NO336858B1 - Elektrisk isolerende laminat - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen angår et elektrisk isolerende fleksibelt laminat til plassering inne i et rør med en kjent indre omkrets. Laminatet har en første dimensjon som forløper en valgt lengde langs røret og omfatter en første seksjon med et elektrisk ledende område på et elektrisk isolerende materiale og en andre seksjon som utgjøres av det elektrisk isolerende materialet. Den første og andre seksjonen har hver en andre dimensjon som minst overstiger rørets indre omkrets, hvorved den andre seksjonen er tilpasset til å dekke den første seksjonen når den er plassert langs den indre omkretsen av røret.

Description

ELEKTRISK ISOLERENDE LAMINAT

Den foreliggende oppfinnelsen angår et elektrisk isolerende fleksibelt laminat for plassering inne i et rør med en kjent indre omkrets omfattende en ledende krets, spesielt en elektrisk ledende folie som frembringer et faradaybur i røret.

Spesifikt angår oppfinnelsen et konsept for integrering av et faradaybur for skjerming av elektronikk som er funnet opp for å overvinne tekniske problemer i

høytemperaturanvendelser.

Det er kjent at elektroniske systemkretser i rør kan behøve elektronisk skjerming for å unngå støy eller forstyrrelser fra omgivelsene. Kjente systemer for skjerming elektroniske kretser inne i et rør består av innsatser i rør hvor innsatsene er laget av rørdeler bestående av lag av elektrisk isolerende og elektrisk ledende materialer. Kjente systemer, for eksempel som angitt i US2009/0165296, finnes for å legge elektriske kretser på fleksible substrater for å danne fleksible kretser eller elektromagnetisk skjerming. Opprinnelig, i den foreliggende anvendelsen, ble en Faradaybur-skjerming frembrakt av to dobbeltsidige, metallbelagte laminater bundet sammen av en klebende film. Den klebende filmen omfattet et materiale uegnet for høytemperaturanvendelser, hvilket medførte uønskede risiki for skjermintegriteten og for sammenstillingen inni. Laminatstørrelsen passer til lengden og omkretsen av sammenstillingen pluss det nødvendige overlappet for å få skjermen til å omslutte sammenstillingen fullstendig. Dermed var det problemer både med hensyn til at den lagdelte oppbyggingen var sårbar overfor høytemperaturomgivelsene i røret, hvilket kan føre til oppløsning av den lagdelte oppbyggingen og dermed ødelegge beskyttelsen, og tilpasning av innretningen til de enkelte rørdimensj onene.

Dermed er det et formål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe rimelige og robuste midler for å plassere et elektrisk ledende lag inne i et rør isolert fra rørets vegg og rørets indre, spesielt for å oppnå et faradaybur som beskytter en elektronisk krets inne i røret. Dette oppnås som angitt i de vedføyde patentkravene.

Den foreliggende oppfinnelsen eliminerer materialer som er inkompatible med høytemperatur langtidsanvendelser. Konstruksjonen kan enkelt utformes og tilpasses individuelle krav og er ikke bare fordelaktig i høytemperaturanvendelser. Fordelene med denne skjermkonstruksjonen er: - Konstruksjonen omfatter et minimum av materialer; metallskjermen og det isolerende substratet. Klebemiddel kreves ikke.

- Uten klebing mellom lagene reduseres den mekaniske spenningen som skyldes bøyning.

- God kontroll over indre og ytre isolasjonsbarrierer ved justering av antall lag/seksjoner.

- Større beskyttelse mot mekanisk slitasje og riving ved innsetting.

- Den tynne konstruksjonen er enklere å påføre/rulle i produksjon.

- Konstriksjonen er enklere og billigere å produsere.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor med henvisning til de vedføyde tegningene, som illustrerer oppfinnelsen ved hjelp av eksempler.

Fig, la-c illustrerer en første utførelsesform av oppfinnelsen.

Fig, 2a,b illustrerer en andre utførelsesform av oppfinnelsen.

