專利名稱：安裝在印刷電路板上的二部件式電磁輻射屏蔽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁輻射的屏蔽技術(shù)，尤其是一種用來屏蔽印刷電路板(PCB)上的電學(xué)或電子學(xué)零件的裝置。
在現(xiàn)在的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，特別是在蜂窩式無繩無線遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，使用的都是在吉赫(GHz)射頻(RF)頻段下工作的無線電收發(fā)兩用機(jī)。
人們都知道，在電磁輻射源附近的電學(xué)或電子學(xué)零件或設(shè)備和裝置，如果經(jīng)受一定水平的電磁輻射的干擾，就會出現(xiàn)故障。
為了盡可能地避免電磁輻射對如象遠(yuǎn)程通信收發(fā)機(jī)中的振蕩器或工作在RF頻段的其它裝置的不必要的影響，人們都知道將輻射源或其它裝置，如象含有輻射源的收發(fā)機(jī)封閉在一個合適的殼內(nèi)。這樣的殼通常都是用能夠?qū)⒋磐ǜ叨燃械膶?dǎo)電材料制作的，這樣，電磁輻射便由導(dǎo)電材料聚集。
另一方面，還可能將對電磁場敏感的電學(xué)或電子學(xué)零件封在殼內(nèi)，以防止，磁場，電場或電磁場能通過其外殼到達(dá)該零件。屏蔽電磁輻射的殼套也稱為法拉第罩(Farady cage)。
US-A-5,339,222公開了一個容納一整個的PCB的二部件的電磁輻射屏蔽殼。
GB-A-2,285,181公開了一個安裝在PCB上的二部件式屏蔽裝置，這使得在使用中，需要屏蔽的零件可完全被這屏蔽裝置和PCB的信號接地層所包圍和封閉，該屏蔽裝置在電學(xué)上是與這接地層相連接的。這零件既可是一個電磁輻射源，也可是一個易受電磁場干擾損害的零件。
由于現(xiàn)在傾向于使用吉赫范圍的頻率，又由于對于象移動或無繩電話和用于室內(nèi)的(小型)基站等裝置的雜散電磁場的政府管理?xiàng)l例的增多，現(xiàn)在市售的屏蔽裝置并不能滿足將來的苛刻的電磁兼容性(EMC)要求。
為此目的本發(fā)明得提供一個改善的，用于PCB的電磁輻射屏蔽裝置，以便能對高達(dá)和高于吉赫(GHz)的RF范圍的頻率進(jìn)行有效地屏蔽。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一個用來安裝在PCB上并能容納一個或多個要求屏蔽并安裝在PCB上的零件的電磁輻射屏蔽裝置。
本發(fā)明的再一目的是提供一個能借助通常的制造技術(shù)，如折疊和拉延工藝將一塊薄板金屬制造成電磁輻射屏蔽裝置。
本發(fā)明的這些和另一些目的和優(yōu)點(diǎn)都為安裝在印刷電路板(PCB)上的二部件式電磁輻射屏蔽裝置所具有，該裝置包括一個用來容納要求屏蔽的電學(xué)或電子學(xué)零件的基本敞開的框架件和一個封閉用的外殼或外罩件。這框架或外罩件都是用導(dǎo)電材料制成的，而且還具有能夠彼此扣住的周邊，以便在使用中這框架件和外罩件能將安裝在PCB上的零件包圍在一封閉裝置中。按照本發(fā)明，這框架和外罩件的周邊具有這樣的形狀，使得在使用時，可施加一連續(xù)的扣緊力，以便在這框架和外罩件之間，在它們周邊的相對邊緣上建立和維持周邊的電接觸。
使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可獲得框架和外罩件的分離的機(jī)械和電學(xué)接觸連接，這樣就使得兩者都能按自身的目的進(jìn)行優(yōu)化。
也就是，按照本發(fā)明在由框架和外罩結(jié)構(gòu)施加的一連續(xù)的相互作用的機(jī)械力下，可建立起一個在框架和外罩的整個周邊上的電接觸區(qū)域，使其EMC性能最佳化。這個接觸區(qū)沒有任何由于結(jié)構(gòu)目的而設(shè)置的孔和間隙?？蚣芑蛲庹?，或兩者的變形都可被上述提供的機(jī)械力所補(bǔ)償和整平。
在按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，框架和外罩件之間的電接觸主要是由這兩個構(gòu)件的緊貼邊緣提供的，次要的是由周邊的機(jī)械接觸提供的，用來維持構(gòu)件連接。
