电磁干扰薄板衰减器的制作方法

本公开涉及用于使由电子设备引起的电磁干扰和电磁发射最小化的方法和设备，其中所述电子设备包括移动电话、笔记本电脑、计算机、光收发器、服务器或网络机架等的。本公开还涉及用于使冲击电磁波(impingingelectromagneticwaves)和干扰最小化的电磁屏蔽。

背景技术：

各种方减少来自电子设备的无意的辐射发射。印刷电路板(“pcb”)、滤波器、带阻滤波器、吸收材料和定制的pcb布局上的局部屏蔽是通常被实现以减少辐射发射的技术。关于屏蔽围罩(shieldingenclosures)，围罩的目的是将辐射发射的能量包含在围罩内，但是围罩内的任何开口都能够导致电磁场泄漏。例如，在光收发器中，需要开口以使光纤与其模块连接，从而导致电磁场泄漏。这样的开口的尺寸也可以在一个或多个感兴趣的频率下谐振，从而放大某些频率下的总辐射发射水平。同样非常普遍的是，精选的几个(aselectfew)辐射发射谐波显著地高于其它辐射发射谐波，并且为了将它们抑制到可接受的水平，围罩的屏蔽需要改进。

使用已知的围罩和屏蔽方法，不可能仅仅在一个频率下增加屏蔽效果。相反，必须重新设计整个围罩。除了重新设计所需的时间和成本之外，重新设计还有很多缺点。在不影响热性能、可维修性和成本的情况下，可能难以实现期望的屏蔽。当需要抑制的最高谐波在最高频率内时，尤其如此。实际上，在某些情况下，当考虑到所有其它设计约束(机械、热、对连接器孔隙的需要、成本等)的情况下，提高围罩的屏蔽性能以实现期望的高频屏蔽效果可能是不可能的。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面的一种电磁干扰(“emi”)薄板衰减器包括平面导电层、第一柔性基板和第二柔性基板。第一柔性基板覆在平面导电层之上，并且在第一柔性基板的表面上包括导电图案。第二柔性基板覆在第一柔性基板之上，并且也包括导电图案。第二柔性基板上的导电图案可以与第一柔性基板上的导电图案对准。在其表面上带有导电图案的多个柔性基板也能够覆在彼此之上。

在一个示例中，emi薄板衰减器的第一印刷图案和第二印刷图案由导电墨水材料构成。

在另一个示例中，第一柔性基板和第二柔性基板各自进一步包括分别的顶表面和底表面。导电图案(conductive)可以位于第一基板的顶表面和第二基板的顶表面上。平面导电层也可以进一步包括顶表面和底表面，其中第一基板的底表面被联结到平面导电层的顶表面。粘结剂层可以将第一基板和金属层联结在一起。

在另一个示例中，金属层可以由金属材料薄板构成，或者可以是其上涂覆有金属材料的基板。

在又一个示例中，emi薄板的第一柔性基板由纸材料或透明塑料材料构成。

在再一个示例中，第一柔性基板和第二柔性基板可以由介电材料构成。

在又一个示例中，emi薄板被配置成在近场和远场这两者中均反射波阻抗。

根据本公开的另一个方面，一种用于电子设备的围罩包括至少第一壁和第二壁，该第一壁和第二壁在它们分别的端部处联结在一起。第一壁可以包括第一内表面，并且第二壁可以包括第二内表面。第一电磁干扰(“emi”)薄板衰减器可以位于第一内表面处。第二emi薄板衰减器可以位于第二内表面上。第一emi薄板衰减器和第二emi薄板衰减器中的每一个emi薄板衰减器可以包括平面导电层、第一柔性基板和第二柔性基板。第一柔性基板可以覆在平面导电层之上并且在第一柔性基板的表面上包括图案。第二柔性基板可以覆在第一柔性基板之上，并且也包括导电图案。第二柔性基板上的导电图案可以与第一柔性基板上的导电图案对准。

