专利名称：与表面安装技术相协调的emi垫片以及将emi垫片安装到一接地轨迹上的方法
技术领域：
本发明总的涉及一种改进的抗电磁干扰(EMI)垫片。更具体地说，本发明涉及一种可与表面安装技术的安装设备相协调的EMI垫片。
背景技术：
EMI垫片是一种导电的界面材料，可以用来将导电的护罩电气连接于一电气接地的一个相应部分，如一印刷电路板(PCB)的接地轨迹。较佳的是，一EMI垫片应该是导电性能很好的，并且是共形的。当电子装置的接配表面不准确地符合尺寸因而在接配表面相互结合时形成间隙的情况下，就需要这样一种导电界面材料。这些间隙会引起不希望有的内、外电子干扰(EMI)，这将导致电子装置被击穿。
目前，EMI垫片几乎是唯一地直接安装到一导电表面上。更具体地说，目前的用于安装EMI垫片的制造技术包括将导电膏体或导电液体材料直接涂敷到一导电表面上，使涂敷的材料就地固化；对具有粘合背衬的导电片材进行模切，随后直接将这个具有一定尺寸的材料传送、定位和粘附于一导电表面；或者采用机械手段将一导电材料紧固于一导电表面。
虽然前述的制造和安装技术在某些情况下是有效的，但这些制造和安装技术还是有一些相关的缺点，包括需要复杂、笨重、费力和昂贵的自动设备；不能有效地粘附于某些导电表面。此外，各种卖主对零件和材料的多次转手会导致后勤方面的复杂性。
虽然单独的、附加的EMI垫片安装设备通常并不受欢迎而且劳动强度较高，但表面安装技术(SMT)机器仍然是众所周知的广泛用于电子工业的高速机器。例如，SMT机器被蜂窝电话制造商广泛地用来组装印刷电路板。
熟悉本技术领域的人员应该理解，SMT机器利用一高速行车(gantry)系统端部的一个真空头拾取由卷轴-卷轴供给的PCB元件并将它们安置到PCB的表面安装焊接区上。这些焊接区通常先由焊剂遮护，随后再通过一回流焊式烘箱(如红外线-IR型、蒸汽相型或对流型)使焊接接头熔化，从而形成电气的和机械的连接。
在一种不采用EMI垫片的尝试中，研制出可与SMT相协调的“罐子”，这些罐子是简单成形或拉制的金属护罩，它们可以焊接于-PCB的接地轨迹，从而有效地形成一个法拉第罩壳。这样就可以从整个工艺中除去垫片。采用焊接罐的缺点是焊接罐难以被再次使用；对一焊接罐下方的各元件的检测变得非常困难；当采用大型罐子时，罐子的不平整会阻碍形成正确的焊接接头。
或者，可以采用由SMT供给的金属弹簧指形触头；然而，这样的金属弹簧指形触头只能在护罩和PCB接地轨迹之间提供离散的单个接地点，因而会随着工作频率的持续升高而变得无效。
以上描述了目前的EMI垫片和EMI垫片安装方法中的局限之处。因此，希望提供一种能克服以上一种或多种限制的改进的EMI垫片。于是，提供了一种适当的另一种型式，其特征将在下文中详细表述。
发明概要本发明使EMI垫片技术在目前已知的基础上更进一步。根据本发明的一个方面，提供了一种可与SMT相协调的EMI垫片，该垫片具有一定尺寸的一导电垫片材料，该垫片材料粘合、模制或固定于一具有类似尺寸的导电支承材料。这种具有一定尺寸的导电垫片材料和导电支承材料是以相互直接电接触的关系设置的。导电支承材料是可借助焊料有效地形成粘接的材料。在本发明的另一个实施例中，导电垫片材料本身可以是能焊接的，完全不需要导电支承材料。
本发明的EMI垫片特别适于借助传统的卷轴-卷轴型SMT系统来安装。在这样一种系统中，-SMT机器的真空头(或夹持头)拾取一EMI垫片，并直接将其放置到一接地位置，如-PCB的接地轨迹上的一个位置，该轨迹已预先用焊膏遮掩。在一适当的制造步骤，使焊料回流，藉以将EMI垫片粘结于接地处。该EMI垫片组件可以单独使用或与其它类似的EMI垫片或附加的组件组合使用，以形成一合适的导电界面。
