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CN1669377A - 用于在一个印制电路板上的电子组件的屏蔽装置 - Google Patents

用于在一个印制电路板上的电子组件的屏蔽装置 Download PDF

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Abstract

一种屏蔽装置，它具有一个屏蔽罩(20)，该屏蔽罩盖住一个设置在一个印制电路板(2)上的电子电路，该屏蔽罩具有一个边缘(3)，该边缘通过一个空隙(5)和印制电路板的装配侧面(4)保持距离；一个接触机构(6)，该接触机构设置在空隙中，并且在屏蔽罩和印制电路板上的一个导电轮廓(7)之间产生电连接，其中，连接片(8)在屏蔽罩的边缘上形成，通过该连接片将屏蔽罩固定在印制电路板上，并且接触机构在弹性预应力下固定。所述接触机构是一个在空隙中环绕的弹性密封体(22)，该密封体吸收电磁波。

Description

用于在一个印制电路板上的电子组件的屏蔽装置
技术领域
本发明涉及一种具有一个屏蔽罩的屏蔽装置，所述屏蔽罩盖住一个设置在印制电路板上的电子电路，所述屏蔽罩有一个边缘，该边缘通过一个间隙与印制电路板的一个装配侧面保持距离，所述屏蔽装置具有一个接触机构，该接触机构设置在间隙中，并且在屏蔽罩和印制电路板上的导电轮廓之间产生电连接，其中连接片在屏蔽罩的边缘上形成，通过该连接片将屏蔽罩固定在印制电路板上，并且接触机构在弹性预应力作用下固定。
背景技术
在电子技术中经常要求减弱某个区域之内或者之外的电场或者磁场。减弱电磁干扰辐射的反射和入射作用的屏蔽外壳用作抗干扰机构。在印制电路板上，本身位于印制电路板上的组件也会引起干扰的辐射。在微型化的组件中、例如在按SMD-技术构成的组件中，降干扰装置(Stoersenke)和干扰源经常靠得很近。为了对随时间变化的场强进行屏蔽采用小结构方式的多部件屏蔽装置。
这些屏蔽装置多数由一个屏蔽框架组成，该框架通过中间壁分成单个的室，并且和印制电路板焊接。为了使被屏蔽装置所盖住的电子构件能用于试验目的，该屏蔽框架通过一个可取下的盖板件进行封闭。因为框架部件只是通过在印制电路板上的焊接才能得到它的机械稳定性，因此要求在安装这些微型化的屏蔽装置时能将框架和盖板件一起操作。盖板的拼合和取下很麻烦，并且安装很费时。
DE 29 808 620 U1公开了一种可插到印制电路板上的单件的金属屏蔽装置。通过卡钩进行固定，所述卡钩在背侧从后面作用到印制电路板上。屏蔽件与印制电路板的接地连接是通过许多弹性的凸缘形成的。在已安装好的屏蔽盆(Abschirmwanne)中这些凸缘承受弹性预应力，并且通过线接触或者点接触产生电接触。在恶劣的操作条件之下可能出现接触部段由于机械作用或者由于腐蚀而失效。在这种情况下损害了抗干扰装置的屏蔽效率。另一缺点是在安装屏蔽件时为了克服各个凸缘的弹力需要一个压紧力，该压紧力必须施加到屏蔽盆上，并且必须被印制电路板吸收。但是屏蔽效果与接触的弹力和各接触点的距离有关。若许多弹性凸缘必须弹性变形，则要求有相应高的压紧力，并且在微型化的组件中可能出现印制电路板不允许的变形。在印制电路板结构上可能形成微小裂纹。
在DE 297 13 412 U1中公开的一种屏蔽件中通过在屏蔽件边缘上环绕的接触弹簧产生接触。
制造这种已公开的单构件的屏蔽件要求复杂的制造工具。为制造一种新的屏蔽件几何形状或空间造形所需的在工具上的改变只有使用比较高的费用才有可能。
发明内容
本发明的任务是对上述类型的屏蔽装置如此地进一步改进，使得改进屏蔽效率，并且使用较少的费用制造特别是制造不同大小、且只对印制电路板上的局部部位进行屏蔽的屏蔽装置。
根据本发明，这个任务通过具有权利要求1中特征的前述类型的屏蔽装置来完成。从属权利要求涉及优选的方案。
