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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Funkkommunikationseinrichtungen und genauer auf
eine elektromagnetische Abschirmung zum Abschirmen einer gedruckten
Leiterplatte innerhalb einer Funkkommunikationseinrichtung.
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Hintergrund
der Erfindung
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Elektromagnetische Interferenz ist
ein gewöhnliches
und gut bekanntes Problem in elektronischen Einrichtungen, wie etwa
Funkkommunikationseinrichtungen. Interferierende Signale können kapazitiv
auf Drähte
in der Schaltung eingekoppelt (elektrostatische Kopplung), magnetisch
in geschlossene Schleifen in der Schaltung eingekoppelt oder elektromagnetisch
auf Drähte
eingekoppelt werden, die als kleine Antennen für elektromagnetische Strahlung
agieren. Beliebige von diesen können
ein Mechanismus zum Koppeln von Signalen von einem Teil einer Schaltung
zu einem anderen Teil einer Schaltung werden.
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Eine Strategie zum Reduzieren von
Interferenzsignalen in einer Funkkommunikationseinrichtung ist es,
eine elektromagnetische Abschirmung zu verwenden. In mobilen Funkkommunikationseinrichtungen
nehmen die elektromagnetischen Abschirmungen gewöhnlich die Form eines Rahmens
an, der aus druckgegossenem Magnesium oder metallisierter spritzgegossener
Plastik hergestellt wird. Elektromagnetische Abschirmungen können auch
in der Form eine Blechhülse
sein, die die gedruckte Leiterplatte umschließt. Die Blechhülse kann
mit der gedruckten Leiterplatte verlötet sein oder kann durch Federklemmen
gehalten werden, die mit der gedruckten Leiterplatte verlötet sind.
In jedem Fall trägt der
Lötschritt
zu dem Aufwand einer Herstellung bei. Außerdem macht Verlöten der
Hülse mit
der gedruckten Leiterplatte Reparaturen schwieriger.
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Deckel, die aus druckgegossenem Metall oder
metallisierter Plastik hergestellt sind, werden manchmal an Stelle
von Blechhülsen
verwendet. Druckgegossene Metalle und spritzgegossene Plastik haben
eine praktische Grenze bezüglich
der Dicke, die bearbeitet werden kann, gegenwärtig ungefähr 0,50 mm bis 0,80 mm. Die
praktische Grenze, die durch gegenwärtige Technologie auferlegt
wird, ist einer der Begrenzungsfaktoren bei einer Gestaltung von
kleineren und leichteren Mobiltelefonen.
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Ein anderes Problem, auf das häufig getroffen
wird, wenn elektromagnetische Abschirmungen für Mobiltelefone gestaltet werden,
ist die Notwendigkeit, Bereiche auf der gedruckten Leiterplatte
aufzuteilen, um Schaltungen voneinander zu isolieren. Dies wird
gewöhnlich
durch Verwenden von Wänden bewerkstelligt,
um den Innenraum des Abschirmungsrahmens in einzelne Fächer zu
unterteilen oder durch Verwenden einer Vielzahl von Hülsen. Für ein beliebiges
gegebenes Mobiltelefon würden
die Fächer
oder Hülsen
derart angeordnet, dass jene Komponenten, die wahrscheinlich miteinander
interferieren, isoliert werden. Es ist wahrscheinlich, dass verschiedene
Modelle oder Typen von Telefonen unterschiedliche Abschirmungsgeometrien
erfordern, um Komponenten zu isolieren. Dies erhöht Kosten und Zeit zum Herstellen
neuer Varianten von Mobiltelefonen beträchtlich. Da außerdem diese
Abschirmungen zwischen verschiedenen Modellen von Telefonen nicht
austauschbar sind, gibt es eine Notwendigkeit, eine relativ große Anzahl
von Abschirmungen im Bestand zu unterhalten.
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Patentanmeldung WO 97 40655 A (C
A Phelphs, J C Phillips (US)), eingereicht durch Ericsson GE Mobile
Inc. (US) am 30. Oktober 1997, erörtert die Verwendung von elektromagnetischen
Abschirmungen für
Funktelefone.