导电垫片材料可以用任何适当的导电材料，如CORE-SHIELD牌的EMI垫片材料，型号为GS500、GS3000或GS5200。较佳的是，用于将导电垫片材料粘附于支承层的装置包括导电或非导电的粘合剂。支承层可以用任何适当的可焊接材料制成。还可以在支承层上设置焊膏，以便在回流焊的作业过程中，将支承层固定于一所需的目标，如接地轨迹。
在本发明的一个实施例中，导电垫片材料是用混合在聚四氟乙烯(PTFE)和导电金属成分中的可膨胀颗粒制造。具体地说，在一实施例中，可膨胀颗粒包括一聚合物壳体，该壳体具有一由流体材料构成的中芯。该中芯可以包括一液体材料或一气体材料。聚合物壳体具有选自于以下材料组的共聚物氯乙烯和氯亚乙烯；氯乙烯和丙烯腈；氯亚乙烯和丙烯腈；异丁烯腈和丙烯腈的共聚物；以及苯乙烯和丙烯腈。在另一个实施例中，可膨胀颗粒是由包含发泡剂的非膨胀微球构成，其中发泡剂包括5-30重量％的微球，并且选自于以下材料组乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、异丁烷、异戊烷、新戊烷、乙炔、己烷和庚烷。或者，发泡剂可以包括平均分子重量至少为26的脂族烃，其在大气压下的沸点大致等于或低于聚合物壳体的软化点温度范围。
在本发明的另一个实施例中，导电的垫片材料是用以下所述的混合物制成的，该混合物包括导电颗粒；膏体、分散体或粉末状的PTFE；以及干粉末或溶液形式的微球。具体地说，该混合物是以这样一种比例混合的，即至少20-90体积％的导电颗粒、3-15体积％的微球、以及5-70体积％的PTFE，最好是60体积％的导电颗粒、6体积％的微球和34体积％的PTFE。导电颗粒可以选自于由金属金属粉末、金属珠、金属丝和金属薄片所构成的材料组。或者，导电颗粒可以选自于以下的材料组金属包覆的金属、金属包覆的陶瓷、金属包覆的玻璃球、金属包覆的玻璃珠、以及金属包覆的云母片。
在本发明的另一个实施例中，导电垫片材料是用聚四氟乙烯(PTFE)制品制成的，该制品具有弹性体材料，其中混有导电颗粒。
在本发明的另一个实施例中，揭示了一种将一抗电磁干扰(EMI)垫片组件安装到一所需导电目标上的方法，其中EMI垫片组件包括一导电垫片、一可焊接的导电支承层、以及用于将导电垫片附着于可焊接导电支承层的装置，所述方法包括如下步骤a)将多个EMI垫片组件供给到一表面安装技术(SMT)机器上；b)利用SMT机器上的一真空头或夹持头来拾取选定的EMI垫片组件；c)将所述选定的EMI垫片组件放置到一导电表面上，其间设置有焊料；以及d)使所述焊料回流。
在本发明的另一个实施例中，利用一可丝网印刷的导电粘合剂(如购自于环氧树脂技术股份有限公司的EPO-TEK E2101等)将EMI垫片的支承层(或EMI垫片本身)附着于PCB接地轨迹。这种非常类似于焊料的粘合剂可以用丝网印刷的方法以正确的图案印刷到接地轨迹上。在此情况下，可以完全不需要焊料，从而给环境带来潜在的好处。
在本发明的另一个实施例中，揭示了一种直接将-EMI垫片安装到一所需导电目标上的方法，其中EMI垫片是可以直接焊接的，不必有可焊接支承层。该方法包括如下步骤a)将多个EMI垫片组件供给到一表面安装技术(SMT)机器上；b)利用SMT机器上的一真空头或夹持头来拾取选定的EMI垫片组件；c)将所选定的EMI垫片组件放置到一导电表面上，其间设置有焊料；以及d)使所述焊料回流。