在一个示例中，壁表面中的一个壁表面可以进一步包括开口，电子设备延伸通过该开口。

在另一个示例中，第一emi薄板衰减器和第二emi薄板衰减器中的每一个emi薄板衰减器的第一导电图案和第二导电图案是周期性结构。

在又一个示例中，第一柔性基板和第二柔性基板上的导电图案是周期性结构。

根据再一个示例，第一导电基板和第二导电基板上的导电图案是不同的。

在一个示例中，围罩进一步包括第三壁、第四壁、第五壁和第六壁，该第三壁、第四壁、第五壁和第六壁与第一壁和第二壁一起围绕电子设备的所有侧面延伸。第三emi薄板衰减器可以被附接到第三壁。第四emi薄板衰减器可以被附接到第四壁。第五emi薄板衰减器可以被附接到第五壁。第六emi薄板衰减器可以被附接到第六壁。

在另一个示例中，设置在第一柔性基板和第二柔性基板处的导电图案由导电墨水材料构成。

在再一个示例中，分别的第一柔性基板和第二柔性基板的平面导电层进一步包括顶表面和底表面，并且其中第一柔性基板和第二柔性基板的第一基板的底表面中的每一个底表面被联结到平面导电层的顶表面。

在另一个示例中，粘结剂层将第一柔性基板和平面导电层联结在一起。

在最后一个示例中，第一emi薄板被配置成在近场和远场这两者中均反射波阻抗。

应当注意的是，上述布置的特征不是彼此排斥的，并且这种特征和布置中的任何一个能够与其它特征和布置中的一个或多个组合以实现本公开的进一步的方面。

附图说明

通过参考以下详细描述和附图，可以实现对本公开的主题的更完整的理解，其中：

图1是根据本公开的一个方面的示例电磁薄板衰减器的顶平面视图；

图2是沿图1的线a-a截取的截面视图；

图3是图1的分解视图(为便于讨论，省略了某些特征)；

图4是根据本公开的一个方面的另一个示例电磁薄板衰减器的顶平面视图；

图5是沿图4的线b-b截取的截面视图；

图6是图4的分解视图(为便于讨论，省略了某些特征)；并且

图7是在其中带有电磁薄板衰减器和电子设备的围罩的截面透视图。

具体实施方式

本公开的方面涉及用于最小化由电子设备引起的电磁干扰的方法和设备。特别地，公开了一种多层电磁干扰(“emi”)薄板衰减器，其能够在无需进一步修改屏蔽围罩的设计、印刷电路板的设计或系统的其它部分的设计的情况下抑制由电子设备产生的冲击波和波频率。通过将带有图案化结构的emi薄板衰减器沉积到用于直接或间接地容纳设备的围罩壁以衰减围罩内部的射频(“rf”)能量，可以减少某些频率下的辐射发射。这些图案化结构具有依赖频率的阻抗，该阻抗取决于它们的几何形状。通过设计具有接近冲击波阻抗的阻抗的几何形状，能够衰减来自围罩壁的反射并减少来自围罩的泄漏。

图1是根据本公开的方面的示例多层emi薄板衰减器100。emi薄板衰减器100能够用于减少来自电子设备等的辐射发射。特别地，emi薄板衰减器100上的图案化结构110能够衰减从电子设备等辐射的射频能量。emi薄板衰减器100被示为是平面的，但是薄板衰减器100也可以采用其它配置。emi薄板衰减器100可以具有范围从小于1mm到几mm的总厚度。在一些示例中，总厚度可以小于1mm，从而维持总体薄并且柔性的emi薄板衰减器100。在其它示例中，总厚度可以大于5mm或显著地小于1mm。在一些示例中，厚度可以大于5mm或显著地小于1mm。由于该厚度，emi薄板衰减器100可以是总体薄的并且柔性的。

图案化结构可以被设置在第一基板层130上，该图案化结构被设计成匹配任何期望的波阻抗或频率，诸如将由电子设备发射的波的阻抗。emi薄板衰减器100上的图案化结构110可以包括多行重复图案。例如，emi薄板衰减器100包括第一行102和第二行104的多组图案化三角形或八组图案化三角形。每组三角形118包括下三角形106，其斜边107面向直接相邻的上三角形108的斜边109。上三角形108和下三角形106可以彼此隔开以形成图案。相同的四组图案化三角形可以被设置在第一行102中，并且相同的四组图案化三角形也可以被设置在第二行104中。如以下将讨论地，图案化结构110包括在多层emi薄板衰减器100的各个层上形成的多组三角形，在各个层上形成的多组三角形彼此对准以形成emi薄板衰减器100的图案化结构110。应当理解的是，在本示例中，图案化结构是周期性结构，但是在其它示例中，图案化结构可以不是周期性结构。