這是與由GB-A-2,285,181所公開的屏蔽裝置不同的，在那項(xiàng)專利中機(jī)械和電學(xué)接觸點(diǎn)都是相同的，都是由外罩件上的彈性間隔齒所提供，在使用時這彈性間隔齒與框架件的平周邊相接觸。通過這些齒件間的空檔，電磁輻射，特別是頻率在GHz的RF頻段的電磁輻射就可能從用這種裝置封閉的輻射源泄漏出來，或者從這裝置的外邊漏向封閉的零件。雖然次要的電接觸將被建立在外罩的平頂和框架件向內(nèi)伸出的凸緣之間，但這種電接觸會由于機(jī)械振動和外罩的變形容易使框架和外罩的連接脫開而被解除，這樣，整個周邊的電接觸就不能保證。
對于本發(fā)明來說，可施加一個連續(xù)的力來維持框架和外罩的緊貼邊緣之間的周邊電接觸，其與機(jī)械振動或兩構(gòu)件之一或兩者變形都無關(guān)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，這兩構(gòu)件的緊貼邊緣包括橫向伸向連接周邊的接觸凸緣。這可能最大限度地減少起源于毛刺，凹槽，劃痕的小的機(jī)械不平所產(chǎn)生的電接觸的中斷。為了達(dá)到最佳的屏蔽效果，最好是，將這些凸緣，一般說兩個緊貼的邊緣，用一整塊材料做成一封閉的外形，使得在使用時在兩緊貼邊緣之間能建立并維持一基本沒有間斷的周邊電接觸。
為了達(dá)到最佳屏蔽效果，使電接觸區(qū)域盡可能靠近PCB將是更為可取的。為此，在本發(fā)明裝置的實(shí)施例中，兩緊貼的邊緣由在使用時靠近PCB的框架件邊緣以及外罩件周邊的自由邊緣提供。這樣就使得在使用時緊貼邊緣之間的電接觸就在PCB的附近。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，框架件就可安排來接納外罩件。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，一個構(gòu)件的周邊是一個傾斜的臺階，而另一構(gòu)件的周邊是一個富有彈力的部分，這樣就使得在使用時這傾斜臺階和彈力部分能彼此嚙合，因而迫使這兩構(gòu)件成為一封閉裝置。
這就是說，臺階和富有彈力的部分被做成這樣的形狀，以使得在使用時富有彈力的部分通過它與傾斜臺階的嚙合可沿封閉這兩構(gòu)件的方向施加一個力，以便能在這兩構(gòu)件的緊貼邊緣之間提供和保持一強(qiáng)制接觸。
為了便于固定上述框架和外罩，彈力部分可取淺V形狀，這樣就使得在使用時這V形部分能與傾斜臺階嚙合。
由于框架和外罩件的機(jī)械和電學(xué)接觸是分開的，這彈力部分可由彈性分隔齒組成，這些彈性分隔齒是在一相應(yīng)構(gòu)件的周邊上伸出的，因而沒有通過齒間空間泄漏RF的危險。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，框架件與PCB相對的周邊邊緣被用來在PCB上作表面安裝(SM)用。最好是在框架的整個周邊都有用于SM的措施，例如，提供一個能進(jìn)行SM的周邊凸緣，它焊接在PCB的信號接地層上。
按照本發(fā)明，這個裝置適宜便利的制作是采用一整塊導(dǎo)電金屬薄板制作。最好是，框架用折疊工藝來制作，而外罩則用將金屬薄板進(jìn)行拉延工藝制作。
以下借助附圖詳述本發(fā)明的上述及其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明屏蔽裝置外罩的一個優(yōu)選實(shí)施例的示意透視圖。
圖2是本發(fā)明屏蔽裝置框架的一個優(yōu)選實(shí)施例的示意透視圖。
圖3是按照圖1和圖2畫出的經(jīng)安裝的外罩和框架件的示意透視圖。
圖4是沿圖3的IV-IV線剖開的經(jīng)安裝的屏蔽裝置的部分?jǐn)嗝娣糯髨D，它畫出了外罩和框架的電學(xué)和機(jī)械接觸。
圖5是圖3所示的屏蔽裝置的示意透視圖，該裝置安裝在PCB上并封裝有一要求屏蔽的電學(xué)或電子零件。
現(xiàn)借助于一個優(yōu)選實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行描述和解釋，但并沒有只限于優(yōu)選實(shí)施例的意圖。