在本发明的另一个实施例中，揭示了一种可直接将EMI垫片安装到一所需导电目标上而无需利用焊料(以及有或没有支承层)的方法。该方法包括如下步骤a)将多个EMI垫片或垫片组件供给到一表面安装技术(SMT)机器上；b)利用SMT机器上的一真空头或夹持头来拾取选定的EMI垫片或垫片组件；c)将所述选定的EMI垫片或垫片组件放置到一导电表面上，其间设置有粘合剂材料；以及d)使所述粘合剂材料固化。
因此，本发明的一个目的在于，提供一种可以借助标准的SMT机器来安装的EMI垫片组件。
本发明的另一个目的在于，不必采用专门的EMI垫片安装设备。
本发明的另一个目的在于，提供一种简单的、可允许快速改变EMI垫片之设计的EMI垫片安装方法。
本发明还有一个目的在于，在电子装置的设计和制造过程中，不必再采用焊接的罐子。
附图简要说明通过以下结合附图所作的描述，可以更好地理解以上的概述以及对本发明较佳实施例的描述。为说明起见，图中示出了较佳的实施例。然而，应该理解，本发明并不限于图中的结构和手段。附图中
图1是本发明的EMI垫片组件的放大侧视图；图1A是图1所示的EMI垫片组件的进一步放大的侧视图，其中垫片组件的各组成部分被部分地分解；图1B是图1A所示的EMI垫片组件的前视图；图2-5分别是具有各种形状的EMI垫片组件的前视图；
图6是本发明的EMI垫片组件的立体图；图7是图6所示的EMI垫片组件被安装到一印刷电路板(PCB)的接地轨迹上的立体图；图8是用来将EMI垫片组件供给到一表面安装技术(SMT)机器(未图示)中的卷轴和卷轴组件的立体图；图9是一支承着一个EMI垫片组件以备安装的SMT机器的一个真空头的纵剖面图；图10-12分别示出了本发明的变化型实施例，其中EMI垫片组件的一个支承层被延伸而形成一对弹簧状的指形件；以及图13本发明的一组五个EMI垫片组件的立体图。
本发明的详细描述现请参见各附图，其中相同的标号表示相应的零件，在图1、1A和1B中，标号20表示本发明的电磁干扰(EMI)垫片组件。在下文中将要详细地讨论，EMI垫片组件20可以借助标准的表面安装技术机器来安装，不必采用专门的EMI垫片安装设备。
图1A是EMI垫片组件20的放大侧视图，反映了本发明的一个较佳实施例。具体地说，该EMI垫片组件20包括一导电的垫片材料22、一导电的可焊接支承层24、用于将导电的垫片材料22附着于支承层24的装置(粘合剂26)、以及一可将整个组件固定于一导电表面(例如PCB 32的接地轨迹30，如图1和7所示)的焊接层28。特别适用于本发明的一种导电垫片材料是可以从特拉华州Newark的W.L.Gore&Associates,Inc.购得的GORE-SHIELD牌的EMI垫片材料GS500、GS3000和GS5200型。以下将更详细地描述其它合适的导电垫片材料。
这里所采用的术语“可焊接的”意指能借助焊料熔接、结合或冶金粘接，从而形成一个导电的接头、接点或界面。
导电的垫片材料22的横截面可以是如图所示的那样呈矩形(从侧面看)，但也可以是圆形、椭圆形、点状、卷曲形等。图2-5示出了垫片22的其它各种横截面形状，在图2中是矩形，图3中是三角形，图4中是弯曲的或月牙形的，图5中是半圆形和半矩形的组合。有时，故意将导电垫片做成各种形状以获得期望的结果，例如使护罩(未图示)压缩EMI垫片材料所需的力减小。这样就允许采用较小的螺钉甚至用卡配的形式将护罩紧固于PCB 32。
应该注意的是，适于将金属支承层24附着于导电垫片材料22的手段包括但并不限于非导电粘合剂、导电粘合剂、模制、或机械装置如倒刺组件或保持夹。
