FIP 공정의 한가지 문제점은 주형(casting) 또는 성형(molding) 설비, 또는 조립 설비에 상대적으로 복잡하며 비싼 배분장치가 필요하다는 점이다. 단일 구성부품에 대한 이용으로 인해 상기 배분장치의 이용 용량이 매우 낮을 수 있으므로, 위험하며 잠재적으로 비경제적인 상황이 초래된다.In the field of shielding parts for non-conductive enclosures such as molded plastic housings for mobile phones, computers, and the like, two technological developments have been carried out independently for many years. The first technology development is a form in place (FIP) process. For example, U. S. Patent No. 5,822, 729 discloses a method of making a casing that provides a screen for blocking electron radiation, which is incorporated herein by reference in its entirety. The purpose of the FIP process is to manufacture a conductive and compressible rubber-based EMI gasket that can be applied directly to the substrate to be shielded, thereby eliminating the step of attaching the EMI gasket to the product during the manufacturing process of the assembly facility. One problem with the FIP process is the need for relatively complex and expensive dispensing equipment for casting or molding equipment, or assembly equipment. The use of a single component can lead to very low utilization of the distribution device, resulting in a dangerous and potentially uneconomical situation.

EMI 차폐부품 분야에서 두 번째 기술개발은 도전성 코팅(conductive coating), 특히 신장가능한 도전성 코팅의 제조이며, 상기 코팅은 필름(film), 또는 다른 가요성 기판(flexible substrate)에 적용할 수 있는 높은 도전성을 가진 코팅이며, 상기 가요성 기판은 나중에 실질적인 도전성의 저하 없이 바람직한 형태로 성형된다. 예를 들어, 미국특허 제5,286,415호에는 수분기재 중합체 후막의 도전성 잉크(Water-Based Polymer Thick Film Conductive Ink)가 개시되어 있으며, 미국특허 제5,389,403호에는 수분기재 중합체의 두꺼운 도전성 잉크(Water-Based Polymer Thick Conductive Ink)가 개시되어 있는데, 여기에 인용례로 상기 도전성 코팅이 완전히 포함되어 있다. 미시간주, 포트 휴런에 위치한, "애치슨 콜로이즈컴퍼니(Acheson Colloids Company)"는 "제너럴 일렉트릭(General Electric)"의 Lexan과 같은 열성형성(thermoformable) 필름에 코팅되면, 상대적으로 높은 신장률로 연신되어도 높은 전기 도전성을 유지하는 실버 잉크(silver ink) 기재의 제품을 개발해 왔다. 상기 열성형성 필름은 "캔(cans)"으로 알려진 상대적으로 복잡한 삼차원 형상으로 성형할 수 있다. 신장가능한 코팅을 갖는 상기 열성형성 필름은 이동전화 및 다른 비도전성의 작은 외피에 사용되는 도전성 도장법 및 도금법 뿐만 아니라 일반적인 금속 캔을 대신할 수 있다. 또한 상기 열성형성 필름 및 신장가능한 코팅은 보다 큰 전자 패키지(package)의 일부분을 구성할 수 있다.The second technological development in the field of EMI shielding is the manufacture of conductive coatings, in particular stretchable conductive coatings, which are highly conductive which can be applied to films or other flexible substrates. And the flexible substrate is later shaped into the desired form without substantial deterioration of conductivity. For example, U.S. Patent No. 5,286,415 discloses a water-based polymer thick film conductive ink, and U.S. Patent No. 5,389,403 discloses a thick conductive ink of a water bran polymer. Thick Conductive Ink), which is incorporated herein by reference in its entirety. Located in Port Huron, Michigan, the "Acheson Colloids Company" can be stretched at relatively high elongation when coated on a thermoformable film, such as Lexan® from "General Electric". Products based on silver ink have been developed that maintain high electrical conductivity. The thermoformable film can be molded into a relatively complex three-dimensional shape known as "cans". Such thermoformable films with stretchable coatings can replace conventional metal cans as well as conductive coating and plating methods used in mobile phones and other nonconductive small sheaths. The thermoformable film and stretchable coating may also form part of a larger electronic package.

열성형성 필름, 신장가능한 도전성 코팅 및 FIP 개스킷을 결합하여 완전한 EMI 차폐부품을 제조하는 것이 알려져 있으며, 상기 EMI 차폐부품은 용이하게 제조될 수 있으며 그리고 전자 장치 내로 설치하기 위해서 중앙집중 위치로부터 보다 작은 조립설비로 운송될 수 있다.It is known to manufacture a complete EMI shield by combining a thermoformable film, a stretchable conductive coating and a FIP gasket, the EMI shield being easily manufactured and having a smaller assembly from a centralized location for installation into an electronic device. Can be shipped to the facility.

상기 EMI 차폐부품은 중합체 후막의 신장가능한 도전성 코팅으로 만들어지며, 상기 코팅은 높은 신장률에서도 높은 전기 도전성을 유지하며, FIP 개스킷과 결합하여 열성형성 필름에 적용된다. 상기 EMI 차폐부품 및 FIP 개스킷은 소정 구조의 내부 전체의 EMI 차폐를 제공한다.The EMI shield is made of an extensible conductive coating of a polymer thick film, which maintains high electrical conductivity even at high elongation and is applied to a thermoformable film in combination with a FIP gasket. The EMI shield and FIP gasket provide EMI shielding throughout the interior of a given structure.

예를 들면, 적당한 열성형성 필름은 메사츄세츠주, 피츠필드에 위치한 "제너럴 일렉트릭 컴퍼니(General Electric company)"에 의해서 제조된 LEXAN및 VALOX를 포함한다. 중합체 후막의 신장가능한 도전성 코팅으로는 미시간주, 포트 휴런에 위치한 "애치슨 콜로이즈 컴퍼니(Acheson Colloids Company)"에 의해서 제조된 ElectrodagSP-405가 있다.For example, suitable thermoforming film comprises a LEXAN and VALOX produced by "General Electric Co. (General Electric company)" located in Massachusetts, Pittsfield. A stretchable conductive coating of polymer thick film has Electrodag SP-405 manufactured by the "Acheson colo-rise Company (Acheson Colloids Company)" located in Michigan, Port Huron.