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Noch andere Anmeldungen, wie etwa
die europäische
Patentanmeldung Nr. EP-A-0 727 932, eingereicht durch Tokyo Shibaura
Electric Co. am 21. August 1996, erörtern auch die Verwendung von
magnetischen Abschirmungen für
Funktelefone. Der darin offengelegte Stand der Technik leidet an
gewissen Nachteilen, die die vorliegende Anmeldung überwindet
und die nachstehend erörtert
werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist eine
elektromagnetische Abschirmung für
ein Funktelefon. Die elektromagnetische Abschirmung umfasst zwei
Hauptkomponenten – einen
Rahmen und eine Abschirmeinfügung.
Der Rahmen ist aus Metall oder Plastik hergestellt und umfasst eine
offene Wandstruktur. Die Abschirmung kann in dem Rahmen durch Reibung,
Presspassung oder Schnappmerkmale zurückgehalten werden. Die Abschirmeinfügung ist
beträchtlich
dünner
und leichter als Gießen
oder Spritzen ähnlicher
Einrichtungen in einer starren Komponente, wie etwa einem Zellulartelefonrahmen,
wobei dadurch ein mechanischer Größen- und Gewichtsvorteil gegenüber existierenden
Entwürfen
vorgesehen wird. Da die Merkmale der Abschirmeinfügung nicht-strukturell sind,
erhält
die vorliegende Erfindung ferner Vorteile in Größen- und Gewichtsreduzierung, ohne
Stärke
und Haltbarkeit zu opfern.
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Ein anderer Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist, dass der Rahmen für
eine Vielzahl von unterschiedlichen Modellen von Telefonen standardisiert
werden kann. Es können
beliebige plattformspezifische Merkmale gestaltet und in die Abschirmeinfügung einbezogen
werden, die schneller und bei geringeren Kosten als der Rahmen hergestellt
werden kann. Dies erlaubt, neue Varianten von Telefonen schneller
und bei geringeren Kosten auf den Markt zu bringen. Da der Rahmen
in einer Vielzahl von unterschiedlichen Modellen verwendet werden
kann, gibt es weniger Teile, die im Bestand zu unterhalten sind, was
zu einer weiteren Kosteneinsparung führt. Außerdem muss die Abschirmung
der vorliegenden Erfindung nicht mit der gedruckten Leiterplatte
verlötet werden.
Somit reduziert die vorliegende Erfindung die Kosten eines Herstellers
und macht Reparaturen weniger schwierig.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der elektromagnetischen
Abschirmung der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsansicht der elektromagnetischen Abschirmung.
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3 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Telefons,
das die elektromagnetische Abschirmung der vorliegenden Erfindung
einbezieht.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die die erste Ausführungsform mit einer Vielzahl
von austauschbaren Abschirmeinfügungen
zeigt.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform
der elektromagnetischen Abschirmung zeigt.
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6 ist
eine Teilansicht, die die zweite Ausführungsform der elektromagnetischen
Abschirmung zeigt.
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7 ist
eine perspektivische Teilansicht, die eine dritte Ausführungsform
der elektromagnetischen Abschirmung zeigt.
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8 ist
eine Teilansicht, die dritte Ausführungsform der elektromagnetischen
Abschirmung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, und
insbesondere auf 1 und 2, wird die elektromagnetische
Abschirmung der vorliegenden Erfindung darin gezeigt und allgemein
durch Bezugszeichen 10 angezeigt. Die Abschirmung 10 inkludiert
einen Rahmen 20 und eine Abschirmeinfügung 40. Der Rahmen 20 dient
als ein Halter für
die Abschirmeinfügung 40,
die innerhalb des Rahmens 20 eingepasst ist. Sobald die
Abschirmeinfügung 40 in
den Rahmen 20 eingebaut ist, wird der gesamte Abschirmungsaufbau 10 über den
oberen Teil einer gedruckten Leiterplatte 12 platziert,
die eine elektrische Schaltung enthält, die abzuschirmen ist.
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Der Rahmen 20 umfasst eine
allgemein rechteckige Wandstruktur 22, die einen vierseitigen Kasten
bildet. Der Rahmen ist aus druckgegossenem Magnesium, druckgegossenem
Aluminium, metallisierter spritzgegossener Plastik oder anderen
leitenden Materialien hergestellt. Die Wandstruktur 22 inkludiert
ein Paar von Endwänden 24 und
ein Paar von Seitenwänden 26.
Eine Schulter 28 ist an einer inneren Oberfläche der
Wandstruktur 22 ungefähr
in der Mitte zwischen den oberen und unteren Kanten der Wandstruktur 22 ausgebildet.
