專利名稱：帶有一個電磁屏蔽區(qū)的設備罩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子設備的設備罩，它至少帶有一個電磁屏蔽區(qū)，該屏蔽區(qū)用于放置發(fā)出電磁干擾輻射或對該輻射敏感的元件。
上述類型的屏蔽密封層的現(xiàn)有技術分別由EP 0 629 114 B1，EP 0 654962 B1，WO 98/06246，WO 98/08365以及WO 01/99483提到。
例如從EP 0 629 114 B1已知，在設備罩的同一部段上用上面提到的分配噴頭或是噴嘴通過多次涂上密封材料而制作成多層的屏蔽密封層，此時也可制作出相對比較復雜的密封層形狀，以備特殊結構要求使用。
該目的通過具有權利要求1中特征的設備罩來實現(xiàn)。
從屬權利要求中闡釋了本發(fā)明的進一步設計。
本發(fā)明的基本構思就是，用眾所周知的分配方法(Dispens-Verfahren)來制作一個標準的“屏蔽壁”，也就是有EMI屏蔽作用的設備罩的壁，而不必使用模具預成形(壓鑄或壓力鑄)，或是(通過深拉的)變形。另外，本發(fā)明的構思是，在選擇屏蔽壁的材料時，或者是使屏蔽壁的高度至少為它的寬度的兩倍并且在一個工步中形狀穩(wěn)定，或者是將那些材料條彼此疊加起來形成多層結構，同樣也是形狀穩(wěn)定。最后本發(fā)明的再一個構思是，為了相協(xié)調地執(zhí)行分配技術，還要考慮到使用該技術的橫截面、材料的涂覆速度以及其它的參數(shù)，例如多個涂層的時間間隔、噴頭與各自表面的距離、工藝溫度等等因素。
本發(fā)明還介紹了一種經(jīng)濟的方法，即在設備罩內部制作一個部分屏蔽或是整個設備罩的一個屏蔽。這種方案降低了制作時間，并且它的費用相對于目前市場上的“模制EMI-密封墊”技術也很便宜。
以前用導電材料“模制”的密封層都是置于基板材料之上，比如一般的薄板或是金屬化的塑料基板之上，與之相反，本發(fā)明不使用任何模具來確定密封層的形狀。
這樣就可以形成屏蔽罩的一個外壁，同時在內部進行加強也十分簡單。
通過經(jīng)分配處理的材料，形成界隔出一個空間的壁面，該空間用來安放需要屏蔽的電子組件(必要時帶印刷電路板)。
為了與基板(是一個薄片，金屬鑄件或是金屬化的塑料部件)的形狀尺寸相匹配，必須制作出不同高度的密封層，以使屏蔽部件的“屏蔽壁”適應特別的場合。
本發(fā)明的一個特別的設計是分配出由不導電的彈性體、熱塑或是熱固性塑料/彈性體制成的屏蔽壁，緊接著用電鍍、濺射、真空蒸鍍或是噴射導電涂層的方法形成一個導電表面。
基板一般可以由一層絕緣的或者甚至是金屬化的膜(大于1μ)組成，或者完全由金屬組成，并一直到形成剛性的基板，如有機械支承作用的設備罩(塑料/金屬)。這里也可以使用按照本發(fā)明的工藝制成的屏蔽壁。也可以與傳統(tǒng)的模制、注射、噴射或機械成形工藝形成的壁結合使用。
設備罩相關部件的固定可以按照其構造形狀直接或是間接通過壓緊、擰緊、粘貼或是卡接系統(tǒng)等來進行。
在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，屏蔽區(qū)的周圍基本上由一個屏蔽壁包圍，這個屏蔽壁是有很多層相互疊加的彈性體—或軟塑料條組成，或者是由一層高彈性體—或軟塑料條組成。這一屏蔽區(qū)的設置可以通過一個或是多個分配噴頭的合適的引導完全由軟件來控制。自然，另外的方案是可以與使用壓鑄或其它的通過使用相應的模具的原型或變形方法制成的屏蔽壁區(qū)域相結合。
