电磁干扰屏蔽板及制造方法

文档序号:8121549阅读:455来源:国知局
专利名称:电磁干扰屏蔽板及制造方法
技术领域
本发明涉及电磁干扰屏蔽板及建造方法。
技术背景封装件例如遮蔽物或容器经常包含会受到电磁波不利影响的设备,例 如电子设备。因此需要将封装件构造成具有板,所述板提供屏蔽以防电磁 波穿过该板并进入封装件,由此保护封装件的内容物免受电磁干扰。发明内容公开了 一种用于建造电磁干扰屏蔽封装件的电磁干扰屏蔽板。所述板包括具有一个或多个框架元件的外周框架组件。每个框架元件包括在第一 端与第二端之间延伸的第一侧壁、以及在第一端与第二端之间延伸的第二侧壁。端壁与第一侧壁和第二侧壁各自的第二端相连。底壁在第一侧壁和 第二侧壁的第一端之间延伸。第一和第二斜壁分别在第一侧壁与端壁以及 第二侧壁与端壁之间延伸。框架元件的第一侧壁包括从第一端延伸到第二 端的第一表面、从第一表面的第二端向外延伸到外端的唇部。第一表面和 唇部形成第一凹进部分。第一侧壁还包括从第一端延伸到第二端的第二表 面,第二表面的第一端位于唇部的外端。肋从第二表面的第二端向外延伸。 第一侧壁还包括在第一端与第二端之间延伸的第三表面。肋从第三表面的 第一端向外延伸。在第二表面与肋之间形成第二凹进部分。所述板还包括具有外周边缘的第一表层元件。第一表层元件的边缘位 于框架元件的第一侧壁的第二凹进部分内并适于被焊接在肋上,并由此被 焊接在框架元件的第一侧壁上。第一表层元件的边缘与框架元件的第一侧 壁之间的焊接可以基本上连续形成。具有外周边缘的第二表层元件与框架 元件的第二侧壁相连并与第一表层元件间隔开。芯元件位于第一表层元件 与第二表层元件之间。通过设置包括一个或多个框架元件的框架组件来形成电磁干扰屏蔽板。第一表层元件插入框架元件的第一侧壁的第二凹进部分内,并且第一 表层元件的边缘紧密靠近框架元件的肋。第一表层元件的边缘随后沿肋被 焊接在每个框架元件的第一侧壁上。之后靠近第一表层元件的内表面放置 芯元件。随后靠近芯元件放置第二表层元件,并且第二表层元件的边缘与 框架元件的第二侧壁相连。


图1是本发明电磁干扰屏蔽板的局部侧视图。图2是沿图1中的线2-2截取的板的横截面图。 图3是框架元件的横截面图。图4是表示成直角的两个板相互连接的端部的局部横截面图。 图5表示相互成直线的两个板相互连接的端部。
具体实施方式
图1和2中所示的电磁屏蔽板20可以通过焊接连接在多个另外的板20 上以形成封装件例如遮蔽物或容器,所述封装件具有与外部电磁干扰 (EMI)源屏蔽的内腔或空间。封装件可以按照要求具有多种构造。如图1 和2所示的板20大体上为矩形并且大体上是平的。板20可以按照要求被 形成具有多种高度和宽度尺寸,以建造不同所需尺寸的封装件。板20可以 按照要求具有多种不同的构造,包括但不局限于多边形、弧形、I形、T形、 L形以及其它构造。板20包括外周框架组件22,该组件包括一个或多个框架元件24。图1 所示的板20包括首尾连接成大体上矩形构造的四个框架元件24。框架元件 24可以相互连接以按照要求形成多种不同构造的框架组件22,这些构造包 括但不局限于多边形、弧形、I形、T形、L形或其它构造。每个框架元件 24沿大体上线性的中心轴线30在第一端26与第二端28之间延伸。如图3 所示,每个框架元件24包括在第一端36与第二端38之间延伸的第一侧壁 34,以及在第一端42与第二端44之间延伸的大体上平直的第二侧壁40。 第二侧壁40与第一侧壁34间隔开并大体上平行。框架元件24还包括在第 一端48与第二端50之间延伸的大体上平直的底壁46。底壁46的第一端48与第一侧壁34的第一端36相连,并且底壁46的第二端50与第二侧壁 40的第一端42相连。底壁46定位成大体上垂直于第一和第二侧壁34和 40。大体上平直的端壁52在第一端54与第二端56之间延伸并与底壁46 间隔开且大体上平行。