Der Zweck der Schulter 28 ist es, einen Tiefenstandort
für die
Abschirmeinfügung 40 vorzusehen,
wie hierin nachstehend beschrieben wird. Vier Schraubhülsen 30 erstrecken
sich von der inneren Oberfläche
der Wandstruktur 22 nach innen. Zwei Schraubhülsen 30 sind entlang
jeder Seitenwand 26 benachbart zu den vier Ecken des Rahmens 20 angeordnet.
Die Schraubhülsen 30 inkludieren
ein Durchgangsloch 32, um einen Durchgang einer Schraube
zu erlauben. Der Boden der Schraubhülse 30 ist mit der
Unterkante des Rahmens 20 bündig. Das obere Ende der Schraubhülse 30 ist
mit der Schulter 28 bündig.
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Die Abschirmeinfügung 40 ist aus einer
Metalllegierung hergestellt, wie etwa einer Kupfer-Beryllium-Legierung.
Die Abschirmeinfügung 40 inkludiert eine
relativ flache Bodenwand 42 und eine umgebende Seitenwand 44.
Somit ähnelt
die Abschirmeinfügung 40 einem
flachen Tiegel. Vier Schraubenlöcher 46 sind
in der Bodenwand 42 ausgebildet, die mit den Schraubenlöchern 32 in
dem Rahmen 20 ausgerichtet sind.
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Die Abschirmung 10 ist ausgemessen
und geformt, um in den Rahmen 20 zu passen, wie in 2 gezeigt. Die Bodenwand 42 der
Abschirmeinfügung 40 ruht
auf der Schulter 28 und Schraubhülsen 30. Somit dienen
die Schulter 28 und Schraubhülsen 30 dazu, die
Abschirmeinfügung 40 vertikal
zu fixieren, wie in 2 gezeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
drücken
die Seitenwände 44 der Abschirmeinfügung 40 nach
außen
gegen die innere Oberfläche
des Rahmens 20, um eine reibende Eingreifung zwischen der
Abschirmeinfügung 40 und dem
Rahmen 20 vorzusehen.
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Bezugnehmend nun auf 3 wird die elektromagnetische Abschirmung 10 der
vorliegenden Erfindung gezeigt, in ein Funktelefon 60 einbezogen zu
sein. Das Funktelefon inkludiert ein Gehäuse 62, das eine Vorderabdeckung 64 und
eine Rückabdeckung 66 inkludiert.
Der Abschirmungsaufbau 10 und die gedruckte Leiterplatte 12 sind
zwischen die Vorderabdeckung 64 und die Rückabdeckung 66 zwischengestellt.
Der Rahmen 20 des Abschirmungsaufbaus 10 bildet
somit den mittleren Teil des Gehäuses 62.
Die Vorderabdeckung 64, Rückabdeckung 66, gedruckte
Leiterplatte 12 und der Rahmenaufbau 10 werden
durch Schrauben 68 zusammengehalten, die sich von der Rückabdeckung 66 erstrecken
und in Löcher
(nicht gezeigt) in der Vorderabdeckung 64 winden. Wenn
die Schrauben 68 angezogen sind, wird der Rahmen 20 des
Abschirmungsaufbaus 10 mit der gedruckten Leiterplatte 12,
die eine Erdungsspur 14 inkludiert, die sich um deren Umkreis
erstreckt, zusammengedrückt.
Somit ist der Abschirmungsaufbau 10 geerdet.
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In einigen Fällen kann es wünschenswert sein,
Bereiche der gedruckten Leiterplatte 12 aufzuteilen, um
spezielle Schaltungen voneinander zu isolieren, um interne Interferenz
innerhalb des Telefons zu verhindern. Dies kann in der vorliegenden
Erfindung durch Ausbilden einer Abschirmeinfügung 40 mit einer
oder mehr Zwischenwänden 50 bewerkstelligt
werden, die den Bereich unterhalb der Abschirmung 10 in
eine Vielzahl von Fächern 52 unterteilen. Ein
Abschirmungsaufbau 10 mit einer in Fächer unterteilten Abschirmeinfügung 40 wird
in 4 gezeigt.
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In dieser Ausführungsform sind der Rahmen 20 und
die Abschirmeinfügung 40 der
ersten Ausführungsform
identisch, mit Ausnahme dessen, dass die Abschirmeinfügung 40 eine
oder mehr Innenwände 50 hat.
Die Innenwände 50 unterteilen
den Bereich unter der Abschirmung 10 in eine Vielzahl von
Fächern 52.