圖1用透視方法畫出了本發(fā)明的一個封閉外殼或外罩件1，它有一個封閉的堅實(shí)的頂面2和四個與頂面2相連的封閉的堅實(shí)周邊3。這些周邊3上設(shè)有一傾斜的臺階4，這就使得在頂面2和傾斜臺階4之間的外罩1的部分的尺寸小于與周邊3的傾斜臺階4和自由邊緣5相連接的外罩1的部分的尺寸。
圖2畫出了本發(fā)明的一個基本是敞開的框架件6，它具有四個周邊7，從這些周邊伸出一些分離的富有彈力的齒8。這些彈力齒8被槽9分隔，而且具有淺V形狀，V的開口部分朝向框架件6的外部，如圖所示。
圖3畫出了處于嚙合的，封閉配置狀態(tài)的外罩件1和框架件6，其中外罩件1裝在框架件6中，這就使得彈力齒8能在外罩件1的各周邊3的傾斜臺階4處施加一扣緊力。
圖4畫出了沿圖3的IV-IV線切取的斷面放大圖。為便于說明，機(jī)械的和電學(xué)的接觸處或嚙合點(diǎn)分別用圓圈15和16表示。
齒8在箭頭12所示方向是富有彈性的。在圖4中可見，彈力齒8與外罩1的傾斜臺階4嚙合于14處，這樣框架件6就迫使外罩件1進(jìn)入封閉配置狀態(tài)。也就是使外罩沿圖平面向下移動。
由于框架件6施加在外罩件上的這個持續(xù)的扣緊力，外罩件1的自由邊緣5和框架件6的邊緣11將彼此緊貼，這樣，在裝置10的整個周邊緊貼的邊緣5和11之間就可建立電接觸，如圖中點(diǎn)13所示。
按照本發(fā)明，機(jī)械觸點(diǎn)14和電觸點(diǎn)13是分開的，這樣，各觸點(diǎn)按各自的目的都可進(jìn)行優(yōu)化；也就是，可提供一足夠的機(jī)械力來使外罩件1和框架件6保持在封閉的配制狀態(tài)，而且還可在兩構(gòu)件間提供一周邊的電接觸，這就防止了電磁場穿透或離開屏蔽裝置，以便滿足對于高達(dá)和超過吉赫(GHz)的RF頻段的電磁兼容性(EMC)要求。
在所示的實(shí)施例中，由于彈力齒8施加在外罩件上的機(jī)械封閉力的作用，外罩件1的變形就不會對電接觸13造成影響。
為了使本發(fā)明的屏蔽裝置10的緊貼邊緣5和11間的電接觸盡可能最佳，自由邊緣5和邊緣11都做成環(huán)向凸緣，以便建立一低電阻的周邊電接觸，在構(gòu)件1和6之間具有盡可能多的接觸點(diǎn)。
如圖2所示，框架件6的邊緣11在框架件各拐角處都有一較大的表面積，這樣就可提高它的機(jī)械強(qiáng)度。邊緣11，也就是朝外的表面，還可用于下述目的采用表面安裝(SM)的方法將框架固定，將其焊接到金屬層或?qū)Ь€上，如焊接到印刷電路板(PCB)17的信號接地層或信號接地線18上，框架6就固定在這PCB上。一個電學(xué)或電子學(xué)零件19，例如一個專用集成電路(ASIC)，完全被這屏蔽裝置1和信號接地層18所封閉，如圖5中的虛線所示。熟悉用于RF的PCB設(shè)計技術(shù)的人員都知道信號層18也可是多層PCB的一個中間布線層。
外罩件1和框架件6都可分別用拉延和折疊工藝由一塊金屬薄板，如鎳鐵高導(dǎo)磁率合金(mu-metal)制成。在靠近電接觸點(diǎn)13的緊貼邊緣5，11處，要當(dāng)心，以避免急劇變化。
本發(fā)明的屏蔽裝置的電接觸13并不容易被振動等原因所脫開，這是由于彈力齒8施加的持續(xù)的機(jī)械力能使外罩件1和框架件6保持在閉合配置狀態(tài)的緣故。
業(yè)內(nèi)人士都知道，還可與所示的優(yōu)選實(shí)施例不同，將外罩件1和框架件6的周邊結(jié)構(gòu)加以互換。就是，框架6可以做成由傾斜臺階構(gòu)成的閉合邊，而外罩件的周邊可以做成能與框架件6的傾斜臺階嚙合的彈力齒8。在這種情形下，電接觸并不是建立在靠近PCB的地方，而是建立在外罩件頂面上。此外，還應(yīng)知道，這時框架件6可裝在外罩件1內(nèi)。