大体上平直的第一斜壁58在第一端60与第二端62 之间延伸。第一斜壁58的第一端60与第一侧壁34的第二端38相连。第 一斜壁58的第二端62与端壁52的第一端54相连。第一斜壁58布置成与 第一侧壁34和端壁52成大约45。的角度。第二斜壁64包括第一端66和第 二端68。第二斜壁64的第一端66与第二侧壁40的第二端44相连。第二 斜壁64的第二端68与端壁52的第二端56相连。第二斜壁64布置成与第 二侧壁40和端壁52大致成45。的角度。壁34, 40, 46, 52, 58和64在框 架元件24内形成空腔70。壁34, 40, 46, 52, 58和64各自从框架24的 第一端26延伸到第二端28。第一斜壁58和第二斜壁64可以按照要求布置 成其它角度。例如,壁58和64可以相对于侧壁倾斜成大致22.5。的角度以 在封装件拐角提供倒角效果,或者成另一角度以使封装件具有更符合空气 动力学的形状或构造。由此可以利用板20形成多种构造的封装件。第二侧壁40、底壁46、端壁52以及第一和第二斜壁58和64各自包 括大体上平直的内表面以及大体上平直的外表面。第一侧壁34包括在第一 端82与第二端84之间延伸的大体上平直的第一表面80。第一表面80的第 一端82位于第一侧壁34的第一端36。大体上平直的唇部86大体上垂直于 第一表面80从第一表面80的第二端84向外延伸到外端。第一表面80和 唇部86在第一侧壁34上形成第一凹进部分88。框架元件24的第一侧壁34还包括在第一端94与第二端96之间延伸 的大体上平直的第二表面92。第二表面92的第一端94靠近唇部86的外端 定位。第二表面92大体上平行于第一表面80并相对于框架元件24的中心 轴线30向外与第一表面80间隔。细长的大体上线性的牺牲肋98位于第二 表面92的第二端96并从第二表面92向外延伸。肋98和第二表面92在框 架元件24的第一侧壁34上形成第二凹进部分100。肋98提供用于使表层 元件与框架元件24相连的牺牲材料。肋98横截面大体上为矩形,具有大 体上平直的端部表面和两个大体上平直的侧表面。肋98可以是大约0.05 英寸高,大约0.05英寸宽。肋98从框架元件24的第一端26延伸到第二端28。框架元件24的第一侧壁34还包括在第一端106与第二端108之间延 伸的大体上平直的第三表面104。第三表面104大体上平行于第一表面80 和第二表面92。第三表面104与第二表面92向外间隔并且还与第二表面 92形成第二凹进部分100。第二端108位于第一侧壁34的第二端38。第一 表面80、第二表面92以及第三表面104各自是第一侧壁34的内表面,并 且每个表面从框架元件24的第一端26延伸到第二端28。肋98在第一侧壁34上定位在比第一侧壁34的第一端36与第二端38 之间距离的一半更大的距离处,并且可以定位成距第一端36的距离为第一 侧壁34的第一端36与第二端38之间距离的大致四分之三,使得肋98定 位成比距第一端36更靠近第一侧壁34的第二端38。如果需要肋98可以定 位在框架元件24外部的备选位置上。框架元件24的壁相互一体连接,并且框架元件24可以成形为挤压件。 框架元件24的壁可以为大约0.06英寸厚。框架元件24可以由金属例如铝, 如系列6000铝制成。框架元件24可以由导电材料制成。板20包括大体上平直的第一表层元件120,其可以位于封装件的内部。 第一表层元件120在左端122与右端124之间以及在底端126与顶端128 之间延伸。第一表层元件120如图1所示大体上为矩形,用于大体上为矩 形的框架组件22,使得每端包括大体上线性的边缘130。第一表层元件120 包括形成外周边缘的多个大体上线性的边缘130。第一表层元件120包括外 周边缘构造并具有与框架组件22的构造相对应的整体构造。