在本發(fā)明的另外一個有意義的實施形式中，至少有一個由多層彈性體或軟塑料條或者一層高的彈性體或軟塑料條組成的屏蔽壁，特別是整個屏蔽區(qū)域位于設備內部。與此結合或另外的方案是至少有一個由多個彈性體或軟塑料條或者一個高的彈性體或軟塑料條組成的屏蔽壁來構成設備罩的外壁的一段?？偟膩碇v，本發(fā)明可以有利的方式實現(xiàn)，形成多個由彼此相接靠的屏蔽壁圍成的屏蔽區(qū)域，從而可以靈活的方式考慮復雜的有多重功能的電子設備(比如組合移動電話/PDA)的結構要求。
在一個用于現(xiàn)代構造方式的小型電子設備的適宜的實施例中，屏蔽壁或者至少一個屏蔽壁有至少3個，優(yōu)選5個或更多的條層，且其高度至少為2mm。可以理解，為了與安放在屏蔽區(qū)域中的電子元件適應，屏蔽壁的高度也可以再高一些，或者—在后面的實施例中還會明確地看出—可以使不同高度和不同結構的壁區(qū)在同一個設備罩內彼此組合。
另外，屏蔽區(qū)的基板和/或一個蓋板是由金屬，特別是薄的、彎曲彈性的金屬片組成的，并且該板這樣保持，使得在屏蔽壁和蓋板之間形成基本貫通的線性接觸。另外的方案或與此結合，是用一個金屬化的塑料板或膜來構成屏蔽區(qū)的基板或蓋板，并這樣保持，使得在屏蔽壁和蓋板之間形成基本貫通的線性接觸。采用這些不同的設計，可以使設備罩適用于各種現(xiàn)代電子設備，不管是設備機械上的還是電磁方面的要求，該設備罩都是完全可以適用的。
在另一個有意義的實施例中，屏蔽區(qū)的基板或是蓋板設計為帶電子元件的印刷電路板。這樣的設計變型是出于對那些現(xiàn)代結構的小型電子設備經(jīng)常要求其印刷電路板或部件基板同時具有機械的設備罩的功能的考慮。
EMI屏蔽所必須的導電性在本發(fā)明的第一實施例中是通過用金屬和/或碳顆粒來填充彈性體及軟塑料體而實現(xiàn)的。另一方案中，屏蔽壁至少在一側蓋有導電薄層，特別是蒸鍍層、噴射層或是濺射層，并且一直延伸到基板，使基板和屏蔽壁一起起屏蔽作用。這兩種變型方案也可以在對EMI屏蔽作用有極高要求的特殊的使用情況下組合使用。
在本發(fā)明的另外一個實施例中設想，至少一個屏蔽壁由一層單個的高的彈性體或軟塑料條組成，并且至少另外一個屏蔽壁是由多層相互疊加的彈性體條組成。這樣一來，用同一種方法和同一種材料就可以制成高度非常不同的屏蔽壁和起屏蔽作用的密封區(qū)域，從而以簡單的方法和較低的成本使設備罩的結構具有了高度靈活性。
上述形式的設備特別是那些構成EMI源或是對EMI敏感的無線移動終端設備或是其它的通信終端設備或是無線移動通信網(wǎng)(特別是基站)的部分設備，或者是對EMI干擾敏感的數(shù)據(jù)通信或是數(shù)據(jù)處理設備及這些設備的組成部分。此外，該設備還可用于傳感器、運行測試、過程控制領域以及還可用于無線電導航系統(tǒng)等等。
圖2A是一個電子設備的一部件20的透視示意圖。其中，有多個電子元件22到25分別位于一個基板21(這時特別是一個印刷電路板或插板)上的兩個彼此電磁分離并各自被屏蔽的兩個區(qū)域20A和20B內。
基板21側的屏蔽作用是通過金屬化涂層來實現(xiàn)的(未在圖中表示出)。而屏蔽區(qū)20A和20B的周邊是通過一個雙層分配的屏蔽密封層26用圖中所示的分布方式形成的。再加上一個置于屏蔽密封層26上面的由金屬材料制成或是帶金屬化表面的具有屏蔽作用的設備罩部分(未在圖中標出)，使整個設備罩的屏蔽作用更加完備。
圖2B中示意示出兩種變化的形式結構，即分別由三個部分和四個部分組成的屏蔽密封層26’和26”是在較大的高度要求時用來代替圖2A中的屏蔽密封層26的。其中圖2B右面的三件式構造26”比較容易制作，而左邊的四部分結構26’具有兩個彼此相鄰的基條，雖然成本比較昂貴，但是可以滿足相當高的穩(wěn)定性要求。
圖3是設備罩30的橫截面部分示意圖(以和