emi薄板衰减器100可以包括附接在一起的多个层。如例如图2中所示，其是沿图1的线a-a截取的截面视图，emi薄板衰减器100可以包括至少三个主层：导电层120、带有图案化结构110a的第一基板层130，和带有图案化结构110b的第二基板层140。该三层可以被粘结剂层150、152联结在一起。如果必须将薄板衰减器结构施加到金属表面或导电表面上，则导电层120可以是可选的。

参考图3，其是图1的分解视图(但为了便于讨论，未示意中间粘结剂层150、152)，导电层120可以是连续且平坦的层。导电层120可以是金属材料薄板，或者可以是带有设置在基板的表面处的导电层的基板。导电材料可以是导电金属，包括例如铜、铁、铝、钽、银、黄铜、合金、石墨烯、石墨、碳基材料以及它们的组合。当导电层120是涂覆的基板时，能够使用各种方法来制造导电层，包括将金属涂层溅射到基板上、喷墨印刷、化学和物理气相沉积等。在其它示例中，导电层120可以是基板，其中在该基板的表面上带有图案化金属层。导电层120可以是仅几微米厚的薄金属层，并且在一些示例中，厚度范围从1mm到几毫米。

第一基板层130能够覆在导电层120之上，并且也可以是连续且平坦的层。第一基板层130可以由介电材料或介电材料和/或其它材料(诸如，例如塑料或纸)的组合形成。塑料材料的示例可以进一步包括乙烯基、聚酯基膜、hdpe和聚丙烯。第一基板层可以是100微米厚，并且在一些示例中，厚度范围从几十微米到几毫米，但是通常不大于1cm。由于相对薄的基板层130、140，整个分层结构可以是柔性的。在所示示例中，第一基板层130是透明塑料材料。

图案化结构可以被设置在第一基板层130上，该图案化结构被设计为匹配任何期望的波阻抗或频率，诸如由电子设备发射的冲击波的阻抗。例如，参考图3并且如上指出地，图案化结构110a可以是跨越薄板延伸的一系列重复的三角形图案。emi薄板衰减器100可以包括第一行102a和第二行104a的多组图案化三角形或八组图案化三角形。每组三角形包括下三角形106a，其斜边107a面向直接相邻的上三角形108a的斜边109a。上三角形108a和下三角形106a可以彼此隔开以形成单个图案，然后可以跨越第一行102a和第二行104a中的每一行重复该图案。

在一个示例中，使用导电墨水将图案化结构印刷在第一基板层130上。导电墨水可以由注入到墨水中的石墨、银和/或其它导电材料构成。可以使用已知的方法并且基于形成基板层130的材料将墨水印刷到第一基板层130上。例如，当第一基板层130包括塑料材料或由塑料材料制成时，能够使用喷墨打印机或不产生会熔化塑料基板的热量的打印或沉积方法而将导电墨水印刷到第一基板层130上。可替代地，当基板不是热敏的，诸如是纸基板时，能够实现可替代的打印形式，诸如使用激光打印机，来将导电墨水印刷到第一基板层130上。可以使用其它已知的方法，包括层压、蚀刻等，将图案化结构110设置到第一基板层130上。

第二基板层140可以与第一基板层130相同或不同。在一个示例中，如图3中所示，第二基板层140可以是在所有方面都与第一基板层130相同的透明塑料材料。构成第二基板层130的材料可以是与第一基板层130相同的介电材料并且厚度与第一基板层130相同。

在该示例中，第二基板层140的图案化结构110b也由印刷在第一基板层130上的导电墨水形成。图案化结构110b可以与第一基板层130的图案化结构110a相同，并且包括四组三角形。图案化结构110b可以被定位在第二基板层140上，使其与第一基板层130上的图案化结构110a对准。在其它示例中，第二基板层140可以在绝缘特性、材料厚度方面与第一基板层130不同，其中该材料构成第二基板层140、第二基板层140上的图案化结构和任何其它期望的特征。