따라서, 일 실시예에 의하면, 본 발명은 EMI 차폐부품을 성형하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 (a) 제1 측면 및 제2 측면을 구비한 열성형성 필름을 제공하는 단계; (b) 신장가능한 도전성 코팅을 상기 열성형성 필름에 적용하는 단계; (c) 상기 열성형성 필름을 절단하는 단계; (d) 상기 열성형성 필름을 3차원 형상으로 열성형 하는 단계; 및 (e) 압축가능한 EMI 개스킷을 상기 열성형성 필름에 적용하는 단계를 포함하며, 단계(b) 내지 단계(e)는 어떠한 순서로도 실행할 수 있다.Thus, according to one embodiment, the present invention relates to a method of molding an EMI shield. The method comprises the steps of (a) providing a thermoformable film having a first side and a second side; (b) applying a stretchable conductive coating to the thermoformable film; (c) cutting the thermoformable film; (d) thermoforming the thermoformable film into a three-dimensional shape; And (e) applying a compressible EMI gasket to the thermoformable film, wherein steps (b) to (e) can be performed in any order.

다른 실시예에 따르면, 본 발명은 EMI 차폐부품에 관한 것이다. 상기 EMI 차폐부품은 제1 측면 및 제2 측면을 구비한 열성형성 필름을 포함하며, 상기 열성형성 필름은 삼차원 형상으로 열성형 되며; 상기 열성형성 필름에 적용된 신장가능한 도전성 코팅; 및 상기 열성형성 필름에 부착된 압축가능한 EMI 개스킷을 포함한다.According to another embodiment, the present invention relates to an EMI shield. The EMI shield includes a thermoformable film having a first side and a second side, wherein the thermoformable film is thermoformed into a three-dimensional shape; A stretchable conductive coating applied to the thermoformable film; And a compressible EMI gasket attached to the thermoformable film.

또 다른 실시예에서, 상기 신장가능한 도전성 코팅은 신장가능한 필름 및 도전성 섬유를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 신장가능한 필름의 유리전이온도는 상기 열성형성 필름의 유리전이온도 보다 낮다.In another embodiment, the stretchable conductive coating includes a stretchable film and conductive fibers. In another embodiment, the glass transition temperature of the stretchable film is lower than the glass transition temperature of the thermoformable film.

도 1에는 EMI 차폐부품을 제조하는 공정 실시예들이 나타나 있다.1 shows process embodiments for manufacturing an EMI shield.

첫 번째 단계에서, 상기 EMI 차폐부품은 "제너럴 일렉트릭(General Electric)"의 Lexan과 같은 열성형성 필름으로 제조된다. 상기 열성형성 필름은 요구되는 제품의 크기에 따라서, 작은 박판(sheet) 또는 큰 박판 또는 길고 연속적인 릴(reel)로 구성될 수 있다. 일반적으로, 성형가능한 필름을 사용할 수 있으며, 추가적으로, 요구되는 형상이 평평한 경우 비성형성 필름을 사용할 수 있다.In a first step, the EMI shield is made from a thermoformable film such as Lexan® from "General Electric." The thermoformable film may consist of small sheets or large sheets or long, continuous reels, depending on the size of the product required. Generally, a moldable film can be used, and additionally, an unmolded film can be used when the desired shape is flat.

상기 열성형성 필름을 "애치슨 콜로이즈 컴퍼니(Acheson Colloids Company)"의 ElectrodagSP-405와 같은, 도전성의 신장가능한 잉크로 코팅하여 신장가능한 도전성 코팅을 형성한다. 상기 신장가능한 잉크는 3-D 형상의 경우에는 어떠한 신장가능한 잉크도 좋으며, 그리고 2-D 형상의 경우에는 어떠한 도전성 잉크(또는 도장 또는 도금)도 좋다. 상기 신장가능한 잉크는 플렉소그래프 인쇄(flexographic printing), 스크린 인쇄(screen printing), 그라비아 인쇄(gravure printing), 오프셋 인쇄(offset printing), 철판 인쇄(letter press printing), 패드 인쇄(pad printing), 슬롯 코팅(slot coating), 플루드 코팅(flood coating), 스프레이 코팅(spray coating), 및 제트 코팅(jet coating)과 같은, 다양한 인쇄법 또는 필름 코팅법에 의해서 상기 필름에 적용될 수 있다.To form the thermoformable film is formed "Acheson colo-rise Company (Acheson Colloids Company)," Conductive Coatings stretchable, by coating as a possible elongation of a conductive ink such as Electrodag SP-405 of. The extensible ink may be any extensible ink in the case of a 3-D shape, and any conductive ink (or paint or plating) in the case of a 2-D shape. The extensible inks may include flexographic printing, screen printing, gravure printing, offset printing, letter press printing, pad printing, The film can be applied by various printing or film coating methods, such as slot coating, flood coating, spray coating, and jet coating.