在采用粘合剂26的情况下，可使用热和适当的粘合剂将导电垫片材料22附连或粘附于支承层24，只要在其间保持有一个电气通道即可。在一实施例中，可采用填充有颗粒的导电压敏丙烯酸粘合剂。这种粘合剂可以用转送卷的方式层压于垫片，但是也可以直接涂敷于垫片，或以某些其它的方式来涂敷。实际上，对于将垫片附着于支承层而言，粘合剂本身并不是必须的。本发明只需借助某些手段将垫片机械地和导电地连接于支承层。一种导电的压敏粘合剂是可以实现这种连接的一个例子，这种粘合剂还可以是热固性的或热塑性的，等等。还有，如果可以将支承层24做成为在某些区域和垫片22机械地接触从而沿着一Z轴线“A”(图1-3)保持一电气通道，则粘合剂就不一定非要是导电的。此外，可以将导电的垫片材料22直接模制于支承材料或以其它一些方式(例如借助支承件倒刺等)机械地紧固，因而不再需要粘合剂26。无论是何种情况，紧固装置都必须能承受回流焊温度，并保持其机械和电气特性。
支承层24应该为导电垫片材料22提供足够的硬度，以允许用SMT机器对组件进行有效地加工处理。因此，支承层24可以用多种材料制成，例如塑料或金属，但如果是塑料的，应该用可焊接的金属如铜、镍、金、银、锡等加以镀敷。如果支承层24是金属的，它应该可以是便于焊接的，或者用例如上述的类似金属材料加以镀敷。金、镍和锡是较佳的镀敷材料，并且是工业上广泛应用的。还有，特别是当希望填充设计中存在的间隙时，支承层24可以是任何厚度的。因此，垫片22的厚度可以保持为标准的厚度，而可以改变支承层24的厚度以适应各种不同的设计。还有，支承层24的横截面不一定是矩形的，如零件由金属片材冲压或切割而成的那种形状。例如，可以按照不同的需要，将支承层24模制成梯形、平行四边形等。无论支承层24是用何种材料制成，它必须能承受回流焊的温度。
图6示出了本发明的EMI垫片组件20的一个例子。图7示出了一个典型的PCB 32，其中有若干个垫片组件20安装在接地轨迹30的不同位置上。组件20的尺寸如图所示，但这仅仅是为了描述起见，可以根据需要将组件20做成更宽、更厚、更长、更薄等的形式。在图7所示的情况下，是假想地显示将组件20战略性地安装在所需的位置上。
现请参见图8和9，图8示出了用于将EMI垫片组件20送入SMT机器的一段典型的卷轴和卷轴36。组件20被接纳在凹部38中，凹部38是定位成可允许SMT机器(未图示)的真空头40(图9)方便且精确地进出凹部38，从中拾取组件20以便放置。图9示出了该过程，其中示出了SMT机器上的真空头保持着一垫片组件20以备安装的剖视图。在图9中，接地轨迹30已经备有一焊剂28的遮蔽图形，以便与组件20的支承层24相配。一旦将组件20放到接地轨迹30上，就可以借助适当的装置(例如回流焊烘箱)使焊料回流。
图10-12揭示了本发明的两个变化型实施例。如图所示，支承层24伸长以充当一弹簧指42，这是一种改进的金属-金属的结构。与没有支承层24的接触情况相比，支承层24的额外接触可以为整个组件20提供较低的电阻，这是因为金属或镀层的导电性通常高于导电垫片材料22。在此构造中，与没有附加接触的组件相比，该组件20能给予改善的性能。在这些图中，其中一个实施例(图10)示出了一对从两端弯折的弹簧指42，而另一个实施例(图11和12)揭示了位于中间的单个弹簧指42。还可以构思出类似于图10-12所示的其它构造。
最后，图13示出了一组5个具有不同厚度的、组合在一起使用的EMI垫片组件20。这种构造可以用来对付一相配护罩的挠曲，这种挠曲趋向于使护罩在各壳体紧固位置之间弯曲成离开PCB 32。于是，和采用相同厚度的一组垫片组件相比，这样可以获得改善的性能。
如上所述，根据本发明的教导，可以对与SMT相协调的EMI垫片20的结构采用任何适当的导电材料。下面将要提及的适当的导电垫片材料仅仅是为了说明，并不限制本发明的范围。
