专利名称：适合在通信装置中用于屏蔽的屏蔽组件和方法
技术领域：
本发明涉及电气组件，具体涉及一种用以使设置在基片上的电子电路屏蔽不致受干扰的屏蔽组件。
现代电子设备含有安装在基片上的电子电路，它们对电磁干扰(EMI)和射频率干扰(RFI)(总称为“干扰”)是敏感的。干扰可源于电子设备内的内部干扰源，或源于外部干扰源。干扰导致重要信号的质量下降或完全丢失，使得电子设备变为无效率或不能工作。
为使干扰最小化，可在电子电路的诸多部分之间插入导电材料。为了制造性的目的，可将此种材料加工成多个适合于电子电路的封装或屏蔽的形式。这类屏蔽通常通过焊接固定到一些接地迹线上，接地迹线位于基片上和位于产生干扰的电子电路周围以及对干扰敏感的电子电路周围。通常，许多屏蔽相邻地固定。
相邻地固定这种屏蔽体的技术包括提供双迹线(每个屏蔽体有各自的迹线)和提供单迹线(由两个屏蔽体共享的迹线)两类。然而，双迹线含耗占不可接受的物理空间量。例如，假定每条迹线1.00mm宽，且相邻迹线间由0.26mm的间隙分隔开以保证可靠的固定，则双迹线至少需要2.26mm的基片区域。另一方面，业已发现相邻屏蔽体共享单迹线太不可靠。在将屏蔽体固定到一个共享的迹线上时，例如固定到上述的1.00mm迹线上时，焊料将显现出毛细管吸引作用而从该迹线上伸展到一个或两个屏蔽体上。这使得在迹线与屏蔽体的互联处留下的焊料量不足够，从而阻碍了可靠的固定。当如此地共享一条迹线时，屏蔽体还有倾斜的趋势，甚至在固定期间偏开迹线。
在便携电子设备变得愈加小型化和电子电路的部件放置得更为靠近的情况下，可供屏蔽应用的物理空间极大地减小了。为此，现在需要有一种实现屏蔽的屏蔽组件和屏蔽方法，以占用尽量小的空间，并能提供坚实、可靠和易于制作的互联。
图1示出含有使用屏蔽组件的便携电子装置的无线电通信系统；图2示出图1中屏蔽组件的部件分解透视图；图3示出图1屏蔽组件的总装透视图；图4示出图3屏蔽组件的局部放大平面图。
屏蔽组件用以使安装在基片上的电子电路实现屏蔽，它包括迹线和屏蔽体。迹线设置在基片上在电子电路周围。屏蔽体包括固定到迹线上的诸多引片，它们位置参差不齐，以非紧邻的方式固定到迹线上。一种附加的屏蔽体含有另外一种参差引片，可以毗邻地固定到先前固定好的屏蔽体之旁。这是将该附加的屏蔽体中另一种参差引片(staggeredlead)固定到那些处在先前安装有屏蔽体的诸迹线之间的迹线上来实现的。
图1示出一种无线电通信系统，该系统含有一个便携电子装置，具体是便携无线电话机100，该电话机使用了屏蔽组件102。便携无线电话机100包括机壳104、装载在机壳104上的天线106、设置在该机壳104内的基片107以及设置在基片107上而处于屏蔽组件102之下的收发信机电路108。扬声器(未示出)、话筒(未示出)、键盘(未示出)和显示器(未示出)都设置在机壳104的前侧，它们在图1的表示中看不到。便携无线电话机100的供电是依靠装在机壳104内的可拆卸电池110供给的。
便携无线电话机100在无线电话通信系统中工作，通过射频信号114与固定站收发信机112通信。固定站收发信机112将射频信号114发射到由便携无线电话机100占用的无线电覆盖区。天线106将射频电磁波信号114转换成射频电(接收)信号，并将此射频电(接收)信号馈送给收发信机电路108。收发信机电路108将射频电(接收)信号变换成数据接收信号，然后，通过扬声器输出给用户以可闻的话音，并通过显示器给用户以显示出操作信息。用户通过键盘和显示器分别输入语言和数据并耦合到收发信机电路108作为数据发送信号。收发信机电路108将该数据发送信号转换成射频电(发送)信号，它由天线106进行能量变换，以射频电磁波信号114形式发射给固定站收发信机112。