상기 성형 공정 중에 사용하는 부분의 형상에 따라서, EMI 차폐부품의 기하학적 특징이 집중되는 부분에서 상기 EMI 차폐부품의 상당한 양의 신장이 가능하다. 이것은 차례로 상기 신장가능한 잉크 상에 과도한 응력을 줄 수도 있다. 상기 신장가능한 잉크의 신장이 너무 지나치면, 도전층(conductive layer)의 파괴가 일어나게 되며, 차례로 도전성의 손실 및 차폐 손실이 초래된다. 이상적으로는, 상기 도전층은 전 부분에 걸쳐 무한히 신장될 수 있는 것이다. 실제적으로는, 대개 높은 도전성의 재료들은 파괴되기 쉬운 경향을 가지게 되어 상기와 같은 신장은 어렵다. 또한, 가장 좋은 신장성 재료는 일반적으로 도전성 차폐부품으로 사용될 만큼의 도전성을 갖지 않는다.Depending on the shape of the portion used during the forming process, a significant amount of elongation of the EMI shield is possible where the geometrical features of the EMI shield are concentrated. This in turn may exert excessive stress on the stretchable ink. Too much elongation of the extensible ink leads to breakage of the conductive layer, which in turn leads to loss of conductivity and shielding loss. Ideally, the conductive layer can be infinitely stretched over the entire portion. In practice, usually highly conductive materials tend to be fragile and such stretching is difficult. In addition, the best extensible materials are generally not conductive enough to be used as conductive shields.

다른 실시예에서, 도전성 섬유와 신장가능한 필름을 결합시켜 상기 신장가능한 도전성 코팅을 형성할 수 있다. 상기 신장가능한 필름은, 일반적으로 상기 열성형성 필름보다 낮은 유리전이온도를 갖는 재료들 중에서 선택할 수 있으며, 일 실시예에서는, 중합체일 수도 있다. 상기 도전성 섬유와 함께 사용하기 위해서 선택된 중합체는 거의 액체가 될 정도로 매우 열가소성(thermoplastic)일 수 있으며, 이로 인하여 상기 열성형성 필름의 열성형에 의해서 야기된 기하학적 배열의 변화에 매우 유연해 지는 결합된 중합체/전도성 섬유층이 생성되며, 한편으론 상기 전도성 섬유는 무시해도 좋을 정도의 전도성 손실을 갖은 채 상호작용을 지속한다. 도 2는 열성형성 필름 30 상의 신장가능한 도전성 코팅 20을 도시하고 있다.In another embodiment, conductive fibers and stretchable films may be combined to form the stretchable conductive coating. The extensible film can be selected from materials that generally have a lower glass transition temperature than the thermoformable film, and in one embodiment, may be a polymer. The polymer selected for use with the conductive fiber may be very thermoplastic to be almost liquid, thereby making the bonded polymer very flexible to the change in geometry caused by thermoforming of the thermoformable film. A conductive fibrous layer is created, on the other hand, the conductive fibers continue to interact with negligible conductivity losses. 2 shows a stretchable conductive coating 20 on a thermoformable film 30.

일 실시예에서, 상기 도전성 섬유는 상기 열성형성 필름 상에 위치할 수 있으며, 상기 신장가능한 필름은 상기 도전성 섬유의 상부에 위치할 수 있다. 상기 열성형성 필름, 상기 도전성 섬유, 및 상기 신장가능한 필름의 상기 배치는 적층이 가능하여 상기 도전성 섬유는 상기 신장가능한 필름과 통합된다. 다른 실시예에서, 상기 신장가능한 필름은 상기 도전성 섬유와 혼합할 수 있는 섬유들로 처리될 수 있다. 도전성 섬유 및 상기 신장가능한 필름의 섬유 혼합물을 상기 신장가능한 필름 섬유가 적어도 부분적으로 녹는 온도에서 상기 열성형성 필름 위에 침적시킬 수 있다.In one embodiment, the conductive fiber may be located on the thermoformable film and the stretchable film may be located on top of the conductive fiber. The arrangement of the thermoformable film, the conductive fiber, and the stretchable film may be laminated such that the conductive fiber is integrated with the stretchable film. In another embodiment, the stretchable film can be treated with fibers that can mix with the conductive fiber. A fiber mixture of conductive fibers and the extensible film may be deposited onto the thermoformable film at a temperature at which the extensible film fibers at least partially melt.

상기 도전성 섬유 재료는 "배케르트(Baeckert)"의 스테인레스 스틸섬유(stainless steel fiber), 일본, 오사카 시에 위치한 "니폰 세이센(Nippon Seisen)"의 Naslon-SUS316L, 미주리주, 세인트루이스에 위치한 "졸텍스 코퍼레이션(Zoltex Corporation)"의 Panex Chopped Fiber-PX33CF1000-01, 및 펜실베니아주, 스크랜턴에 위치한 "인스트루먼트 스페셜티즈(Instrument Specialties)"의 X-Static Silver Nylon Fiber를 포함한다. 약 50 milliohm-cm 미만, 바람직하게는 25 milliohm-cm 미만, 더욱 바람직하게는 Mil-G-83528 paragraph 4.6.11/ASTM 991에 의해서 결정된 것과 같은 약 10 milliohm-cm 미만으로 재료의 벌크 도전율이 생기도록 상기 섬유의 바깥 표면을 금속으로 충분히 코팅한다면, 적어도 길이가 약 3.175 mm(0.125 인치)이고 직경이 약 0.254 mm(0.01 인치) 이하인 어떠한 섬유도사용할 수 있다. 벌크 저항률(resistivity)이 약 상기 값 이하라면, 순수 성분 섬유를 또한 사용할 수 있다. 추가적으로, 사용가능한 다른 도전성 재료로는 은 부하입자, 은/구리 플레이크(flake), 은/나일론 섬유, 은 탄소 섬유, 구리 플래쉬 상의 주석, 및 주석이 있다.The conductive fiber material is stainless steel fiber of "Baeckert", Naslon-SUS316L of "Nippon Seisen" in Osaka, Japan, "sol" in St. Louis, Missouri Panex Chopped Fiber-PX33CF1000-01 from "Zoltex Corporation" and X-Static Silver Nylon Fiber from "Instrument Specialties" located in Scranton, Pennsylvania. The bulk conductivity of the material is less than about 50 milliohm-cm, preferably less than 25 milliohm-cm, and more preferably less than about 10 milliohm-cm as determined by Mil-G-83528 paragraph 4.6.11 / ASTM 991. As long as the outer surface of the fiber is sufficiently coated with metal, any fiber of at least about 3.175 mm (0.125 inch) in length and less than about 0.254 mm (0.01 inch) in diameter can be used. Pure bulk fibers can also be used if the bulk resistivity is below about this value. Additionally, other conductive materials that can be used include silver load particles, silver / copper flakes, silver / nylon fibers, silver carbon fibers, tin on copper flash, and tin.