為了使EMC性能最佳化，構(gòu)件1，6間的電接觸13最好是在靠近PCB17的地方。代替表面安裝，也可將框架件的邊緣11設(shè)計成一些熟知的銷釘和孔眼，以便焊接在PCB17，也就是PCB的布線層18上。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，也可采用其他的結(jié)構(gòu)來代替彈力齒8和傾斜臺階4，只要這種密封結(jié)構(gòu)形狀能使框架件和外罩件處于緊密的接觸配置即可應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一個固定在印刷電路板(PCB)上的二部件式電磁輻射屏蔽裝置，它包括一個用來容納要求屏蔽的電學(xué)或電子學(xué)零件的基本敞開的框架件和一個封閉用的外殼或外罩件，上述框架和外罩件都是用導(dǎo)電材料構(gòu)成的，而且都具有一些適于彼此緊扣的周邊，這樣，在使用時上述框架件和外罩件就可將安裝在上述PCB上的上述零件包圍在一個密封的裝置中，其特征在于，上述框架件和外罩件的周邊具有這樣的形狀，即在使用時可施加一個持續(xù)的緊扣力，從而在上述的框架件和外罩件之間的上述兩構(gòu)件的周邊的緊貼邊緣上建立并保持周邊的電接觸。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述兩構(gòu)件的緊貼邊緣都是由一個橫向伸向一個構(gòu)件的周邊的凸邊構(gòu)成，這就使得在使用時，上述凸邊能彼此接觸并提供上述的周邊電接觸。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于一個構(gòu)件的上述周邊是由傾斜的臺階構(gòu)成，而另一構(gòu)件的周邊則是由富有彈力的部分構(gòu)成，使得在使用時上述傾斜臺階能與這富有彈力的部分彼此嚙合，這樣就能迫使這兩構(gòu)件處于封閉配置狀態(tài)。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于上述富有彈力的部分呈淺V字形，這就使得在使用時，這V形部分能與上述傾斜臺階相嚙合。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于這V形部分做成一些從上述構(gòu)件的周邊伸出的分離的彈力齒。
6.按照前述的任何權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于上述框架件的周邊邊緣在使用時正對PCB，而且都設(shè)有用于在上述PCB上進(jìn)行表面安裝的設(shè)施。
7.按照前述的任何權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于上述框架件是安裝來接納外罩件的。
8.按照前述的任何權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于上述框架件的緊貼邊緣都做在該框架件在使用時靠近PCB的周邊邊緣上，而上述外罩件的緊貼邊緣則都做在該外罩件的周邊的自由邊緣上，這樣，在使用時上述兩緊貼邊緣間的所說的電接觸就提供在靠近PCB的位置上。
9.按照前述的任何權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于上述兩構(gòu)件都是用一整塊導(dǎo)電金屬薄板做成，該框架件和該外罩件分別是用折彎工藝和用拉延工藝由金屬薄板制成。
10.按照前述的任何權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于上述兩構(gòu)件的兩緊貼邊緣都有一周邊上不間斷的外形。
全文摘要
一個二部件式電磁輻射屏蔽裝置(10),固定在印刷電路板(PCB)上,其框架件和外罩件(6;1)的周邊(7;3)具有這樣的形狀,使得在使用時可施加一個持續(xù)的緊扣力,以便在上述的框架件和外罩件(6;1)之間的上述兩構(gòu)件的周邊(3;7)的緊貼邊緣(5;11)上建立并保持周邊的電接觸(13)。本裝置提供了分離的機(jī)械的(14)和電的(13)連接來使電磁兼容性(EMC)屏蔽達(dá)到最佳。
文檔編號H05K9/00GK1197368SQ9810561
公開日1998年10月28日 申請日期1998年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月19日
發(fā)明者J·特里 申請人:艾利森電話股份有限公司