导电垫片材料第一种合适的导电垫片材料22可以用如美国专利5,431,571详细描述的类型的导电聚合物基体来制造，该专利的内容援引在此以作参考。
第二种合适的导电材料22可以用如美国专利5,286,568详细描述的类型的导电垫片材料来制造，该专利的内容援引在此以作参考。
第三种合适的导电材料22可以用如美国专利5,604,026详细描述的类型的材料来制造，该专利的内容援引在此以作参考。
第四种合适的导电材料22可以是一种导电聚四氟乙烯(PTFE)制品，其中混有可膨胀颗粒和导电金属成分。具体地说，在受热时，可膨胀颗粒会胀大。这种可膨胀颗粒不是均质的，也就是说，它不是聚合物珠体，而是包括一聚合物壳体，该壳体具有由流体材料构成的中芯。另一种特性是，在一定温度下受热时，可膨胀颗粒的总尺寸增大。
有用的可膨胀中空聚合物颗粒包括那些具有一聚合物壳体和至少一种由其它材料构成之内芯的材料，所述内芯可以是液体的或气体的，最好是在室温下为液体，并且不会使聚合物壳体溶解于其中。液体内芯是较为有利的，这是因为在膨胀温度下的膨胀程度直接相关于内芯的体积变化。对气体内芯材料而言，期望的体积膨胀可以近似于普通的气体法则。然而，包括液体内芯材料的可膨胀颗粒能为获得更大的体积变化提供机会，特别是发生相变(即，液体在膨胀温度或膨胀温度附近挥发)的情况下。
较佳的可膨胀聚合物颗粒(也可称作微球和微珠)可以具有这样一个壳体，该壳体包括诸如氯乙烯和氯亚乙烯的共聚物、氯乙烯和丙烯腈的共聚物、氯亚乙烯和丙烯腈的共聚物、异丁烯腈和丙烯腈的共聚物、以及苯乙烯和丙烯腈的共聚物。其它值得一提的材料是含有大约2重量％苯乙烯的甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物和直至大约50重量％的甲基丙烯酸乙酯、以及甲基丙烯酸甲酯共聚物和直至大约70重量％的邻氯苯乙烯。非膨胀的微球包含液体，最好是挥发性液体，即，用于所述微球类型的传统的发泡剂。合适的是，发泡剂占微球重量百分比的5-30％。微球可以用不同的方式添加，如干颗粒、湿块、或者是例如在醇类(如异丙醇)中的悬浮物。
非膨胀的颗粒的尺寸最好是在大约0.1微米-600微米的范围内，较佳的是在大约0.5-200微米，最好是在1微米-100微米。可膨胀颗粒的尺寸可以是大约0.12微米-1000微米的范围内，较佳的是在1微米-600微米。在膨胀之后，可膨胀颗粒的体积增长至少1.5倍，较佳的是增长至少5倍，最好是增长至少10倍，甚至可以高达大约100倍。
合适的微球是可以从瑞典Sundsvall的Nobel Industries买到的、商标为EXPANCEL的微球。这些微球可以是各种尺寸和形式的，其膨胀温度大致为80℃-130℃。普通的EXPANCEL微珠的初始平均直径是9-17微米，膨胀后的平均直径是40-60微米。按照Nobel Industries的产品，微球不膨胀的密度是1250-1300kg/m3，膨胀后的密度低于20kg/m3。
应该理解，这里所用的术语“能量可膨胀的颗粒”旨在涵盖任何填充有可膨胀挥发性流体的中空弹性容器。虽然目前可以获得的微球基本上都是在暴露于能量源时可膨胀的球形颗粒，但应该理解，这样的微球在处于其膨胀形式时非常具有弹性，并且可以被压缩和释放(例如，通过挤压)而实现本发明所需的膨胀。此外，可以形成具有其它各种形状的产品，如管状、椭圆体、立方体、颗粒状等。因此，术语“能量可膨胀的颗粒”旨在包括所有可以应用的形式，以及目前已知或以后研制出来的其它产品。