상기 신장가능한 필름 재료는 폴리프로필렌(polypropylene) 및 폴리에틸렌(polyethylene) 섬유 또는 필름을 포함하며, 모두 "다우 케미컬스(Dow Chemicals)"로부터 입수할 수 있다. 열가소성 중합체가 지지 중합체 차폐부품 보다 낮은, 예를 들면 적어도 20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖기만 한다면, 상기 신장가능한 필름용의 다른 적당한 중합체는 폴리스타이렌(polystyrene), 아크릴로나이트릴-뷰티다이엔-스타이렌(acrylonitrile-butydiene-styrene: ABS), 스타이렌-아크릴로나이트릴(styrene-acrylonitrile: SAN), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에스터(polyester), 및 폴리아마이드(polyamide)를 포함한다. 추가적으로, 실리콘(silicone) 재료가 또한 상기 신장가능한 필름용으로 사용될 수 있다.Such stretchable film materials include polypropylene and polyethylene fibers or films, both available from "Dow Chemicals". As long as the thermoplastic polymer has a glass transition temperature lower than the support polymer shield, for example at least 20 ° C. or less, other suitable polymers for the stretchable film are polystyrene, acrylonitrile-butadiene- Styrene (acrylonitrile-butydiene-styrene (ABS)), styrene-acrylonitrile (SAN), polycarbonate, polyester, and polyamide. In addition, silicone materials may also be used for the stretchable film.

상기 신장가능한 도전성 코팅은 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 섬유와 상기 도전성 섬유를 혼합하여, 상기 열성형성 필름과 함께 상기 복합재료를 캘린더링(calendering) 또는 적층하여 만들 수 있다. 상기 신장가능한 도전성 코팅을 상기 열성형성 필름에 적용하는 다른 방법은 습식 코팅, 소면(carding), 도금, 코팅, 플로킹(flocking), 드라이 레이드 스크리닝(dry laid screening), 및 진공 금속/이온 스퍼터 기술을 포함한다.The extensible conductive coating may be made by mixing polyethylene and / or polypropylene fibers with the conductive fibers to calender or laminate the composite material with the thermoformable film. Other methods of applying the extensible conductive coating to the thermoformable film include wet coating, carding, plating, coating, flocking, dry laid screening, and vacuum metal / ion sputter techniques. Include.

상기 도전성 섬유용 재료, 상기 신장가능한 필름용 재료의 다양한 조합 및치환, 그리고 상기 신장가능한 필름 및 도전성 섬유로 만들어진 상기 신장가능한 도전성 코팅을 상기 열성형성 필름에 적용하는 방법은 EMI 차폐부품의 바람직한 표면 도전율 및 차폐율이 생기도록 선택될 수 있다.The method of applying the conductive fiber material, the various combinations and substitutions of the material for the extensible film, and the extensible conductive coating made of the extensible film and the conductive fiber to the thermoformable film are desirable surface conductivity of EMI shields. And shielding rate can be selected.

어떤 실시예에서, 상기 도전성 코팅을 상기 열성형성 필름의 양 측면에 적용할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 도전성 코팅을 상기 열성형성 필름의 한 측면에 적용할 수 있다. 상기 도전성 코팅을 일정하게 적용할 수 있으며, 또는 그리드(grid) 같은 소정 패턴(pattern)으로 적용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 도전성 코팅을 분리된 면적 또는 영역에 적용할 수 있다.In some embodiments, the conductive coating can be applied to both sides of the thermoformable film. In another embodiment, the conductive coating can be applied to one side of the thermoformable film. The conductive coating may be applied uniformly, or may be applied in a predetermined pattern such as a grid. In another embodiment, the conductive coating can be applied to separate areas or areas.

두 번째 단계에서, 생성되는 코팅 필름을 2-D 형상으로 절단한다. 물 분사 절단, 레이저 절단, 다이-절단(die-cutting), 열선 절단 등과 같이, 당해 기술분야의 당업자에게 공지된 어떠한 절단법도 사용할 수 있다. 상기 필름을 절달하여 단일 형상 또는 다수의 유사한 또는 다른 형상을 제조하며, 상기 형상들은 스푸르(sprue)에 의해서 함께 유지될 수 있다.In the second step, the resulting coating film is cut into 2-D shapes. Any cutting method known to those skilled in the art may be used, such as water jet cutting, laser cutting, die-cutting, hot wire cutting, and the like. The film is delivered to produce a single shape or a plurality of similar or different shapes, which shapes can be held together by a sprue.

다음으로, 세 번째 단계에서는, 상기 절단 필름을 바람직한 3-D 형상으로 열성형 한다. 당해 기술분야의 당업자에게 공지된 어떠한 열성형 방법을 사용할 수 있다. 상기 3-D 형상의 복잡성은 단일 사각형 인출에 의해 형성되는 간단한 박스(box)에서 챔버 크기 및 깊이가 다른 다중 챔버 부분에 이르기까지 상당하게 변할 수 있다. 도 3A-도 3B에 실시예들이 나타나 있다.Next, in a third step, the cut film is thermoformed into the desired 3-D shape. Any thermoforming method known to those skilled in the art can be used. The complexity of the 3-D shape can vary considerably from simple boxes formed by a single rectangular draw to multiple chamber parts with different chamber sizes and depths. Embodiments are shown in FIGS. 3A-3B.