第一表层元件 120包括大体上平直的内表面132和大体上平直的外表面134。第一表面元 件120的每个边缘130适于分别定位在框架元件24的第一侧壁34的第二 凹进部分100内,使得第一表层元件120的内表面132平行并接合第一侧 壁34的第二表面92。第一表层元件120的边缘130定位成紧密靠近肋98 并与其接靠,使得第一表层元件120的边缘130可以利用焊缝136连续被 焊接在肋98和第一侧壁34上。第一表层元件120的厚度大致等于第二表 面92与第三表面104之间的偏移距离,使得第一表层元件120的外表面134 大体上与框架元件24的第三表面104共面。框架组件22绕第一表层元件 120的外周延伸。第一表层元件120可以由具有大致0.025英寸厚度的相对较薄的材料板或片制成。第一表层元件120可以由金属例如铝,如6061-T6 铝制成。第一表层元件120可以由导电材料制成。板20还包括第二表层元件140。第二表层元件140大体上平直并在左 端142与右端144以及底端与顶端之间延伸。第二表层元件140如图1所 示大体上为矩形,用于大体上矩形的框架组件22,使得每端包括大体上线 性的边缘146。第二表层元件140包括形成外周边缘的多个大体上线性的边 缘146。第二表层元件140包括外周边缘构造,并具有与框架组件22的构 造相对应的整体构造。第二表层元件140还包括大体上平直的内表面148 和大体上平直的外表面150。第二表层元件140可以由大致0.025英寸厚的 相对较薄的材料片或板制成,并且可以由金属例如铝,如6061-T6铝制成。 第二表层元件140可以导电。第二表层元件140与第一表层元件120间隔 并大体上平行。第二表层元件140的每端适于与框架元件24的第二侧壁40 重叠以通过粘结连接在第二侧壁40上。在框架组件22内以及第一表层元 件120与第二表层元件140之间形成腔152。具有大体上平直的第一表面162以及大体上平行和大体上平直的第二 表面164的芯元件160位于腔152内。芯元件160在第一表层元件120与 第二表层元件140之间以及框架组件22的框架元件24之间延伸,基本上 充满腔152。芯元件160可以粘结在第一表层元件120的内表面132和第二 表层元件140的内表面148上。芯元件160可以由蜂窝状芯的Nomex材料 制成。如果需要,板20可以包括位于每个框架元件24的第一侧壁34的第一 凹进部分88上的第一阻隔元件166。第一阻隔元件166从底壁46延伸到靠 近第一表面80的唇部86,并在第一表面80与第一表层元件120的内表面 132之间延伸。阻隔元件166包括大体上为细长矩形的带,所述带大体上从 每个框架元件24的第一端26延伸到第二端28。如果需要,板20还可以包 括位于每个框架元件24的第二侧壁40与第二表层元件140端部之间的第 二阻隔元件168。每个第二阻隔元件168从底壁46延伸到靠近第二表层元 件140的边缘146的位置,并且沿框架元件24的长度以及第二表层元件140 的边缘146延伸。第一阻隔元件166可以通过粘结与框架元件24的第一侧壁34的第一表面80以及第一表层元件120的内表面132相连。第二阻隔元件168可以 粘结在框架元件24的第二侧壁40以及第二表层元件140的内表面148上, 使得第二表层元件140通过第二阻隔元件168与第二侧壁40相连。备选地, 如果板20不包括第二阻隔元件168,则第二表层元件140的内表面148可 以通过粘结与框架元件24的第二侧壁40直接相连。第一和第二阻隔元件 166和168包括隔热层。第一和第二阻隔元件166和168可以由玻璃纤维环 氧层压材料例如G10/FR4制成,并且按MIL小24768/27,可以是塑料薄片、 层压热塑性、玻璃纤维基底、环氧树脂。