在根据本发明的屏蔽装置中规定，接触机构通过一个在间隙中环绕设置的密封体形成，其中，密封体由一种弹性的、吸收电磁波的材料制成。因此，本发明的特征是，不是通过具有线接触或者点接触的许多接触点进行接触，而是通过由一种弹性材料制成的、且平面贴靠的密封体进行接触。由于该密封体具有压缩性所以这种密封体能更好地和印制电路板的拱起处和不平处相匹配。即使是在机械碰撞或者振动时，接地连接也保持低欧姆的接触电阻。此外在间隙中环绕的密封体密封地贴靠在屏蔽外壳和印制电路板之间，并且按照这种方式还可以防止污物进入到屏蔽装置的内部空间中。
通过从结构上将接触机构和屏蔽框架的分离简化了屏蔽框架的制造。屏蔽罩的制造工具的结构更为简单。用于在制造工具上作改动的装备成本更低。屏蔽罩可以成本有利地作为冲压-弯曲金属板件大批量生产。密封体可以是下料坯件(Zuschnitt)或者半成品。总之，可以更低成本地实现按照对一个印制电路板上的不同大小区域进行局部屏蔽的方式来调整生产。
令人惊奇地表明，对于高频场仅几个毫米宽的EMV-密封件使得很好的屏蔽效率成为可能。
在电磁辐射方面具有吸收作用的材料以不同的组合和不同的实施方式是已知的，并且在商业上是通用的。
为了将屏蔽罩简单地固定在印制电路板上，本发明规定，印制电路板设置有通孔，并且一个连接片的一个在出口侧从通孔中伸出的端部塑性地如此变形，使得该端部在背面从后面卡住印制电路板。这样就出现了一种可简单生产的形状配合的连接。伸出的端部部段的塑性变形可通过弯曲、冲压或者镦锻进行。为了用于试验目的能容易地取下罩，连接片的每个端部块设计成折叠凸耳(Schraenklappen)。
若屏蔽罩材料是相同的，并且单件连续地由一种金属材料例如白铁皮制成，则在制造成本上是有利的。该白铁皮可通过镀锡予以保护。
在本发明的另一方案中规定，所述边缘设计成直角弯边，在屏蔽罩处于安装状态时所述直角卷边与装配侧面基本平行地延伸，并且每个连接片分别在外圆周侧形成，并且沿屏蔽罩的一个壁向下设计。这样屏蔽罩可在一个冲压-和弯曲工序中制造。
在所述冲压-弯曲件中可如此实现非常有效的屏蔽：将密封体设计成平板垫片，并且通过一个导电的胶粘剂固定在屏蔽罩的边缘上或者印制电路板的装配侧面上。此外还有的优点是，在安装时屏蔽罩连同密封件可以作为一个部件进行操作。
为了改进接触的可靠性，印制电路板的导电轮廓具有圆顶形接触点，这些点压入到平板垫片中。通过弹性的平板垫片其的表面密封地封闭，并且尽可能防止腐蚀。
若仅印制电路板的局部区域需要进行屏蔽，则有利的是，相应于待屏蔽的几何形状屏蔽罩根据印制电路板的栅距(im Rstermass derLeiterplatte)设计为方形的。这种统一的模块化结构可降低制造成本和后勤成本。
对于屏蔽件的内部空间必须送风或者排气的问题，本发明规定屏蔽罩在一个盖板件或者一个壁板件上设置有穿孔，这些穿孔构成用于冷却空气的通孔。穿孔的尺寸和待屏蔽的频谱相匹配。
若在印制电路板上局部区域要求不同的屏蔽效果，则本发明规定在一个印制电路板上设置多个屏蔽罩，并且这些屏蔽罩的屏蔽效率各不相同。
为了继续降低成本，可以使用商业上通用的EMV-材料，这种材料是聚合材料，特别优选的是聚酰胺纤维网，该纤维网被金属地进行涂层，或者被金属编织物包缠。
附图说明
下面借助在附图中所表示的实施例对本发明进行更详细的说明。附图示出：
图1根据本发明的屏蔽装置的分解透视图，在此方案中整个印制电路板被屏蔽罩盖住，
图2屏蔽罩从下侧面的放大细节图，
图3安装在一个印制电路板上的屏蔽装置的边缘部位的横截面细节图，
图4印制电路板上的一段导电轮廓，它具有按照间隙错位设置的接触点。
体实施方式
图1示例性地表示按照本发明的屏蔽装置1的一个实施例的分解透视图。屏蔽装置1由一个屏蔽罩20和一个接触机构6构成。在所示的实例中屏蔽罩20盖住印制电路板2的整个区域，然而下述说明并不局限于这种实施形式，而且也特别包括仅屏蔽印制电路板上局部部位的屏蔽装置。