可以在可膨胀微球的聚合物壳体中封围各种发泡剂或起泡剂。它们可以是挥发性的流体形成剂，如脂族烃包括乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、异丁烷、异戊烷、新戊烷、乙炔、己烷、庚烷、或这些脂族烃中的一种或多种的混合物，最好是具有至少为26的平均分子重量，当所用的颗粒发泡剂饱和时，其在大气压力下的沸点大致等于或低于聚合物壳体的树脂材料的软化点的范围。
可以采用EXPANCEL型091 DU微球。这种产品包括纯白的干粉末，其颗粒尺寸在10-40微米的范围。这种微球的壳体由丙烯腈构成，而挥发性液体由异戊烷构成。
业已发现，通过将干的EXPANCEL微球与PTFE分散系或类似的聚合物相混合，接着对所获得的组合物进行加热，就可以使聚合物三维地膨胀而实现有纤维组织的PTFE基体。
根据该实施例，将由导电颗粒；膏体、分散体或粉末形式的PTFE；以及干粉末或溶液形式的微球构成的前体原料以这样一种比例混合起来，即，至少20-90体积％的导电颗粒、3-15体积％的EXPANCEL的微球、以及5-70体积％的PTFE，在至少部分地包含导电薄片的一个实施例中，60体积％的导电颗粒、6体积％的EXPANCEL微球和34体积％的PTFE的比例是比较理想的。混合可以用任何适当的方式来实现，包括粉末的干混、湿混、水分散系和稀浆填充物的共凝物、高剪切混合，等等。这里所用的术语“体积％”意指前体原料的体积百分比。
所获得的PTFE前体原料中的导电颗粒是其主要成分。导电颗粒可以包括但并不限于金属粉末、金属珠、金属丝或金属薄片，或者可以是金属包覆的颗粒，如金属包覆的金属、金属包覆的陶瓷、金属包覆的玻璃球、金属包覆的玻璃珠、或金属包覆的云母片。较佳的颗粒形式的导电金属包括但并不限于例如银、镍、铝、铜、不锈钢、石墨、碳、金或铂。较佳的金属包覆层包括银、镍、铜或金。此外，可以采用两种或多种导电颗粒的组合。导电薄片的平均尺寸可以是大约1微米-大约200微米，较佳的是大约1微米-100微米，最好是大约20微米-20微米。导电粉末的平均尺寸可以是大约0.5微米-200微米，较佳的是大约0.5微米-100微米，最好是大约2微米-60微米。
在制作本实施例的PTFE前体时所采用的PTFE水分散系可以是PTFE颗粒的奶白色水悬浮液。通常，PTFE水分散系包含大约20-70重量％的固体，固体的主要部分是PTFE颗粒，其颗粒尺寸是大约0.05-5.0微米。这样的PTFE水分散系目前可以从E.I.duPont de Nemours公司购得，例如商品名为TEFLON3636，其中固体的重量百分比是18-24％，绝大部分PTFE颗粒的尺寸是大约0.05-5.0微米。上述前体原料的厚度可以例如是大约5密耳-125密耳。
在加热前体原料时，由于能量可膨胀颗粒的膨胀，前体原料的厚度增加。观察到的膨胀量取决于若干个因素，其中包括所出现的能量可膨胀颗粒的重量百分比、能量可膨胀颗粒的类型、能量可膨胀颗粒的聚合物壳体的分子重量、以及将前体原料保持在一起的PTFE基体的韧性。该实施例原料的通常厚度是至少大约10密耳，较佳的是10-100密耳，最好是20-60密耳。也可以实现其它的厚度。
发生热膨胀步骤所需的温度取决于构成微球壳体的聚合物类型以及所用的发泡剂。通常的温度是大约40℃-220℃，较佳的是60℃-200℃，最好是80℃-190℃。