도 4A-도 4C에는 열성형, 포지티브 성형(positive forming) 방법이 예시되어 있다. 상기 열성형성 필름 30 및 상기 신장가능한 도전성 코팅 20을가열기(heater) 50으로 가열하여 상기 열성형성 필름 30 및 상기 신장가능한 도전성 코팅 20을 연화시켰다. 그리고 나서 상기 열성형성 필름 30 및 상기 신장가능한 도전성 코팅 20을 금형(mold) 60에 적용하고 진공 70으로 연신 시켜 상기 금형 60에 상기 열성형성 필름 30 및 상기 도전성 코팅 20을 합치시켰다. 충분히 냉각시킨 후, 상기 윤곽이 형성된 열성형성 필름 30 및 신장가능한 도전성 코팅 20을 상기 금형 60에서 제거한다.4A-4C illustrate a thermoforming, positive forming method. The thermoformable film 30 and the extensible conductive coating 20 were heated with a heater 50 to soften the thermoformable film 30 and the extensible conductive coating 20. The thermoformable film 30 and the extensible conductive coating 20 were then applied to a mold 60 and stretched in vacuo 70 to conform the thermoformable film 30 and the conductive coating 20 to the mold 60. After sufficient cooling, the contoured thermoformable film 30 and stretchable conductive coating 20 are removed from the mold 60.

마지막으로, 도 6에 도시되어 있으며 이하 기술된 FIP 분배 장치를 사용하여, 도전성 탄성중합체(elastomer) 개스킷을 바람직한 패턴으로 상기 코팅된 열성형성 필름 상으로 분배시켰다. 상기 FIP 개스킷은 일반적으로 주변길이, 모서리, 립(lip), 또는 다른 유사한 구조 주위에 적용된다; 그러나, 보다 복잡한 부품에서, 상기 FIP 개스킷은 내부 또는 외부 측벽, 디바이더(divider), 또는 최종 조립 부품 또는 하우징에 인접하는 구조물과 함께 형성되는 다른 유사한 표면에 적용될 수 있다.Finally, using the FIP dispensing apparatus shown in FIG. 6 and described below, conductive elastomeric gaskets were dispensed onto the coated thermoformable film in a desired pattern. The FIP gasket is generally applied around a perimeter, edge, lip, or other similar structure; However, in more complex parts, the FIP gasket can be applied to inner or outer sidewalls, dividers, or other similar surfaces formed with structures adjacent to the final assembled part or housing.

상기 탄성중합체 개스킷을 제조하는 FIP 방법을 사용하는 외에도, EMI 차폐 기술분야의 당업자에게 공지된 다른 개스킷을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 개스킷은 금속화된 직물로 감싼 폼(foam) 개스킷, 금속 핑거(metal finger), 편직 개스킷(knitted gasket), 인쇄가능한 발포성 잉크 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는 다른 도전성 중합체일 수 있다. 어떤 경우에는, 마감 손질된 부품이 분리된 환경의 개스킷, 예를 들면 폴리우레탄(polyurethane) 개스킷을 포함할 수 있다.In addition to using the FIP method of making the elastomeric gasket, other gaskets known to those skilled in the EMI shielding art can be used. For example, the gasket may be another conductive polymer including, but not limited to, foam gaskets wrapped with metallized fabrics, metal fingers, knitted gaskets, printable foaming inks, and the like. Can be. In some cases, the finished part may comprise a gasket in a separate environment, for example a polyurethane gasket.

그리고 나서 상기 마감 손질된 차폐 요소는 조립설비로 이송되어, 상기 단일부품을 외피에 단순히 위치시킴으로써 완전한 차폐 기능이 달성된다. 도 1, 도 3C, 및 도 4에는 차폐 복합물 실시예의 단면이 나타나 있다.The finished trimmed shielding element is then transferred to an assembly facility whereby a complete shielding function is achieved by simply placing the single part on the shell. 1, 3C, and 4 show cross sections of shielded composite embodiments.

상기 네 가지의 일반적인 공정 단계를 특정 순서로 실행할 필요는 없으며, 사실상, 어떠한 순서로도 실행할 수 있다. 예를 들면, 상기 FIP 개스킷을 코팅, 절단 또는 성형 전 또는 후에 적용할 수 있다. 유사하게, 상기 코팅을 절단, 성형, 또는 FIP 개스킷의 적용 전 또는 후에 적용할 수 있다.The four general process steps need not be performed in any particular order, and in fact can be performed in any order. For example, the FIP gasket can be applied before or after coating, cutting or molding. Similarly, the coating can be applied before or after cutting, molding, or applying the FIP gasket.

도 5는 다양한 도전성 코팅에 대한 표면 도전율(surface conductivity) 및 차폐율(shield effectiveness) 시험 결과를 요약하여 나타낸 표이다. 상기 표에는 도전성 재료, 신장가능한 필름의 주재료, 및 상기 도전성 코팅을 상기 열성형 필름에 적용하는 제조방법이 나타나 있다. 또한 상기 표에는 상기 도전성 코팅의 두께 및 상기 도전성 코팅의 예시적인 연신량(draw amount)이 나타나 있다. 상기 신장가능한 도전성 코팅을 상기 열성형성 필름에 적용한 후의 비성형 도전층 및 EMI 개스킷의 삼차원 성형 후의 성형 도전층 모두에 대해서 표면 도전율 및 차폐율을 시험한 결과가 나타나 있다. 상기 시험결과에 의하면, 일반적으로 상기 도전층이 삼차원적으로 성형된 후에 표면 도전율이 증가한다. 또한, 상기 시험결과에 의하면, 일반적으로 Ag 입자 잉크를 제외하고, 차폐율(SE)은 삼차원 성형 전이나 후에도 상대적으로 일정하게 유지된다.FIG. 5 is a table summarizing the results of surface conductivity and shield effectiveness test for various conductive coatings. The table shows the conductive material, the main material of the extensible film, and the manufacturing method of applying the conductive coating to the thermoformed film. The table also shows the thickness of the conductive coating and exemplary draw amounts of the conductive coating. The results of testing the surface conductivity and the shielding rate are shown for both the non-molded conductive layer after applying the extensible conductive coating to the thermoformable film and the molded conductive layer after the three-dimensional molding of the EMI gasket. According to the test results, the surface conductivity generally increases after the conductive layer is three-dimensionally molded. In addition, according to the test results, except for Ag particle ink in general, the shielding rate SE remains relatively constant before or after three-dimensional molding.