正如图1所示，在屏蔽罩20的边缘3外侧形成连接片8，通过该连接片可将屏蔽罩20固定在印制电路板2的一个装配侧面4上。在印制电路板2的装配侧面4上可看到一个导电轮廓7，该导电轮廓的外形和屏蔽罩20的边缘部位相应。导电轮廓7由接触点构成，这些接触点将在下面详细叙述。所述导电轮廓以一定栅距(Rastermass)采用蚀刻技术制成。接触机构6设计为环绕的密封件22。在安装屏蔽装置时屏蔽罩20下沉到印制电路板2上。在下沉时指向印制电路板2方向的连接片8进入到印制电路板2的通孔10中。在继续下沉的过程中，首先是挤压弹性密封件22。由于密封材料具有良好的压缩特性，所以挤压仅要求很小的压紧力。继续下沉使得连接片8的每个端部块9穿过通孔、并且在背面伸出。为了固定屏蔽罩将在出口侧从通孔伸出的折叠凸耳通过交替的弯曲而塑性变形。在屏蔽罩20和支架2之间出现了一种形状配合的连接。正如已说明了的那样，这种塑性变形也可通过弯曲、通过冲压或者通过镦锻进行。弹性密封体22被压合在屏蔽罩边缘和装配侧面之间的空隙中。由于密封材料具有阻尼特性因此在透射过程中渗入到密封间隙5中的电磁辐射能量被大大削弱。由于密封材料易于压缩所以安装时仅要求比较小的压紧力。图1中示出屏蔽罩在它的纵向侧面中具有两个成型的固定凸耳，在它的宽度侧面中具有一个成型的固定凸耳。当然，固定凸耳的数量是根据屏幕罩的大小而变化的。用于给内部空间通风以及排气的通孔15被极大地放大显示了。实际上这些孔的直径是非常小的，并且和交变场的待屏蔽的频率相一致。屏蔽罩20是由镀锡白铁皮制成的单件弯曲-冲压件。
图2和3表示放大了的屏蔽罩的边缘部位。屏蔽罩20的边缘3通过直角卷边12而延续。在外部周边侧面上，连接片8在卷边12上形成。连接片8的端部部位9设计成折叠凸耳11。正如易于从图3的横截面图中清楚看出的，连接片8穿过印制电路板2的通孔10。端部部位9通过绕着指向通孔方向的轴线交替弯曲而塑性变形。这样，折叠凸耳11在后面作用到印制电路板2的背侧面上。在屏蔽罩的封闭的实施形式中环绕的密封件22同时也防止从外部空间19渗入的灰尘或者污物进入内部空间18。在图3的截面图中密封件22是平板垫片13。它位于印制电路板2和边缘12之间的密封空隙5中，承受着弹性的预应力。平板垫片13在一个表面上涂有一层胶粘剂14，这样在安装时密封件和屏蔽罩形成一个单元，并且更易于操作。平板垫片13的下表面沿导电轮廓7位于装配侧面4上。导电轮廓7通过圆顶形接触点21形成，该接触点通过一种相应的布置实现电连接。通过密封空隙5中的挤压出现密封材料的弹性变形。接触点21在平板垫片的下表面上压入。通过对圆顶表面的这种包封使得接触部位得到很好的保护，免遭外部影响。通过这一措施使接触部位免遭腐蚀。这样做的结果是在很长的使用时间内接地连接的欧姆接触电阻可以保持得同样的低。导电轮廓7也可通过连续的印制线路或者另一接触模式形成。当然，平板垫片13也可以从下表面涂一层导电的胶粘剂。
图4为沿导电轮廓7的圆顶形接触点21的布置情况的放大俯视图。接触点21按间隙错位地设置。从接地连接的纵向延伸看接触点的距离例如为四毫米。在接触点上的圆顶为镀锡的，其直径为1.3毫米。EMV-平板垫片由一种聚酰胺-纺粘-纤维网制成。该纤维网具有高达85％的高的可压缩性，并且柔性很好。
然而，EMV-密封也可为其它结构，并且也可由其它材料制成。例如密封可以是一种开孔晶胞的(offenzellig)泡沫材料，并在其中添加导电和导磁的颗粒。此外，含有由一种具有这种导电特性的材料所制成的纤维的纤维网-和复合材料也适用于此。
金属纺织物可以是镀锡的、涂覆铜的钢丝纺织物。密封体可以由钢丝纺织物包缠。金属纺织物也可以通过聚合体的加固而在密封体中埋入。