图1仅部分地示出的屏蔽组件102，它包括多个屏蔽体116和设置在基片107上的多个迹线118。多个屏蔽体116电气上连接到多个迹线118上，以便基本上包围收发信机电路108。屏蔽组件102防止诸如电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)之类的干扰不致辐射到外面，或透过多个屏蔽体116干扰收发信机电路108的工作，例如使上述的射频电(接收)信号和射频电(发送)信号以及数据接收和数据发送信号质量下降。
尽管该屏蔽组件102是在便携无线电话机中示例的，但它实际上可以应用于任何的电子设备中，包括计算机、无绳电话机、双向无线电话机、寻呼机和个人数字助手等。
图2示出屏蔽组件102的部件分解透视图，图中所示的多个屏蔽体116是卸开着的，投影在多个迹线118的上方。在优选实施例中，屏蔽组件102包括屏蔽体200-205。屏蔽体200-205之中每个包括一个平面的上表面和基本上垂直的边侧部分，诸多边侧部分从上表面向下延伸，终结于底部周边上。多个引片从底部周边向下延伸，与边侧部分处于同一平面上。这多个引片位于预定的位置处，在边侧部分之下的底部周边周围。
屏蔽体200-205的制造最好应用已知的逐步锻压技术或已知的滑动刀具技术，采用0.05mm到0.30mm厚的镍银合金薄片、镀锡钢片或其它合适的材料。然后，根据要屏蔽的收发信机电路108部分的最大高度，使边侧部分压合就位。根据包含在收发信机电路108中某一部分的元器件的类型，边侧部分的高度可小于3.0mm。
这多个迹线成排地布置围绕着收发信机电路108。各迹线排的长度对应于屏蔽体200-205的尺寸，具体对应于它们边侧部分的长度。这多个迹线排在基片107上沿横向和纵向两方面伸展。在优选实施例中，将收发信机电路108分隔成诸多电路分隔部分206-211。电路分隔部分206-211包含收发信机电路108的一部分，例如，它们可以是振荡器电路、微带传输电路或功率放大器电路。这样的分隔提高了可制造性、易维修性，并可将干扰源产生电路与对干扰敏感的电路分离开。
这多个迹线118最好由铜迹线构成，在制做基片107的结构期间应用已知的粘结和涂敷技术来制作好，而基片107最好由印刷电路板材料构成，诸如聚酰亚胺或环氧树脂基阻燃工业纤维玻璃(G10-FR4)。这多个迹线118电气上耦合到接地平面(未示出)。在优选实施例中，这多个迹线118为1.00mm宽，以保证屏蔽体200-205的多个引片与这多个迹线118之间具有有效的金属性连接。然而，可以理解，这1.00mm宽度可以变动，例如，随着多个引片的厚度的变化而变化。多个迹线118的每个最好相互间隔开至少0.26mm的焊料遮蔽层或裸的基片材料。这多个迹线每个的长度略大于屏蔽体200-205在那里相应的多个引片的长度。
屏蔽组件102最好通过自动组装工序组装起来。最初，使基片107经受屏蔽工序(screening)，即将预定数量的焊料膏覆置在多个迹线118上。为了保证可靠的附着，焊料数量(从而多个迹线118的大小)应当足够，以使得在随后的软熔期间焊料可吸附或粘着到屏蔽体200-205中多个引片的每个的两侧。在优选实施例中，焊料膏是锡-铅-银合金。
接着，将屏蔽体200-205放下，以沿图2虚线212的路径分别封包各电路部分206-211。屏蔽体200-205的多个引片放置得与多个迹线118啮合，这最好由自动部件安装机来完成。不同于覆盖住整个基片的整块式大屏蔽体，屏蔽体200-205在尺寸可控制得可使用同样大的部件安装机例如可以是自动放置功率放大器或微处理器的自动安装机来自动装配。屏蔽体200就位以封包电路部分206时，屏蔽体200的整组引片214与迹线排216上多个迹线118中全部相对应地啮合。屏蔽体200还包括第一组参差引片218，通过屏蔽体200上表面上的一个切口部分可以看到参差引片218。第一组参差引片218是分隔开的，只是大致每隔一个地啮合，或者说引片是非紧邻的，间隔地与迹线排220的多个相应的迹线118啮合。