圖1到2B相似的示意圖表示)，這個設備罩的下部是一個整體上槽形的結構31，上部是一個基本平的蓋板32，在這個蓋板上分布有電子元件33。在設備罩的外邊緣區(qū)30A有一個傳統(tǒng)形成的分配技術制成的外緣密封層34，而設備罩30內部則由四條外緣區(qū)密封層34使用的彈性體或軟塑料制成一個內部的屏蔽壁35。外緣區(qū)的密封層34宜和組成屏蔽壁35的多層結構中的一層一起制作，以便形成設備罩區(qū)域的一個可靠的、無泄漏的EMI邊緣保護，電子元件33就放在該設備罩區(qū)域中。
圖4是另外一個實施例的電子設備的設備罩的下部分的U型橫截面圖，其材料是比較軟的塑料材料，在其底部一體形成一個用同樣材料制成的密封突起41。設備罩的內側，包括邊緣區(qū)域和密封突起41，設有一個金屬化涂層42。在密封突起41上方，靠近其一個側邊緣放置一個插有電子元件的插板43。在相對的另一邊緣區(qū)附近，插板43通過一個三層結構45-該結構在圖1的側視圖中已經(jīng)畫出—支承在設備罩下部40的底部。這個三層結構45是通過填充導電材料來作為屏蔽結構的，它和設備罩下部的金屬化涂層42以及插板43的一個類似的涂層(未在圖中畫出)共同組成了元件44的一個EMI屏蔽區(qū)。
圖5中所示的是設備罩50的一個截面部分，該設備罩由金屬例如深拉的鋁片制成，設備罩上下各有一個殼層52和51，它們通過未在圖中表示的緊固手段(如螺釘或是卡/接合連接)連接在一起。在設備罩50的一個邊緣區(qū)域中殼層51和52上還分別有一個折彎部分51a和52a，在這兩個折彎部分之間插入一個起屏蔽作用的設備罩外部密封層53。
設備罩的這個外部密封層53由兩個相互疊加地分配到設備罩下面的殼層51的折彎部分51a上面的彈性體層54a和54b構成。其中下面的彈性體54a緊緊貼附在設備罩下殼層51的表面上，而上面的彈性體54b由于是在下面的彈性體54a成型之后直接疊放在54a上面的，所以和它材料一致地相連。然后在這個基礎密封體54a/54b上面首先放置一個銅制的薄層作為具有高導電性能的基礎層，接著再在上面放置一個由含少量鉛的錫合金構成的保護層56，這兩個層都是用高真空涂覆工藝施加的。基礎層55和保護層56的厚度根據(jù)對設備罩外部密封層53的可變形性及它的屏蔽效果的要求來確定的，同時根據(jù)設備罩50的具體使用目的，要充分考慮到設備罩的受周圍環(huán)境影響(濕度，鹽水等)的耐用/穩(wěn)定性。
圖6示意表示采用塑料-壓鑄(注)法用熱塑性聚合物制成的設備罩60的一個部分的一個橫截面圖，其中，只表示出一個帶有垂直分隔壁62的下殼部分61。分隔壁62機械地和電磁密封地將相對EMI屏蔽的第一設備罩區(qū)域60A和第二區(qū)域60B分隔開來。分隔壁62的頂部是一個橫截面逐漸變小的而且可彎曲變形的密封唇部分63，在它的上面安放一個帶有電子元件的印刷電路板64，它下面的方框示意表示一個EMI敏感元件65。
設備罩的第一區(qū)域60A向上是通過有導電作用的印刷電路板64上的表面涂層66電磁地基本上密封地閉合的。而向下和側面區(qū)域的電磁屏蔽是通過設備罩下部的部件61的左段和與其相連的分隔壁62(左側)的表面的整個面施加的錫合金層67來保證的。
本發(fā)明的實現(xiàn)方式不僅僅局限于上面提到的實例及強調的幾個方面，而是可以有很多改進，特別是上述方面的組合，它們屬于專業(yè)處理范圍之內。
標號表10 設備罩部件11 基板12；45 三層(條)結構12a，12b，12c 材料層(條)20 部件20A，20B屏蔽區(qū)21 基板22，23，24，25元件26；26’，26” 屏蔽密封層30 設備罩31 設備罩下部32 蓋板33 元件34 外邊緣密封層35 屏蔽壁40 設備罩下部41 密封突起42 金屬化涂層43 插板44 元件50；60 設備罩51；61 下殼層51a 彎曲部分52 上殼層52a 彎曲部分53 設備罩外部密封層(屏蔽密封層)54a，54b彈性體(條)54a/54b 基礎密封結構55 銅薄層(基礎層)56；67 錫合金層(保護層)60A，60B設備罩區(qū)域62 分隔壁63 密封唇64 印刷電路板65 元件66 表面涂層