第一和第二阻隔元件166和168 被设置成提高板20的绝缘特性,如果需要可以从板20上省去。通过使多个框架元件24例如通过焊接成首尾关系相互连接来形成板 20,从而形成框架组件22。框架组件22可以由四个框架元件构成,也就是 底部框架元件、顶部框架元件、以及如图1所示的两个侧框架元件。框架 组件22备选地可以按照要求由更少或附加的框架元件24制成多种构造。 第一表层元件120随后靠近框架组件22的框架元件24放置,使得第一表 层元件120的每个边缘130插入框架元件24的第一侧壁34的相应第二凹 进部分100内并靠近第一侧壁34的第二表面92。第一表层元件120的每个 边缘130靠近并且可以接靠相应框架元件24的第一侧壁34的肋98。第一 表层元件120的每个边缘130随后通过焊接例如电弧焊沿肋98的长度以及 第一表层元件120的边缘130利用基本上连续的焊缝136被焊接在每个框 架元件24的肋98和第一侧壁34上。当第一表层元件120利用需要电弧并 产生热量的焊接方法被焊接在框架元件24上时,肋98沿框架元件24提供 牺牲材料,所述牺牲材料具有与薄的第一表层元件材料类似的熔化特性。 第一表层元件120由此沿其整个周长与框架组件22的框架元件24 —体相 连,从而在第一表层元件120与框架组件22的框架元件24之间形成连续 的电磁干扰密封。如果需要,可以设置穿过板20的开口,其延伸穿过表层 元件120和140以及芯元件160,从而可以进入由板20形成的封装件的内 部。所述开口选择性地由利用EMI板形成的门封闭。如果板20包括第一阻隔元件166,则第一阻隔元件166随后插入每个 框架元件24的第一侧壁34的第一凹进部分88内并通过粘结与第一表面80 和第一表层元件120相连。芯元件160随后布置在框架组件22内的框架元件24之间并且芯元件160的第一表面162通过粘结与第一表层元件120的 内表面132以及框架元件24的底壁46相连。如果需要,第二阻隔元件168 随后通过粘结与每个框架元件24的第二侧壁40相连。第二表层元件140 沿第二表层元件140的每个端部通过粘结与相应的第二阻隔元件168并由 此与芯元件160的第二表面164相连。如果板20不包括第二阻隔元件168, 则第二表层元件140的边缘可以通过粘结与每个框架元件24的第二侧壁40 直接相连。构建EMI板的现有方法包括在表层元件与芯元件粘结之后将表层元件 焊接在框架元件上。在焊接过程中产生的热量对粘结产生破坏。以前采用 跳焊使表层元件与框架元件相连并且必须提供冷却时间将所产生的热量降 至最少以避免破坏粘结,这样实质上使生产过程变慢。本发明的制造方法在将芯元件116和第二表层元件140组装以及粘结 在第一表层元件120和框架组件22上之前利用基本上连续的焊缝在第一表 层元件120与框架组件22的框架元件24之间形成EMI密封。这一过程在 第一表层元件120与框架组件22之间绕板20的周边提供坚固和连续的EMI 密封。这一过程还提供耐用、高传导性的金属间连接以使EMI屏蔽能力最 大化。不需要任何辅助的密封过程。在焊接过程中采用牺牲肋98避免了第 一表层元件120在焊接过程中变形,由此消除了对粘结过程不利的任何缺 陷。肋98使焊接过程中表层元件120与框架元件24的变热速度比不具有 肋98时更为接近。肋98的形状和尺寸可以根据多个参数例如表层元件的 厚度和材料属性而变化以便于进行焊接。在表层元件上采用钢棒进行夹紧 并作为焊接过程中的散热件。由于在焊接过程之后完成芯元件160和第二 表层元件140的粘结,因此粘结不会受到焊接热量的破坏。在芯元件160 和第二表层元件140与第一表层元件120和框架组件22粘结之前,可以很 容易地对板20进行视觉上的检査以检验焊接的完整性和EMI密封,并且 利用基本焊接技术可以很容易地修复板上的任何EMI泄漏。