保护层(未示出)能够可选地被设置在第二基板层140的顶表面上。保护层能够覆在图案化结构110b之上，以保护图案化结构110b不被损坏。保护层能够由另一层塑料或基板材料制成，或者可以是施加在最外面的图案化结构110b之上的涂层。

导电层120、第一基板层130和第二基板层140可以被联结在一起以形成emi薄板衰减器100。如图所示，第一基板层130的底表面134可以被联结到导电层120的顶表面122。类似地，第二基板层140的底表面144可以被联结到第一基板130的顶表面。第二基板层140的顶表面142可以保持暴露。要注意的是，如果必须将组装并且分层的emi薄板结构例如通过使用粘结剂而施加到金属表面，则导电层120可以是可选的。

在一个示例中，可以使用粘结剂将导电层120、第一基板层130和第二基板层140中的每一个附接在一起以形成emi薄板衰减器100。示例粘结剂可以包括聚合物粘结剂，诸如环氧树脂、有机硅、丙烯酸、聚酰亚胺、氰酸酯和各种热塑性材料。粘结剂可以跨越联结在一起的一个或两个表面均匀地施加。例如，可以将粘结剂施加在导电层120的顶表面122和第一基板层130的底表面134之间，以及在第一基板层130的顶表面132和第二基板层140的底表面144之间。也可以将粘结剂施加到导电层120的底表面124，以将emi薄板衰减器100附接到另一个表面。在其它示例中，可以利用可替代的联结(joinder)方法，诸如将多个层挤压在一起、机械紧固件，和联结导电层120、第一基板层130和第二基板层140中的每一个的任何其它方法。另外，可以在形成emi薄板衰减器100时利用用于联结多个层的不同的方法。例如，可以使用一种联结方法将第一基板层130联结到导电层120，并且可以用不同的方法将第二基板层140联结到第一基板层130。

当联结在一起时，对准的图案化结构110a、110b形成emi薄板衰减器100的图案化结构110。如图2中所示，图案化结构110成为堆叠的并且三维的结构，该结构包括高度h、宽度w和长度l。如将更详细地讨论地，图案化结构110能够帮助阻挡来自电子设备等的冲击波。

应当理解的是，可以在emi薄板衰减器上设置任何期望的图案化结构。通过将图案化结构的几何形状设计成具有接近于冲击波阻抗的阻抗，能够由emi薄板衰减器衰减辐射发射。这允许针对特定频率设计特定图案化结构。图4示意了可替代的多层emi薄板衰减器200。如以上讨论地，emi薄板衰减器200可以由与emi薄板衰减器100相同或类似的材料制造。参考图5，其是emi薄板衰减器200的截面视图，emi薄板衰减器200包括四个主层：导电层220、第一基板层230、第二基板层240和第三基板层246。层中的每一层可以使用粘结剂层250、252和254附接在一起。可以将另外的粘结剂层256施加到导电层220，以将emi薄板衰减器100联结到另一个结构。

emi薄板衰减器200包括图案化结构210。在该示例中，图案化结构210包括第一行202、第二行204和第三行206的多组图案化正方形。每组图案化正方形218包括三个同心正方形。如图所示，第一外部正方形258、第二中间正方形260和第三内部正方形262的尺寸分别地减小，以提供一组218同心正方形。可以在第一行202、第二行204和第三行206中的每一行中设置相同的四组图案化且同心的正方形。如在前面的示例中那样，图案化结构210将由在多层emi薄板衰减器200的各个层上形成的多组图案化正方形构成，在各个层上形成的多组图案化正方形彼此对准以形成emi薄板衰减器200的图案化结构210。

图6是图4的分解视图(为便于讨论，没有粘结剂层250、252、254、256)。如之前在以上公开地，导电层220可以是平坦的金属薄板或设置在基板上的金属材料层。第一基板层230、第二基板层240和第三基板层246中的每一个基板层可以与上面讨论的基板层相同，并且仅在设置在每个基板层上的图案化结构以及图案化结构的位置方面不同。