權利要求
1.電子設備的設備罩，具有一個電磁屏蔽區(qū)，該屏蔽區(qū)至少有一個屏蔽壁，該屏蔽壁或者由多個基本上相互疊加地分配在一個基板上面并且特別是用相同的材料彼此連接的彈性體或軟塑料條層組成；或者是由一高的彈性體或軟塑料條層組成，其高度至少要達到它的寬度的兩倍，其中彈性體或軟塑料內部用導電物質填充和/或屏蔽壁整體用導電物質涂敷。
2.根據(jù)權利要求1的設備罩，其特征為，屏蔽區(qū)的周圍基本上是由一個屏蔽壁包圍的，該屏蔽壁由多個相互疊加的彈性體或軟塑料條層組成，或者由一高的彈性體或軟塑料組成。
3.根據(jù)權利要求1或2的設備罩，其特征為，至少一個由多個彈性體或軟塑料條層或者一高的彈性體或軟塑料條層組成的屏蔽壁，特別是整個屏蔽的區(qū)域，位于設備內部。
4.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，至少一個由多層彈性體或軟塑料或者一層高的彈性體或軟塑料組成的屏蔽壁構成設備罩的外壁部分。
5.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，屏蔽壁或者至少一個屏蔽壁由至少3個，優(yōu)選5個或是更多的條層組成，且其高度至少為2mm。
6.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為多個由彼此相鄰接的屏蔽壁包圍的屏蔽區(qū)域。
7.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，屏蔽區(qū)的基板和/或一蓋板由金屬特別是薄的、彎曲彈性的金屬片組成，并這樣保持，使得在屏蔽壁和蓋板之間形成基本貫通的線性接觸。
8.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，屏蔽區(qū)的基板和/或一個蓋板由一個金屬化的塑料板或膜構成，并這樣保持，使得在屏蔽壁和蓋板之間形成基本貫通的線性接觸。
9.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，屏蔽區(qū)的基板或一個蓋板設計為帶有電子元件的印刷電路板。
10.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，彈性體或軟塑料用金屬或碳顆粒填充。
11.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，屏蔽壁至少有一面蓋有導電薄層，最好是蒸鍍層、噴射層或是濺射層，并且一直延伸到基板，以使基板和屏蔽壁一起起屏蔽作用。
12.根據(jù)上述權利要求之一的設備罩，其特征為，至少有一個屏蔽壁由一單獨的高的彈性體或是軟塑料條層組成，并且至少另外一個屏蔽壁是由多個相互疊加的彈性條層組成。
13.具有根據(jù)上述權利要求之一的設備罩的設備，其特征為，其設計為遠程或者數(shù)據(jù)通信設備。
全文摘要
帶有一個電磁屏蔽區(qū)的電子設備的設備罩，它至少有一個屏蔽壁，該屏蔽壁或者由多個相互疊加的彈性體或軟塑料條層組成，這些彈性體或軟塑料使用分配技術放在一個基板上面并且材料一致地彼此相連；或者由一高的彈性體或軟塑料條層組成，其高度至少要達到它的寬度的兩倍。其中彈性體或軟塑料內部用導電物質填充和/或屏蔽壁整體用導電物質涂敷。
文檔編號H05K9/00GK1446044SQ03122698
公開日2003年10月1日 申請日期2003年3月11日 優(yōu)先權日2002年3月11日
發(fā)明者赫爾穆特·卡爾, 貝恩德·蒂布爾齊烏斯 申請人:赫爾穆特·卡爾, 貝恩德·蒂布爾齊烏斯