제자리에 개스킷을 성형하는 방법은 많이 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 방법 100은 도전성 입자 및 발포성 혼합물로 만든 EMI 차폐부품을 제조하는 실시예이다. 일 실시예에서, 도전성 입자 105, 예를 들어 절단 금속 섬유 또는 금속화된 중합체 섬유를 발포성 혼합물 성분에 첨가한다. 상기 발포성 혼합물의 성분은 우레탄 혼합물의 폴리올(polyol) 성분 110 및 아이소사이오네이트(isocyonate) 성분 115일 수 있다. 상기 폴리올 성분 110, 상기 아이소사이오네이트 성분 115, 및 상기 도전성 입자 105를 하나 이상의 믹싱 헤드(mixing head) 125에서 혼합하여 도전성 입자 120의 완전한 망상구조를 갖는 우레탄 혼합물을 생성한다.There are many ways to form a gasket in place. For example, as shown in FIG. 6, method 100 is an embodiment of manufacturing an EMI shield made of conductive particles and a foamable mixture. In one embodiment, conductive particles 105, such as chopped metal fibers or metallized polymer fibers, are added to the foamable mixture component. The component of the effervescent mixture may be the polyol component 110 and the isocionate component 115 of the urethane mixture. The polyol component 110, the isocyanate component 115, and the conductive particles 105 are mixed in one or more mixing heads 125 to produce a urethane mixture having a complete network of conductive particles 120.

그리고 나서 도전성 입자 120의 완전한 망상구조를 갖는 상기 우레탄 혼합물을 이용가능한 수단으로 처리하여 바람직한 크기와 형상을 갖는 도전성 EMI 개스킷을 제조한다. 일 실시예에서, 도전성 입자 120의 완전한 망상구조를 갖는 상기 우레탄 혼합물은 노즐 130을 통해서 xyz 위치결정 시스템을 사용하는 전기 외피 140의 표면 135 상에 직접적으로 분배되어 상기 혼합물 120이 발포 및 경화될 때 상기 EMI 개스킷이 제자리에 성형된다.The urethane mixture having a complete network of conductive particles 120 is then treated by available means to produce a conductive EMI gasket having the desired size and shape. In one embodiment, the urethane mixture having a complete network of conductive particles 120 is distributed directly through the nozzle 130 onto the surface 135 of the electrical envelope 140 using the xyz positioning system so that the mixture 120 is foamed and cured. The EMI gasket is molded in place.

FIP EMI 개스킷은 도전성 폼으로 제조될 수 있으며, 유기금속 화합물을 상기 폼 화학 매트릭스에 첨가함으로써 주형하기 전에 상기 폼 매트릭스에 상기 도전성 요소가 도입된다.A FIP EMI gasket can be made of a conductive foam, wherein the conductive element is introduced into the foam matrix before molding by adding an organometallic compound to the foam chemical matrix.

추가적으로, 100 내지 1000 ohms/squre의 표면 저항률을 갖는 폼을 생성하기 위해서 다양한 형태의 탄소를 우레탄 폼 화학 전구체에 첨가할 수 있다. 그러나, 이러한 재료는 상대적으로 높은 저항률로 인하여, EMI 차폐부품 적용에 있어서 사용에 한계가 있다. 새로운 방법은 10 ohms/squre 미만의 벌크 저항률을 갖는 도전성 폼을 생성하며, 이는 은도금된 유리구(glass sphere), 벌크 저항률이 약 10-5ohm-cm 미만인 소결된 금속 입자(예를 들면, Cu, Al, Ni, Ag), 및 은도금된 구리 입자를 포함하는 폼 화학 전구체에 보다 높은 도전성 재료를 도입함으로써 가능하다. 다른 도전성 재료는 도전성 중합체로 언급되는 비금속성 재료류를 포함한다. 상기 재료에는 폴리-아날린(poly-Analine)와 같은 재료가 포함된다.In addition, various forms of carbon may be added to the urethane foam chemical precursor to produce foams having a surface resistivity of 100 to 1000 ohms / squre. However, these materials have limited use in EMI shielding applications due to their relatively high resistivity. The new method produces a conductive foam having a bulk resistivity of less than 10 ohms / squre, which is a silver plated glass sphere, a sintered metal particle having a bulk resistivity of less than about 10 -5 ohm-cm (e.g. Cu , Al, Ni, Ag), and by incorporating higher conductive materials into foam chemical precursors comprising silver plated copper particles. Other conductive materials include nonmetallic materials referred to as conductive polymers. Such materials include materials such as poly-analine.

도전성 폼을 생성하는 다른 방법은 발포 공정 중에 유기금속 화합물을 반응시킴으로써 발포 공정에서 상기 도전성 요소를 생성한다. 이는 발포 전에 둘 이상의 상기 폼의 화학 전구체 중 하나에 환원제를 도입함으로써 이루어진다. 이러한 화합물 중 하나는 아세트산 구리이나, 상기 화학 폼 전구체들 중 하나와 양립할 수 있는 어떠한 금속 화합물을 사용할 수도 있다.Another method of producing a conductive foam is to produce the conductive element in the foaming process by reacting the organometallic compound during the foaming process. This is accomplished by introducing a reducing agent into one of the chemical precursors of at least two of the foams before foaming. One such compound is copper acetate, but any metal compound may be used that is compatible with one of the chemical foam precursors.

사용할 수 있는 화학 폼 시스템의 실시예는 폴리에스터형 및 폴리에테르형을 포함하는 매우 넓은 범위의 우레탄 폼을 포함한다. 일반적으로 네오프렌 고무 폼으로 알려진 클로로프렌(chloroprene)을 또한 사용할 수 있다.Examples of chemical foam systems that can be used include a very wide range of urethane foams, including polyester and polyether types. Chloroprene, commonly known as neoprene rubber foam, can also be used.