Som vist i figur 1-a-c er konseptet visualisert skjematisk, hvor størrelsene ikke nødvendigvis er i skala. Figurene la og lb illustrerer laminatet sett ovenfra og fra en retning som begge tilsvarer undersiden av fig. la, og fig. lc illustrerer den foreliggende oppfinnelsen 1, 2 montert mellom rørveggen 3 og instrumentene 4 inne i røret. Oppfinnelsen omfatter et laminat inkludert et fleksibelt substrat 1 eller tilsvarende laget av et isolerende materiale. En del av substratet er dekket av et elektrisk ledende lag 2 som utgjøres av en folie som danner et sammenhengende lag, nett, kretser eller tilsvarende av ledende materiale avhengig av bruken. I den foretrukne utførelsesformen er utlegget av det ledende laget 2 tilstrekkelig tett til å frembringe et faradaybur når det er opprullet og montert i røret.

Lengden L av det ledende laget 2 i den første retningen kan avhenge av bruken, f eks avhengig av dimensjonene til kretsene innenfor som skal skjermes, og i den andre retningen tilsvarer det ledende laget essensielt minst den indre omkretsen C av røret 3. På denne måten vil det ledende laget omgi en del av rørets indre i en lengde L.

For å isolere det ledende laget 2 forløper substratet minst to ganger rørets omkrets i den andre retningen. Dermed kan, ved å rulle laminatet ifølge oppfinnelsen, det ledende laget plasseres mellom substratet det er bundet til og substratet som ikke er utstyrt med et ledende lag. Med henvisning til figur lb, kan laminatet dermed rulles fra høyre for å omslutte den ledende folien fullstendig med isolerende materialer. Dette kan så enkelt innføres i røret som illustrert i fig. lc.

Den fysiske skjermen er dermed utformet ved å bruke et fleksibelt trykt kort rullet til en rørformet form som omslutter elektronikken som skal beskyttes. Konstruksjonen frembringer et isolerende lag på begge sider av det ledende skjermlaget som utgjør faradayburet. Det ytre isolerende laget fungerer som en isolerende barriere mellom faradayburet og det ledende røret. Det indre isolerende laget fungerer som en isolerende barriere mellom faradayburet og den omsluttede sammenstillingen.

Den nye oppfinnelsen gir dermed samme funksjonalitet som den tidligere brukte løsningen ved å oppnå en forbedret funksjonell konstruksjon uten det problematiske klebemiddelet. Oppfinnelsen kan for eksempel produseres ved følgende prosess: Et enkelt dobbeltsidig metallbelagt laminat behandles til et enkeltsidig laminat (ved etsing og bruk av standard kretskortfremstillingsprosesser). En dimensjon av det enkle laminatet tilsvarer et heltallig antall av sammenstillingens omkrets (pluss nødvendig overlapp). Laminatarket deles i seksjoner, hvor en "seksjon" er definert å dekke omkretsen én gang. Konstruksjonen bygges ved flere trinn av seksjoner rullet over sammenstillingen. 1. Den første seksjonen inneholder metallskjermen (typisk kobber) 2 bundet på substratet 1, som rulles over sammenstillingen og gir et isolerende lag mot den omsluttede sammenstillingen og eksponerer skjermen på utsiden. 2. Den andre seksjonen la er rent substrat som rulles kontinuerlig over den eksponerte skjermen, og derved etablerer et isolerende lag mot utsiden som består av et hus, rør 3 osv. 3. Eventuelle påfølgende seksjoner med rent substrat rulles over sammenstillingen for å øke isolasjonslagene inkrementelt og forbedre isolasjonsbarrieren. 4. En ytterligere seksjon(er) av rent substrat kan også fungere som et mekanisk beskyttende lag mot riper påført for eksempel av den indre overflaten av røret.

I figur 2a og 2b er laminatet utstyrt med en ren substratdel la, lb på hver side av den ledende delen. På denne måten påvirker ikke rulleretning funksjonen til laminatet, da det ledende laget alltid vil være plassert mellom den første og andre rene seksjonen. I tillegg viser figur 2b et ytterligere ledende lag 2b på den andre siden av substratet, hvorved skjermen blir mer robust mot skader og/eller faradayburet blir mer effektivt. Ett eller begge ledende lag kan omfatte kretser, og kan forbindes gjennom det isolerende substratet 1.