Claims (13)

1.一种屏蔽装置，它具有
一个屏蔽罩(20)，该屏蔽罩盖住一个设置在一个印制电路板(2)上的电子电路，该屏蔽罩具有一个边缘(3)，该边缘通过一个空隙(5)和印制电路板的一个装配侧面(4)保持距离；
一个接触机构(6)，该接触机构设置在空隙中，并且在屏蔽罩和印制电路板上的一个导电轮廓(7)之间产生电连接，其中，连接片(8)在屏蔽罩的边缘上形成，通过该连接片将屏蔽罩固定在印制电路板上，并且接触机构在弹性预应力下固定，
其特征在于，接触机构是一个在空隙中环绕的弹性密封体(22)，该密封体吸收电磁波。
2.按照权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于，印制电路板设置有通孔(10)，在屏蔽罩固定后，连接片(8)在出口侧从通孔中伸出，并且连接片的塑性变形的端部部位(9)在背面从后面卡住印制电路板(2)。
3.按照权利要求2所述的屏蔽装置，其特征在于，一个连接片(8)的每个端部块是折叠凸耳(11)。
4.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，屏蔽罩(20)材料是单一的，并且单件连续地由一种金属材料制成。
5.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，边缘(3)是直角卷边(12)，在屏蔽罩处于安装状态时，所述直角卷边与装配侧面基本上平行地延伸，并且每个连接片(8)在外圆周侧形成，并且沿屏蔽罩(20)的一个壁(17)是向下构成的。
6.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，密封体(22)是平板垫片(13)，并且通过一种导电的胶粘剂(14)固定在屏蔽罩的边缘(3)上或者装配侧面(4)上。
7.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，导电轮廓是通过以栅距地设置在装配侧面上的圆顶形接触点(21)构成的。
8.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，屏蔽罩是冲压-弯曲件。
9.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，屏蔽罩是方形的。
10.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，在屏蔽罩(20)的一个盖板件(6)和/或一个壁板件(17)上设置通孔(15)。
11.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，在一个印制电路板(2)上设置多个屏蔽罩(20)，并且这些屏蔽罩的屏蔽效率各不相同。
12.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，密封体(22)由一种聚合材料、特别优选地由一种聚酰胺-纤维网制成，所述聚酰胺纤维网用金属进行涂层或者用一种金属纺织物包缠。
13.按照前述权利要求中至少一项所述的屏蔽装置，其特征在于，密封体(22)由一种导电的弹性体制成，该导电弹性体用一种镀锡的、涂覆铜的钢丝纺织物包缠。
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