第一基板层230的图案化结构210a可以包括第一行202a、第二行204a和第三行206a的多组图案化正方形。每组图案化正方形包括三个同心正方形。如图所示，第一外部正方形258a、第二中间正方形260a和第三内部正方形262a的尺寸分别地减小，以提供一组218a图案化且同心的正方形。可以在第一行202a、第二行204a和第三行206a中的每一行中设置相同的四组图案化且同心的正方形。相同的图案化结构210b和210c可以被印刷在分别的第二基板层240和第三基板层246上。如图5中所示，图案化结构210a、210b、210c中的每一个图案化结构可以彼此对准以形成emi薄板衰减器200的总体图案化结构210。在该视图中，图案化结构210将是具有高度h、宽度w和长度l的三维结构。

根据本公开的方面的emi薄板衰减器可以用于减少由围罩内的电子设备产生的辐射发射水平。可以将这样的emi薄板衰减器设置到用于电子设备的围罩的一个或多个壁上，包括直接在电子设备的外罩上或者在被构建为包含电子设备的围罩上。在图7中示出了示例围罩300的截面，其中在围罩300内带有电子设备302。在该示例中，围罩包括六个侧面：顶侧306a、底侧306b、右侧306c、左侧306d、背部306e和前部(在截面中未示出)。电子设备302的一部分被容纳在围罩300内，而电子设备302的另一个部分延伸通过围罩300的右侧壁表面306c中的孔隙304，使得电子设备302暴露在围罩300的外部。在其它示例中，围罩300可以被完全地包围以包括电子设备的所有六个侧面，或者围罩300可以仅仅部分地包围电子设备，使得围罩包括少于六个侧面。

为了最小化辐射发射，可以将emi薄板衰减器施加到围罩上的一个或多个表面。为了讨论的目的，将参考在围罩内使用emi薄板衰减器100以减少辐射发射。但是，可以利用根据本公开的方面形成的薄板衰减器200或其它薄板衰减器。

在一个示例中，每一个各自与emi薄板衰减器100的图案和特性相同的emi薄板衰减器100a、100b、100c、100d、100e和100f(未示出)被施加到分别的内部顶表面310、底表面312、相对的边缘表面314、316、后表面318和前表面(在截面视图中未示出)。如图所示，emi薄板衰减器100a、100b、100c、100d、100e和100f被施加到它们被施加于此的分别的表面的整体，但是在其它示例中，emi薄板衰减器100a、100b、100c、100d、100e和100f中的一个或多个emi薄板衰减器可以仅被施加到其被施加于此的一个或多个表面的一部分。emi薄板衰减器也可以被直接地施加到围罩300内的电子设备302的外壳。为了便于示意，在围罩300的内表面上未示出图案110，但是应当理解的是，在该示例中，每一个都具有图1中所示图案的emi薄板衰减器100a、100b、100c、100d、100e和100f被施加到围罩300的内表面的整体。

当使用电子设备302时，电子设备302将发射可以在围罩内反射或通过围罩的壁逸出的辐射发射，从而引起干扰等。每个分别的emi薄板衰减器100的图案化结构110能够被设计为阻挡辐射发射的以任何角度到达的特定频率和围罩内的电子设备的辐射发射的频率。

在一个示例实现中，电子设备302以26.7ghz辐射发射。当emi薄板衰减器被放置在围罩内部时，在从围罩泄漏的总辐射功率中和在围罩外部3米距离处测量的最大电磁场(maxe-field)中观察到20db的减小。

因此，与不包括emi薄板衰减器的围罩内的基线电磁场传播相比，使用emi薄板衰减器示出减少了围罩内的电磁场传播。因此，emi薄板衰减器110a-f的使用相对于在围罩内不利用emi薄板衰减器110a-f的围罩能够提供显著的改进。

根据本公开的方面制造和实现的emi薄板衰减器为设计人员阻挡和/或吸收围罩内的电子设备的辐射发射提供了显著的灵活性。当仍在设计本公开内的电子设备时，以及辐射发射被改变时，这种灵活性可能是有益的。与重新设计围罩、电子设备的外罩的一些部分、电子设备内的部件、印刷电路板等相反，为用户提供通过只是改变附接到壁的emi薄板衰减器就能衰减辐射发射的能力可能也是有益的。