본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않고서 여기서 기재한 것의 수정, 변경 및 다른 실시가 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications, changes, and other implementations described herein without departing from the spirit and scope of the present invention.

본 발명은 전자 장치의 비도전성 하우징에 사용되는 EMI 차폐부품의 제조방법을 제공하며, 도전율 및 차폐율이 좋은 EMI 차폐부품을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing an EMI shielding component used in a non-conductive housing of an electronic device, and provides an EMI shielding component having good conductivity and shielding ratio.

Claims (29)

(a) 제1 측면 및 제2 측면을 포함하는 열성형성 필름을 제공하는 단계;(a) providing a thermoformable film comprising a first side and a second side; (b) 상기 열성형성 필름에 신장가능한 도전성 코팅을 적용하는 단계;(b) applying a stretchable conductive coating to the thermoformable film; (c) 상기 열성형성 필름을 절단하는 단계;(c) cutting the thermoformable film; (d) 상기 열성형성 필름을 삼차원 형상으로 열성형 하는 단계; 및(d) thermoforming the thermoformable film into a three-dimensional shape; And (e) 상기 열성형성 필름에 압축가능한 EMI 개스킷을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 단계(b) 내지 단계(e)를 어떠한 순서로도 실행할 수 있는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부품의 성형방법.(e) applying a compressible EMI gasket to the thermoformable film, wherein steps (b) to (e) may be performed in any order. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 열성형성 필름은 롤(roll)로부터 연신되는 것을 특징으로 하는 성형방법.The method of claim 1, wherein the thermoformable film of step (a) is drawn from a roll. 제1항에 있어서, 상기 열성형성 필름에 신장가능한 도전성 코팅을 적용하는 단계 (b)는 인쇄공정 및 필름 코팅공정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 성형방법.2. The method of claim 1 wherein step (b) of applying a stretchable conductive coating to the thermoformable film is selected from the group consisting of a printing process and a film coating process. 제3항에 있어서, 인쇄공정 및 필름 코팅공정으로 이루어진 군은 플랙소그래프 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 철판 인쇄, 패드 인쇄, 슬롯코팅, 플루드 코팅, 스프레이 코팅, 및 제트 인쇄를 포함하는 것을 특징으로 하는성형방법.4. The group of claim 3, wherein the group consisting of a printing process and a film coating process includes flexograph printing, screen printing, gravure printing, offset printing, iron plate printing, pad printing, slot coating, fluid coating, spray coating, and jet printing. Molding method, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 열성형성 필름에 신장가능한 도전성 코팅을 적용하는 단계 (b)는 상기 열성형성 필름의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 상기 신장가능한 도전성 코팅을 적용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 성형방법.The method of claim 1, wherein applying (b) applying the extensible conductive coating to the thermoformable film comprises applying the extensible conductive coating to at least one of the first side and the second side of the thermoformable film. Molding method characterized in that. 제5항에 있어서, 상기 열성형성 필름의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 상기 신장가능한 도전성 코팅을 실질적으로 균일하게 적용하는 것을 특징으로 하는 성형방법.6. The method of claim 5, wherein the stretchable conductive coating is applied substantially uniformly to at least one of the first side and the second side of the thermoformable film. 제5항에 있어서, 상기 열성형성 필름의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 한 측면 상의 적어도 한 영역에 상기 신장가능한 도전성 코팅을 선택적으로 적용하며, 그리고 다른 영역에 대해서는 상기 신장가능한 도전성 코팅을 선택적으로 적용하지 않는 것을 특징으로 하는 성형방법.The method of claim 5, wherein the stretchable conductive coating is selectively applied to at least one region on at least one of the first side and the second side of the thermoformable film, and the stretchable conductive coating is selectively applied to the other regions. Molding method characterized in that not applied to. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)의 상기 EMI 개스킷은 도전성 탄성중합체, 직물로 감싼 폼, 금속 핑거, 폴리우레탄, 및 편직 개스킷으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 성형방법.The method of claim 1 wherein the EMI gasket of step (d) is selected from the group consisting of a conductive elastomer, a fabric wrapped foam, a metal finger, a polyurethane, and a knitted gasket. 제1항에 있어서, 상기 열성형성 필름에 상기 EMI 개스킷을 적용하는 단계(d)는,The method of claim 1, wherein applying the EMI gasket to the thermoformable film comprises: 발포성 재료와 도전성 입자를 혼합하여 도전성 입자의 완전한 망상조직을 갖는 폼 혼합물을 형성하는 단계; 및Mixing the foamable material and the conductive particles to form a foam mixture having a complete network of conductive particles; And 상기 EMI 개스킷을 성형하기 위하여 상기 도전성 입자의 완전한 망상조직을 갖는 상기 폼 혼합물을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형방법.Processing the foam mixture having a complete network of conductive particles to form the EMI gasket. 제9항에 있어서, 상기 발포성 재료는 우레탄 폼 혼합물을 형성하는 폴리올 성분 및 아이소사이오네이트 성분임을 특징으로 하는 성형방법.10. The method according to claim 9, wherein said foamable material is a polyol component and an isocyanate component forming a urethane foam mixture. 제10항에 있어서, 상기 EMI 개스킷을 성형하기 위해서 상기 도전성 입자의 완전한 망상조직을 갖는 상기 우레탄 폼 혼합물을 처리하는 단계는 상기 EMI 개스킷이 적소에 형성되도록 상기 도전성 입자의 완전한 망상조직을 갖는 상기 우레탄 폼을 지지하는 노즐에 관련하여 상기 열성형성 필름의 표면을 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10, wherein processing the urethane foam mixture having a complete network of conductive particles to form the EMI gasket comprises forming the urethane having a complete network of conductive particles such that the EMI gasket is formed in place. Moving the surface of the thermoformable film in relation to a nozzle supporting the foam. 