除了以上描述的复合物制品之外，通过对前体原料添加一弹性体材料如硅酮弹性体(例如二甲基硅氧烷)，可以实现另一个变化型实施例。在本发明的一个实施例中，这是通过将填充细粉末的凝结物与二甲基硅氧烷混合而实现的。合适的二甲基硅氧烷是可以从Dow Corning公司购得的Sylgard型1-4105或Q1-4010。采用由硅酮二氧化物加强的硅酮材料(如Q3-661)也是合适的，这种材料可以购自Dow Corning公司。硅酮是按重量添加的，可以用例如矿物油精之类的溶剂来加以稀释。总的来说，所添加的硅酮的数量可以是大约1-50％，较佳的是大约5-20％，最好是大约10-15％。其它合适的弹性体材料包括但不限于硅橡胶、氟硅酮弹性体、碳氟弹性体、全氟弹性体、其它含氟弹性体材料或聚氨基甲酸乙酯。
因此，该前体原料被加热的范围是大约130℃-190℃，不但可以实现前体原料的热膨胀，而且可以将硅氧烷催化成固化状态。所获得的制品是易于压缩的、可连续导电的PTFE复合物，其中包括以不连续形式分布在该复合物制品中的硅酮弹性体。
添加弹性体材料可以获得一种Z轴强度、抗拉强度、延伸率都得以提高的复合物。还可以提供一些弹性，并提高材料的使用温度范围。这些期望的特性可以在不牺牲复合物制品的导电性或柔软性/可压缩性的情况下实现。
第五种合适的导电垫片材料22包括导电的聚四氟乙烯(PTFE)制品，其中具有弹性体材料和混于其中的导电颗粒。具体地说，该实施例的导电垫片材料是由多个导电颗粒和PTFE以膏体、分散体或粉末的形式形成的。导电颗粒和PTFE是按比例混合的，藉以获得含有大约50-90体积％的导电颗粒的混合物。这种混合物可以用任何适当的手段来获得，包括粉末的干混、湿混、水分散系和稀浆料填充物的共凝物、高剪切混合，等等。这里所用的术语“体积％”意指一种材料或混合物的总体积百分比。
所获得的复合物中的导电颗粒是其主要成分。导电颗粒可以包括但并不限于金属粉末、金属珠、金属丝或金属薄片，或者可以是金属包覆的颗粒，如金属包覆的金属、金属包覆的陶瓷、金属包覆的玻璃球、金属包覆的玻璃珠、或金属包覆的云母片。较佳的颗粒形式的导电材料包括但并不限于例如银、镍、铝、铜、不锈钢、石墨、碳、金或铂。较佳的金属包覆层包括银、镍、铜或金。此外，可以采用两种或多种导电颗粒的组合。导电薄片的平均尺寸可以是大约1微米-大约200微米，较佳的是大约1微米-100微米，最好是大约20微米-40微米。导电粉末的平均尺寸可以是大约0.5微米-200微米，最好是大约2微米-60微米。
在制作本实施例的导电复合物制品时所采用的PTFE水分散系可以是PTFE颗粒的奶白色水悬浮液。通常，PTFE水分散系包含大约20-70重量％的固体，固体的主要部分是PTFE颗粒，其颗粒尺寸是大约0.05-5.0微米。这样的PTFE水分散系目前可以从E.I.duPont de Nemours公司购得，例如商品名为TEFLON3636，其中固体的重量百分比是18-24％，绝大部分PTFE颗粒的尺寸是大约0.05-5.0微米。
可以在该导电垫片材料中设置硅酮弹性体材料(例如二甲基硅氧烷)。这是通过将填充的细粉末的PTFE的凝结物和导电颗粒与弹性体材料复合而实现的。合适的二甲基硅氧烷是可以从Dow Corning公司购得的Sylgard型1-4105或Q1-4010。(采用由硅酮二氧化物加强的硅酮材料如Q3-661也是合适的，这种材料可以购自Dow Corning公司)。
如二甲基硅氧烷之类的弹性体材料是按重量添加的，可以用例如矿物油精之类的溶剂来加以稀释。总的来说，所添加的弹性体材料的数量可以是大约1-75％，较佳的是大约5-20％，最好是大约10-15％。其它合适的弹性体材料包括但不限于硅橡胶、氟硅酮弹性体、碳氟弹性体、全氟弹性体、含氟弹性体、聚氨酯、或乙烯/丙烯(EPDM)。
在添加了弹性体材料之后，该复合物制品被加热的范围是大约130℃-190℃，可以将硅氧烷催化成固化状态。所获得的复合物制品是可连续导电的复合物制品，并具有其尺寸适于做成任何适当形状或厚度的一主体。