用于衰减由电子设备产生的电磁场的阻抗的emi薄板衰减器的设计可以取决于很多因素，包括图案化结构、层数和基板的特性。可以改变基板层的介电性质以影响图案化结构的有效性。例如，可以修改形成基板层的材料的厚度、材料的介电常数、切线损耗等，以减小在给定基板层上的图案化结构的印刷形状的尺寸，或使得相同的印刷结构在不同的频率下工作。在层之间的间隔也可能有影响，该间隔可能直接受到用于将各个基板层附接在一起的粘结剂层的厚度的影响，这也影响了基板层如何紧密地定位在一起，以及电磁波如何通过emi薄板衰减器传播。因此，当设计emi薄板衰减器100时可以对很多因素加以考虑。

应当认识到的是，即使当冲击波与结构之间不成90度角时，根据本公开的方面制造的emi薄板衰减器也可以是有效的。在是的是对于近场和远场这两者中的冲击波形，emi薄板衰减器也是同样有效的，因为它们的有效性取决于其能够根据具体情况调节的阻抗，其中近场是发射电子设备或部件附近的场，远场是更加远离电子设备或部件的场。这与仅仅可以被设计成在某些场配置中更有效的现有的emi屏蔽和/或衰减器相反。emi薄板衰减器也可以是宽带的。

在这里公开的设备和方法的实现能够跨越很多应用提供具有成本效益的改进。这种薄板能够用在消费类电子产品(手机、笔记本电脑、谷歌家庭)内部，以增加在天线之间的隔离，并解决灵敏度劣化和共存性问题。在服务器、高性能计算和网络的设计或制造中，在不重新设计围罩的情况下或者在无需增加在整个频率范围上的总体屏蔽的情况下，各个emi频率薄板可以用于抑制辐射发射。在没有由于需要设计以包括某些孔隙(诸如光纤与其模块连接所需要的主孔隙)而进一步提高屏蔽性能的情况下，还可以使用在这里公开的用于光收发器的薄板来抑制特定的高频。现在能够在特定频率(诸如wifi、蓝牙等)下对设备的共存性和灵敏度劣化性能作出改进。另外，当使用非金属围罩时或当必须使用不完善的屏蔽围罩时，能够减少辐射发射。这种emi薄板衰减器还可以用于其它应用，诸如衣服、袋子和其它附件内的保护性屏蔽。通常，能够利用在这里公开的方法和设备实现对电磁兼容性(“emc”)监管性re限制的遵守。

应当理解的是，已经简化了本公开的图和描述以示意与清楚理解本公开相关的元件，同时为了清楚起见，消除了在该技术领域中的很多其它传统的元件。本领域普通技术人员将认识到其它元件对于实现本公开而言可能是理想的。

注意，以上所使用的术语仅出于参考的目的，并且不意图是限制性的。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“向右”、“向左”、“顺时针”和“逆时针”的术语指代对其进行参考的附图中的方向。作为另一个示例，诸如“向内”和“向外”的术语可以分别指朝向和远离所描述的部件的几何中心的方向。作为进一步的示例，诸如“前”、“后”、“侧面”、“左侧”、“右侧”、“顶部”、“底部”、“内部”、“外部”、“水平”和“竖直”等的术语描述在通过参考描述所讨论的部件的文本和相关联的附图而变得清楚的一致的但是任意的参考系内的部件的部分的定向。这样的术语将包括上面具体提到的词语、其派生词和类似含义的词语。

尽管已经详细描述了在这里公开的实施例，但是显然，很多替代方案、改型和改型对本领域技术人员而言将是显而易见的。实际上，无论是否在此具体地公开，本文阐述的公开内容包括以上阐述的特定特征的所有可能的组合。例如，在特定方面、布置、配置或实施例的上下文中公开了特定特征的情况下，该特征也能够在可能的范围内与其它特定方面、布置、配置和实施例相组合和/或在其上下文中使用。此外，本文阐述的公开包括从本文示出或描述的任何附图或其它配置的任何角度获得的镜像，即镜像配置。因此，如上阐述的本公开的方面旨在是示意性的而不是限制性的。在不脱离如所附权利要求书所限定的主题的精神和范围的情况下，可以作出各种改变。