For å oppsummere angår oppfinnelsen altså et elektrisk isolerende fleksibelt laminat til plassering inne i et rør med en kjent indre omkrets, f eks et rør forberedt for å inneholde elektronisk utstyr på en kjent posisjon eller et rør tilpasset til å inneholde elektronisk utstyr som beveges gjennom et større rør. Laminatet ifølge oppfinnelsen har en første dimensjon som forløper en valgt lengde langs røret og omfatter en første seksjon omfattende et elektrisk ledende område på et substrat eller tilsvarende laget av et elektrisk isolerende materiale, og en andre seksjon som utgjøres bare av det elektrisk isolerende materialet. Både den første og den andre seksjonen har en andre dimensjon vinkelrett på den første som minst overstiger den indre omkretsen til røret den skal plasseres i. Den andre seksjonen er således tilpasset til å dekke den første seksjonen når den er rullet over og plassert langs den indre omkretsen av røret.

Det ledende området på den første seksjonen forløper langs en lengde i den andre retningen som utgjør minst én omkrets av røret, og frembringer dermed et rom i røret omsluttet av det ledende området som frembringer et lokalt faradaybur inne i røret.

Den første seksjonen utgjøres fortrinnsvis av et metallbelagt substrat behandlet til et enkeltsidig laminat, f eks ved etsing og bruk av standard kretskortfremstillingsprosesser, for eksempel er et metallag kobber bundet til substratet. Det isolerende materialet eller substratet kan lages av et fleksibelt kretskort, f eks av en film av polyimid.

Den foreliggende oppfinnelsen angår også en skjermet elektronikkenhet med en elektronisk skjerm for elektronisk utstyr plassert i et rør. Skjermen omfatter et laminat som drøftet ovenfor, hvor lengden av det ledende området er i den første retningen som overstiger lengden av det elektroniske utstyret i rørets retning, og i den andre retningen minst overstiger rørets indre omkrets, der det ledende materialet er tilpasset til å frembringe et faradaybur inne i røret.

Claims (8)

1. Elektrisk isolerende fleksibelt laminat for plassering inne i et rør (3) med kjent indre omkrets, der laminatet har en første dimensjon som forløper en valgt lengde (L) langs røret, der laminatet inkluderer en første seksjon omfattende et elektrisk ledende område (2) på et elektrisk isolerende materiale og en andre seksjon (la) som utgjøres av det isolerende materialet, karakterisert vedat den første og andre seksjonen hver har en andre dimensjon (C) som minst overstiger den indre omkretsen av røret, hvorved den andre seksjonen (la) er tilpasset til å dekke den første seksjonen når den plasseres langs den indre omkretsen av røret.

2. Laminat ifølge krav 1, hvor det ledende området (2) på den første seksjonen forløper en lengde i den andre dimensjonen (C) som utgjør minst én omkrets av røret (3).

3. Laminat ifølge krav 1, hvor det ledende området (2) essensielt dekker den første seksjonen for å frembringe et lokalt faradaybur inne i røret.

4. Laminat ifølge krav 1, hvor den første seksjonen utgjøres av et metallbelagt laminat prosessert til å danne et enkeltsidig laminat.

5. Laminat ifølge krav 4, hvor metallaget er kobber bundet til laminatet.

6. Laminat ifølge krav 1, hvor det isolerende materialet er laget av et fleksibelt kretskort.

7. Laminat ifølge krav 1, hvor det ledende området (2) på den første seksjonen forløper langs en lengde i den første retningen med minst samme lengde som en elektronisk krets (4) plassert inne i røret.

8. Skjermet elektronisk krets omfattende elektronisk utstyr (4) plassert i et rør og en skjerm, der skjermen omfatter et laminat ifølge krav 1, der lengden av det ledende området (2) på laminatet (1) i den første dimensjonen overstiger lengden (L) til det elektroniske utstyret i rørets retning, og i den andre dimensjonen minst overstiger rørets indre omkrets (C), der det elektrisk ledende materialet er tilpasset til å frembringe et Faraday-bur inne i røret (3).