添加弹性体材料可以获得一种Z轴强度、抗拉强度提高的连续导电复合物制品。还可以提供一些弹性。这些期望的特性可以在不牺牲导电性的情况下实现。
虽然上面已经详细描述了本发明的一些实施例，但熟悉本技术领域的人员应该可以认识到很多变型而实质上不偏离本文中的教导和优点。因此，所有的这些变型都应包括在由所附权利要求书所限定的本发明的保护范围内。
权利要求
1．一种可与表面安装技术(SMT)相协调的抗电磁干扰(EMI)垫片组件，包括一导电垫片材料；一可焊接的、导电的支承层；以及用于将所述导电垫片材料附着于所述可焊接导电支承层的装置。
2．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述导电垫片材料至少部分地由聚四氟乙烯构成。
3．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述导电垫片材料是用弹性体材料制造的，在该弹性体材料中包含选自于由银、镍、镀银铜、镀银玻璃、镍-石墨以及碳所构成的材料组中的材料。
4．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述用于将导电垫片材料附着于可焊接导电支承层的装置包括一粘合剂。
5．如权利要求4所述的垫片组件，其特征在于，所述粘合剂是导电粘合剂。
6．如权利要求4所述的垫片组件，其特征在于，所述粘合剂是用导电的压敏粘合材料制成的。
7．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述可焊接导电支承层是用塑料制成，在塑料上镀敷有选自于由铜、镍、金和银所构成的材料组中的金属。
8．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述可焊接导电支承层是用金属制成的，在该金属上镀敷有选自于由镍、金、银、铜和锡所构成的材料组中的金属。
9．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，该组件还包括设置在所述可焊接导电支承层上的一焊料。
10．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述可焊接导电支承层具有至少一个延伸得离开所述导电垫片材料的端部，所述端部形成了一个弹簧状的指形件。
11．如权利要求1所述的垫片组件，其特征在于，所述导电垫片材料是用混合在聚四氟乙烯(PTFE)中的可膨胀颗粒和导电金属成分制成的。
12．一种将抗电磁干扰(EMI)垫片组件安装到一导电表面上的方法，所述EMI垫片组件是包括一导电垫片材料、一可焊接的导电支承层、以及用于将所述导电垫片材料附着于所述可焊接导电支承层的装置的型式，所述方法包括如下步骤a)将一选定的EMI垫片组件供给到一表面安装技术(SMT)机器上；b)利用所述(SMT)机器上的一真空头或夹持头来拾取选定的EMI垫片组件；c)将所述选定的EMI垫片组件放置到一导电表面上；d)将所述EMI垫片组件焊接于所述导电表面。
全文摘要
一种可与表面安装技术相协调的抗电磁干扰(EMI)垫片组件,包括一导电垫片材料、一可焊接导电支承层、以及一用于将所述导电垫片材料附着于所述支承层的粘合剂或其它机械组件。
文档编号H05K9/00GK1295782SQ99804577
公开日2001年5月16日 申请日期1999年2月19日 优先权日1998年3月31日
发明者B·E·赖斯, D·R·金 申请人:戈尔企业控股股份有限公司