如图4所示,两个板20相互连接彼此成直角。为了形成图4所示的转 角连接,两个板被放置相互成直角,同时第一板20的框架元件24的第一 斜壁58与第二板20的框架元件24的第一斜壁58抵靠接合。第一板20的 端壁52通过沿框架元件24的长度基本上连续延伸的焊缝172与第二板20的端壁52相连。如果需要,第一和第二板20的第三表面104可以相互焊 接以提供额外的强度和刚度。如图5所示,两个板20可以大体上相互共面排列地首尾相连。第一板 20的框架元件24的端壁52接靠第二板20的框架元件24的端壁52。相应 框架元件24的倾斜侧壁通过端壁52 —侧或两侧上的焊缝176彼此相连。已经结合本发明的示意性实施方式具体示出和描述了本发明的多个特 征,然而,必须认识到这些具体布置仅仅是示意性的,在附加权利要求中 最详尽地给出了对本发明的说明。
权利要求
1.一种用于构建电磁干扰屏蔽封装件的板,所述板包括一个或多个框架元件,每个所述框架元件包括在第一端与第二端之间延伸的第一侧壁、在第一端与第二端之间延伸的第二侧壁、以及与所述第一侧壁和所述第二侧壁的所述第二端相连的端壁,所述第一侧壁包括从第一端延伸到第二端的第一表面;从所述第一表面的所述第二端向外延伸到外端的唇部,所述第一表面和所述唇部形成第一凹进部分;从第一端延伸到第二端的第二表面,所述第二表面的所述第一端位于所述第一唇部的所述外端;在第一端与第二端之间延伸的第三表面,所述第三表面的所述第二端定位成靠近所述第二表面的所述第二端,所述第三表面从所述第二表面向外定位,从而由所述第二和第三表面形成第二凹进部分;具有边缘的第一表层元件,所述边缘位于所述框架元件的所述第一侧壁的所述第二凹进部分内并被焊接在所述第一侧壁上;具有边缘的第二表层元件,所述边缘连接在所述框架元件的所述第二侧壁上,所述第二表层元件与所述第一表层元件间隔开;以及位于所述第一表层元件与第二表层元件之间的芯元件。
2. 如权利要求1所述的板,其特征在于,所述框架元件的所述第一侧 壁的所述第二表面和所述第三表面大体上相互平行。
3. 如权利要求2所述的板,其特征在于,所述第一侧壁的所述第三表 面从所述第一侧壁的所述第二表面向外间隔的距离大致等于所述第一表层 元件的厚度。
4. 如权利要求1所述的板,其特征在于,所述框架元件包括在所述第 一侧壁的所述端壁与所述第二端之间延伸的第一斜壁、以及在所述第二侧 壁的所述端壁与所述第二端之间的第二斜壁。
5. 如权利要求1所述的板,其特征在于,还包括位于所述第一侧壁的所述第一表面与所述第一表层元件之间的所述第一凹进部分内的阻隔元 件。
6. 如权利要求1所述的板,其特征在于,还包括位于所述第二表层元 件的所述边缘与所述框架元件的所述第二侧壁之间的阻隔元件。
7. 如权利要求1所述的板,其特征在于,所述第一表层元件包括外表 面,所述第一表层元件的所述外表面大体上与所述框架元件的所述第一侧 壁的所述第三表面共面。
8. —种用于与表层元件一起形成电磁干扰屏蔽板的框架元件,所述框 架元件包括-在第一端与第二端之间延伸的底壁;在第一端与第二端之间延伸的第一侧壁,所述第一侧壁的所述第一端与所述底壁的所述第一端相连,所述第一侧壁包括从所述第一侧壁的表面 向外延伸的细长肋;在第一端与第二端之间延伸的第二侧壁,所述第二侧壁的所述第一端 与所述底壁的所述第二端相连,所述第二侧壁与所述第一侧壁间隔开并大 体上平行;因此所述肋提供用于将表层元件焊接在所述框架元件的所述第一侧壁 上的牺牲材料。
9. 如权利要求8所述的框架元件,其特征在于,所述第一侧壁包括从 第一端延伸到第二端的第一表面;从所述第一表面的所述第二端向外延伸 到外端的唇部,所述第一表面和所述唇部形成第一凹进部分;从第一端延 伸到第二端的第二表面,所述第二表面的所述第一端位于所述第一唇部的 所述外端;以及在第一端与第二端之间延伸的第三表面,所述第三表面的 所述第二端定位成靠近所述第二表面的所述第二端,所述第三表面从所述 第二表面向外定位,从而由所述第二和第三表面形成第二凹进部分,所述 肋定位成靠近所述第三表面的所述第一端并从所述第三表面向外延伸。