这种非紧邻的啮合容许屏蔽体200-205毗邻放置时共享公共的迹线排。例如，在使屏蔽体201就位以封包住电路部分207时，屏蔽体201的位置是毗邻于屏蔽体200的，它包括第二组参差引片222，其引片间隔开而与迹线排220的多个迹线118中未啮合的其余迹线相啮合。屏蔽体201包括有第三组参差引片224，通过屏蔽体201上表面上的一个切口部分可以看到参差引片224。第三组参差引片224是分隔开的，只是大致每隔一个地啮合，即与迹线排226上多个迹线118中相应的引片相啮合。屏蔽体202封包住电路部分208时，屏蔽体202的位置毗邻于屏蔽体201，它包括有第四组参差引片228，其引片间隔开而与迹线排226上多个迹线118中未啮合的其余迹线相啮合。类似地，屏蔽体200和203共享迹线排230，屏蔽体202和203共享迹线排232，屏蔽体202和204共享迹线排234，以及屏蔽体203和205共享迹线排236。
在如此啮合之后，使屏蔽组件102软熔，加热到足以将焊料膏熔融成液相状态的温度。液相的焊料吸附到引片的两侧上，这些焊料占据到多个迹线118中的每个引片上，在引片与迹线之间形成有效的金属性互联。在优选实施例中，屏蔽组件102的加热软熔时间大约660秒。在此时间段内，屏蔽组件102升温到大约218℃。
完全组装好的屏蔽组件102示于图3中。包围住电路部分206-211的屏蔽体200-205是接地和导电的，因而防止EMI和RFI不致辐出去，或者防止干扰穿透进来而干扰屏蔽组件102下面收发信机电路108内的诸多电路部分。屏蔽体200-205中的多个引片与多个迹线是一对一地对应着附接的。多个引片的每个在其本身的迹线上是孤立隔离的。屏蔽体200-205含有多个孔，容许目视检查它们下面收发信机电路108中的各部分。这种孔是足够小的(最高频率的八分之一波长或更小，这是屏蔽所需要的)，以防止EMI或RFI干扰的穿过。屏蔽体200-205的孔的尺寸可根据它们下面收发信机电路108各部分的敏感度而有变化。对于较敏感的电路，孔的直径做得小些。多个引片之间的远端间隔和屏蔽体200-205底部周边与多个迹线118上跳隔的迹线之间的开口类似地受到约束。
图4清楚地示出由两个或多个毗邻屏蔽体的多个引片与共享迹线排的非紧邻式啮合，它表明图3屏蔽组件102的局部小片300的放大图。为清楚起见，屏蔽体200-204以虚线画出，由多个引片产生的焊接区图型以粗黑线示出。诸多屏蔽体放置得可使它们的邻接边缘部分是偏离开共享迹线排的中央或中心线。例如，屏蔽体200的位置在迹线排220中心线的左边一些，而与它毗邻的屏蔽体201的位置在迹线排220中心线的右边一些。从屏蔽体的每个上延伸出的多个参差的引片是与参差式焊接区图型中共享迹线排上的迹线交替地啮合。例如，屏蔽体200的第一组参差引片218的第一和第二引片401、402与迹线排220的第二和第四迹线421、423的啮合是在中心线的左边一些。屏蔽体201的第二组参差引片222的第一、第二和第三引片410、411和412与迹线排220的第一、第三和第五迹线420、422和424的啮合是在中心线右边一些。
虽然所示例的基本上是带有直线边缘部分的矩形屏蔽体，但可以理解，屏蔽体200-205可以用其它几何形状来形成，诸如是包括曲线边缘部分的圆形或半圆形。虽然所示例的多个迹线118的迹线排为直线式的，但可以理解，这里采用的术语“迹线排”是指“一个接一个设置的单迹线或多迹线”，为此它可以包括在一条直线两旁有偏移的诸多迹线，以及安排成曲线图型的诸多迹线。
这里公开的实现屏蔽的屏蔽组件和方法只需要单排迹线来使相邻屏蔽体附着于基片上。相邻屏蔽体对该单排迹线的中心线有偏移，并包括有参差的引片，它们交替地附着到该单排的迹线上。相对于先前那样相邻附着的屏蔽体需要两排迹线的屏蔽组件来说，与它所需要的基片空间量相对比，本发明的屏蔽组件做到了可减小基片空间量50％以上。屏蔽体引片与本屏蔽组件迹线之间一对一的对应关系使得先前在将相邻屏蔽体附着到同一迹线上时普遍存在的现场作业可靠性和倾斜问题得以避免。