Es wird einem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein, dass ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine unterschiedliche
Einfügung 40 für unterschiedliche
Mobiltelefone gestaltet werden kann, die alle in den gleichen standardisierten
Rahmen 20 passen. 4 z.
B. zeigt drei unterschiedliche Abschirmeinfügungen 40 mit unterschiedlichen Abschirmungsgeometrien,
die alle in den gleichen Standardrahmen 20 passen. Diese
Austauschbarkeit erlaubt, dass der gleiche Rahmen 20 für mehrfache Telefone
verwendet wird, was Kosten und Zeit für eine Entwicklung neuer Modelle
beträchtlich
reduziert. Da der Rahmen 20 standardisiert und in einer Vielzahl von
Modellen verwendet werden kann, wird es außerdem eine Verringerung in
der Anzahl von Teilen geben, die im Bestand gehalten werden müssen, was
weiter Kosten reduziert.
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Bezugnehmend nun auf 5 und 6 wird eine
zweite Ausführungsform
des Abschirmungsaufbaus 10 gezeigt. Diese Ausführungsform
inkludiert einen Rahmen 20 und eine Abschirmeinfügung 40 im wesentlichen
wie oben beschrieben. Der Abschirmungsaufbau 10 in der
zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in mehrerlei Hinsicht.
Zuerst fehlt dem Rahmen 20 der zweiten Ausführungsform
eine Schulter 28 an der inneren Oberfläche der Wandstruktur 22.
In jeder anderen Hinsicht ist der Rahmen 20 der zweiten
Ausführungsform
dem Rahmen 20 der ersten Ausführungsform identisch. Die Abschirmeinfügung 40 ist
im wesentlichen die gleiche wie die erste Ausführungsform, mit Ausnahme dessen,
dass sich von der Seitenwand 44 ein Flansch 48 nach
außen
erstreckt. In jeder anderen Hinsicht ist die Abschirmeinfügung 40 die
gleiche wie die erste Ausführungsform.
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In der zweiten Ausführungsform
ruht der Flansch 48 der Abschirmeinfügung 40 auf der oberen Kante
des Rahmens 20, wenn die Abschirmeinfügung 40 in den Rahmen 20 eingeführt ist.
Somit dient der Flansch 48 dazu, die Abschirmeinfügung 40 in der
zweiten Ausführungsform
vertikal zu fixieren. Wenn das Funktelefon 60 zusammengebaut
ist, ist der Flansch 48 der Abschirmeinfügung 40 zwischen dem
Rahmen 20 und der gedruckten Leiterplatte 12 eingeschoben,
wie in 6 klar erkannt
werden kann. Diese Ausführungsform
sieht somit innigen Kontakt zwischen der Abschirmeinfügung 40 und
der Erdungsspur 14 der gedruckten Leiterplatte 12 vor.
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Bezugnehmend nun auf 7 und 8 wird eine
dritte Ausführungsform
des Abschirmungsaufbaus 10 gezeigt. Diese Ausführungsform
ist der ersten Ausführungsform
mit wenigen be trächtlichen
Unterschieden ähnlich.
In dieser Ausführungsform
inkludiert der Rahmen 20 eine Serie von Unterschneidungen 34 an
der inneren Oberfläche
der Wandstruktur 22. An Stelle eine Seitenwand 44 zu
haben, inkludiert die Abschirmeinfügung 40 eine Serie
von winkligen Fahnen 50 entlang den Kanten der Bodenwand 42. Die
Abschirmeinfügung 40 passt
in den Rahmen 20, sodass die Fahnen 50 mit den
Unterschneidungen 34 in dem Rahmen 20 eingreifen,
wie in 8 klar erkannt
werden kann. Das Eingreifen der Abschirmeinfügungsfahnen 50 in
den Rahmenunterschneidungen 34 verriegelt die Abschirmeinfügung 40 effektiv in
den Rahmen 20.
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Die vorliegende Erfindung kann natürlich auf anderen
speziellen Wegen als die jenen hierin dargelegten ausgeführt werden,
ohne von dem Geist und wesentlichen Charakteristika der Erfindung
abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb in
jeder Hinsicht als darstellend und nicht begrenzend zu betrachten,
und alle Änderungen,
die innerhalb der Bedeutung und des Entsprechungsbereichs der angefügten Ansprüche fallen,
sind gedacht, darin eingeschlossen zu sein.