10. 如权利要求8所述的框架元件,其特征在于,还包括在第一端与第 二端之间延伸的端壁、在所述第一侧壁的所述第二端与所述端壁的所述第 一端之间延伸的第一斜壁以及在所述第二侧壁的所述第二端与所述端壁的 所述第二端之间延伸的第二斜壁。
11. 如权利要求8所述的框架元件,其特征在于,所述肋比距所述第一 侧壁的所述第一端更靠近所述第 一侧壁的所述第二端。
12. 如权利要求8所述的框架元件,其特征在于,所述肋从所述第一侧 壁的所述表面向外延伸大致0.05英寸。
13. 如权利要求12所述的框架元件,其特征在于,所述肋具有大致0.05英寸的宽度。
14. 如权利要求8所述的框架元件,其特征在于,所述肋从所述框架元 件的第一端延伸到所述框架元件的第二端。
15. 如权利要求8所述的框架元件,其特征在于,所述第一侧壁包括适 于容纳表层元件的凹进部分。
16. —种制造电磁干扰屏蔽板的方法,所述方法包括以下步骤 设置框架元件,其包括具有向外延伸肋的第一侧壁以及第二侧壁; 靠近所述框架元件的所述第一侧壁放置第一表层元件; 使所述第一表层元件的边缘定位成靠近所述框架元件的所述第一侧壁的所述肋;沿所述肋将所述第一表层元件的所述边缘焊接在所述框架元件的所述 第一侧壁上;靠近所述第 一表层元件的内表面放置芯元件; 靠近所述框架元件的所述第二侧壁放置第二表层元件;以及将所述第二表层元件的边缘连接在所述框架元件的所述第二侧壁上。
17. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,在所述第一表层元件的 所述边缘与所述框架元件的所述第一侧壁之间的所述焊接基本上连续形 成。
18. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括在靠近所述第一 表层元件放置所述芯元件之前将阻隔元件插入所述框架元件的所述第一侧 壁的第一凹进部分内的步骤。
19. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括在所述第一表层 元件被焊接在所述框架元件之后使所述芯元件与所述第一表层元件粘结以 及使所述第二表层元件与所述芯元件粘结的步骤。
20. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括使所述第二表层 元件的所述边缘与所述框架元件的所述第二侧壁粘结的步骤。
21. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括使阻隔元件与所 述框架元件的所述第二侧壁粘结以及使所述第二表层元件的所述边缘与所 述阻隔元件粘结,使得所述第二表层元件的所述边缘与所述框架元件的所 述第二侧壁相连的步骤。
全文摘要
一种电磁干扰屏蔽板及制造方法。所述板包括一个或多个框架元件,所述框架元件具有适于在第一表层元件被焊接在框架元件上时提供牺牲材料的肋。在芯元件和第二表层元件与第一表层元件和框架组件粘结之前将第一表层元件焊接在框架组件的框架元件上。
文档编号H05K9/00GK101336071SQ20081012931
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月26日 优先权日2007年6月28日
发明者G·J·洛克里, R·H·斯潘塞, T·E·多德 申请人:Aar公司
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