权利要求
1.一种用于屏蔽设置在基片上的电子电路的屏蔽组件，其特征在于，该屏蔽组件包括多个紧邻的迹线，设置在基片上的电子电路周围；一个第一屏蔽体，具有第一组多个紧邻的引片，用以附着到多个紧邻的迹线上，该第一组许多紧邻引片中的至少某一些引片附着到许多紧邻迹线中的非紧邻迹线上。
2.按照权利要求1的屏蔽组件，其特征在于，还包括一个第二屏蔽体，具有第二组多个紧邻的引片，用以附着到多个紧邻的迹线上，该第二组多个紧邻引片中的至少某一些引片附着到多个紧邻迹线中诸非紧邻迹线之间的迹线上。
3.按照权利要求2的屏蔽组件，其特征在于，多个紧邻迹线中的非紧邻迹线和这多个紧邻迹线中诸非紧邻迹线之间的迹线共同组成迹线排。
4.按照权利要求2的屏蔽组件，其特征在于，第一组多个紧邻引片中的至少某一些引片和第二组多个紧邻引片中的至少某一些引片参差地位于中心线的两旁，该中心线是多个紧邻迹线中非紧邻迹线的中心线和多个紧邻迹线中诸非紧邻迹线之间的迹线的中心线。
5.按照权利要求1的屏蔽组件，其特征在于，第一组多个紧邻引片中的至少某一些引片相对于多个紧邻迹线中的第一组非紧邻迹线的中心具有左、右偏移。
6.按照权利要求1的屏蔽组件，其特征在于，第一屏蔽体的第一组多个紧邻的引片基本上与多个紧邻的迹线垂直。
7.一种用以屏蔽设置在基片上的电子电路的屏蔽组件，其特征在于，该屏蔽组件包括多个紧邻的迹线，设置在基片上电子电路周围，这多个紧邻迹线中的至少某一些迹线组成迹线排；一个第一屏蔽体，具有至少一个第一边沿，该至少一个第一边沿包括至少一个第一引片，从该第一边沿上向下延伸出，附着到该迹线排中第一组迹线上；一个第二屏蔽体，具有至少一个第二边沿，该至少一个第二边沿包括至少一个第二引片，从该第二边沿上向下延伸出，附着到该迹线排中第二组迹线上，以使第一屏蔽体的至少一个第一边沿和第二屏蔽体的至少一个第二边沿相互间毗邻。
8.按照权利要求7的屏蔽组件，其特征在于，由第一组迹线中的迹线与第二组迹线中的迹线交隔起来组成迹线排。
9.按照权利要求7的屏蔽组件，其特征在于，所述的至少一个第一引片和所述的至少一个第二引片参差地位于该变线排中心线的两旁。
10.一种具有一个机壳的通信装置，其特征在于，该通信装置包括一个基片，设置在机壳内；一个收发信机电路，设置在基片上；多个紧邻的迹线，设置在基片上的收发信机电路周围，这多个紧邻迹线中的至少某一些组成迹线排；一个第一屏蔽体，具有至少一个第一边沿，该至少一个第一边沿包括至少一个第一引片，从该第一边沿上向下延伸出，并以偏移开迹线排中心的状态附着到迹线排中第一组迹线上，该至少一个第一引片基本上与迹线排中第一组迹线垂直；一个第二屏蔽体，具有至少一个第二边沿，该至少一个第二边沿包括有至少一个第二引片，从该第二边沿上向下延伸出，并以偏移开迹线排中心的状态附着到迹线排中第二组迹线上，该至少一个第二引片实质上与迹线排中第二组迹线垂直，并实质上平行于该至少一个第一引片，而第二迹线组与第一迹线组是有区别的，第一屏蔽体的该至少一个第一边沿和第二屏蔽体的该至少一个第二边沿相互间毗邻。
全文摘要
屏蔽组件(102)屏蔽基片(107)上的电子电路。它包括迹线(118)和屏蔽件(200)。迹线设置在基片上的电子电路(108)周围，屏蔽体(200)含有附着到迹线上的引片(214，218)。屏蔽体附着到迹线以使一些引片按非紧邻的状态啮合到迹线上。另一个屏蔽体(201)含有参差引片(222)可以毗邻地附着到先前已附着好的屏蔽体(200)旁边，这是使该另一个屏蔽体的另一种参差引片附着在先前附着有屏蔽体的诸迹线之间的那些间隔的迹线上实现的。
文档编号H04B1/38GK1148787SQ9611113
公开日1997年4月30日 申请日期1996年8月20日 优先权日1995年8月21日
发明者斯考特·W·马特斯泽维斯基, 金·W·李, 约翰·F·汉农, 马丁·J·金贝尔 申请人:摩托罗拉公司