제9항에 있어서, 상기 도전성 입자는 은도금된 유리구, 소결된 금속 입자, 은도금된 구리 입자, 및 도전성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 성형방법.10. The method of claim 9, wherein the conductive particles are selected from the group consisting of silver plated glass spheres, sintered metal particles, silver plated copper particles, and conductive polymers. 제12항에 있어서, 상기 소결된 금속 입자는 약 10-5ohm-cm 미만의 벌크 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 성형방법.The method of claim 12, wherein the sintered metal particles have a bulk resistivity of less than about 10 −5 ohm-cm. 제1항에 있어서, 상기 신장가능한 도전성 코팅은 도전성 섬유 및 신장가능한 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형방법.The method of claim 1, wherein the stretchable conductive coating comprises conductive fibers and a stretchable film. 제1항의 성형방법에 따라 제조된 제품.A product manufactured according to the molding method of claim 1. (a) 삼차원 형상으로 열성형 되는, 제1 측면 및 제2 측면을 포함하는 열성형성 필름;(a) a thermoformable film comprising a first side and a second side, thermoformed into a three-dimensional shape; (b) 상기 열성형성 필름에 적용된 신장가능한 도전성 코팅; 및(b) a stretchable conductive coating applied to the thermoformable film; And (c) 상기 열성형성 필름에 부착된 압축가능한 EMI 개스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.and (c) a compressible EMI gasket attached to said thermoformable film. 제16항에 있어서, 상기 신장가능한 도전성 코팅은 상기 열성형성 필름의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.17. The shield of claim 16, wherein the stretchable conductive coating is applied to at least one of the first side and the second side of the thermoformable film. 제17항에 있어서, 상기 신장가능한 도전성 코팅은 상기 열성형성 필름의 제1측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 실질적으로 균일하게 적용되는 것을 특징으로하는 EMI 차폐부품.18. The shield of claim 17, wherein the stretchable conductive coating is applied substantially uniformly to at least one of the first side and the second side of the thermoformable film. 제17항에 있어서, 상기 도전성 코팅은 상기 열성형성 필름의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 한 측면 상의 적어도 한 영역에 선택적으로 적용되며, 그리고 다른 영역에는 선택적으로 적용되지 않는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.18. The EMI of claim 17, wherein the conductive coating is selectively applied to at least one region on at least one of the first and second sides of the thermoformable film and not selectively applied to the other region. Shielding parts. 제16항에 있어서, 상기 압축가능한 EMI 개스킷은 도전성 입자의 완전한 망상조직을 갖는 폼 혼합물을 형성하는 발포성 재료 및 도전성 입자의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.18. The EMI shield of claim 16, wherein the compressible EMI gasket comprises a mixture of foamable material and conductive particles to form a foam mixture having a complete network of conductive particles. 제20항에 있어서, 상기 발포성 재료는 우레탄 폼 혼합물을 형성하는 폴리올 성분 및 아이소사이오네이트 성분임을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.21. The shield of claim 20 wherein the foamable material is a polyol component and an isocyanate component forming a urethane foam mixture. 제20항에 있어서, 상기 도전성 입자는 은도금된 유리구, 소결된 금속 입자, 은도금된 구리 입자 및 도전성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.21. The EMI shield of claim 20, wherein the conductive particles are selected from the group consisting of silver plated glass spheres, sintered metal particles, silver plated copper particles, and conductive polymers. 제22항에 있어서, 상기 소결된 금속 입자는 약 10-5ohm-cm 미만의 벌크 저항률을 가짐을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.The EMI shield of claim 22, wherein the sintered metal particles have a bulk resistivity of less than about 10 −5 ohm-cm. 제16항에 있어서, 상기 신장가능한 도전성 코팅은 도전성 섬유 및 신장가능한 필름을 포함함을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.17. The shield of claim 16, wherein the stretchable conductive coating comprises conductive fibers and a stretchable film. 도전성 섬유 및 신장가능한 필름을 포함하는 신장가능한 도전성 코팅.A stretchable conductive coating comprising conductive fibers and a stretchable film. 제25항에 있어서, 상기 도전성 섬유는 스테인레스 스틸 섬유, 은 금속화된 섬유, 은 부하, 은/구리 플레이크, 은/나일론 섬유, 은 탄소 섬유, 구리 플래쉬 상의 주석, 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 신장가능한 도전성 코팅.27. The method of claim 25, wherein the conductive fiber is selected from the group consisting of stainless steel fibers, silver metallized fibers, silver loads, silver / copper flakes, silver / nylon fibers, silver carbon fibers, tin on copper flash, and tin. A stretchable conductive coating, characterized in that. 제25항에 있어서, 상기 도전성 섬유의 바깥 표면은 ASTM 991 당 재료의 벌크 도전율이 약 10 milliohm-cm 미만이 되기에 충분한 금속으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 신장가능한 도전성 코팅.27. The stretchable conductive coating of claim 25, wherein the outer surface of the conductive fiber is coated with a metal sufficient for the bulk conductivity of the material per ASTM 991 to be less than about 10 milliohm-cm. 제25항에 있어서, 상기 신장가능한 필름은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 아크릴로나이트릴-뷰티다이엔-스타이렌, 스타이렌-아크릴로나이트릴, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 및 폴리아마이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 신장가능한 도전성 코팅.27. The group of claim 25, wherein said stretchable film is comprised of polypropylene, polyethylene, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene, styrene-acrylonitrile, polycarbonate, polyester, and polyamide A stretchable conductive coating, characterized in that selected from. 제24항에 있어서, 상기 신장가능한 필름은 상기 열성형성 필름보다 낮은 유리전이온도를 가짐을 특징으로 하는 EMI 차폐부품.25. The EMI shield of claim 24, wherein said stretchable film has a lower glass transition temperature than said thermoformable film.
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