專利名稱：包括有損耗的介質(zhì)的電磁干擾屏蔽件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電子元件封裝，尤其涉及被屏蔽以便保護(hù)免受電磁干擾(EMI) 的電子元件封裝。
背景技術(shù)：
正如此處所使用的，術(shù)語EMI (電磁干擾)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為一般指的是電磁干擾和射頻干 擾(RFI)發(fā)射，術(shù)語“電磁”應(yīng)當(dāng)認(rèn)為一般指的是電磁和射頻。在正常操作期間，電子設(shè)備一般產(chǎn)生不需要的電磁能量，由于借助于輻射和傳導(dǎo) 而產(chǎn)生的EMI發(fā)送，所述能量可以干擾位于附近的電子設(shè)備的操作。電磁能量具有寬范圍 的波長(zhǎng)和頻率。為了減少和EMI相關(guān)的問題不希望的電磁能量的源可被屏蔽并電氣接地。 另外，或者附加地，EMI接受器可被類似地屏蔽和電氣接地。設(shè)計(jì)屏蔽用于阻止電磁能量相 對(duì)于容納電子設(shè)備的殼體或其它機(jī)殼的進(jìn)出。因?yàn)檫@種機(jī)殼在相鄰的檢修窗之間以及門的 周圍具有間隙或縫隙，獲得有效的屏蔽是困難的，這是因?yàn)闄C(jī)殼中的縫隙允許EMI通過。此 夕卜，在由導(dǎo)電金屬制成的機(jī)殼的情況下，這些間隙形成導(dǎo)電殼體的間斷點(diǎn)而防止有利的法 拉第籠效應(yīng)，使得通過所述殼體的接地導(dǎo)電通路的效果降低。此外，借助于使所述間隙具有 和所述殼體的導(dǎo)電率大大不同的導(dǎo)電率，所述間隙可以作為一個(gè)槽形天線，使得殼體本身 成為第二個(gè)EMI源。屏蔽件一般被構(gòu)造成用于減少一個(gè)特定波長(zhǎng)或一個(gè)范圍的波長(zhǎng)的EMI。EMI屏蔽 件一般由高導(dǎo)電率的材料制成，其用于反射EMI的輻射分量，并把EMI的傳導(dǎo)分量排放到電 氣接地。例如，EMI屏蔽件一般由金屬例如銅、鋁、金、錫、綱和不銹鋼，金屬片和鎳形成。EMI 屏蔽件也可以由不同金屬的組合物例如鍍鎳的銅，以及導(dǎo)電金屬和電絕緣材料的組合物例 如鍍金屬的塑料制成。理論上，理想的EMI屏蔽件應(yīng)當(dāng)由無限導(dǎo)電的材料制成的完全封閉 的殼體形成，沒有任何孔、縫、間隙或氣孔。不過，實(shí)際的應(yīng)用得到的是由有限導(dǎo)電的材料構(gòu) 成的殼體，并具有一些孔。一般地說，減少任何孔的最大的尺寸(不僅僅是總面積)，并減 少孔的總數(shù)，趨于增加殼體的EMI保護(hù)或屏蔽效果。這些孔可以是有意形成的，例如用于容 納冷卻空氣的那些孔，或者是無意形成的，例如和制造方法相關(guān)的那些孔(例如縫)?？梢?使用特定的制造方法通過焊接或焊縫，或者借助于銑出一個(gè)空腔來改善屏蔽效果。具有孔 的EMI殼體的屏蔽效果是EMI的波長(zhǎng)的函數(shù)。一般地說，當(dāng)孔的最大尺寸小于波長(zhǎng)時(shí)(例 如小于波長(zhǎng))，屏蔽效果得以改善。不過，隨著工作頻率的增加，引入的EMI的相關(guān)的波 長(zhǎng)減少，導(dǎo)致任何非理想的EMI殼體的屏蔽效果的減小。EMI屏蔽殼體一般由導(dǎo)電材料制成，其在腔體內(nèi)引起電磁能量的諧振。例如，在腔 體的邊界的電磁場(chǎng)的反射在某種條件下可以在腔體內(nèi)產(chǎn)生駐波。這種諧振通過多個(gè)反射的 附加效果趨于增加電磁能量的峰值。借助于增加殼體內(nèi)的峰值能量值，這些諧振效果，在諧振頻率下可以減少視在屏蔽效果，這是因?yàn)橄嗤臍んw正在屏蔽一個(gè)較大的EMI源-諧振 的峰值電磁能量。在小的且密集地封裝的、敏感的在高頻下操作的電磁應(yīng)用中，EMI保護(hù)尤其重要。 在一種應(yīng)用中，通信收發(fā)信機(jī)，例如千兆位接口轉(zhuǎn)換器(GBIC)，把電流轉(zhuǎn)換成適合于通過光 纜傳輸?shù)墓庑盘?hào)并把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流。GBICS —般用于光纖通信和聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中作為高速 聯(lián)網(wǎng)的接口。如同其名稱表示的，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率大于每秒一個(gè)千兆位(gbps)。在一些應(yīng) 用中，在EMI殼體內(nèi)安裝GBIC模塊。圖IA和圖IB所示的EMI籠或殼體50的一個(gè)特定的形 狀因數(shù)由在相關(guān)工業(yè)中的幾個(gè)合作成員制定的多源協(xié)議(MSA)中說明了。如圖1所示，殼 體50的一端55是敞開的，用于適應(yīng)GBIC收發(fā)信機(jī)的插入和取出(即一種收發(fā)信機(jī)，其具 有符合可插入的小形狀因數(shù)規(guī)范的形狀因數(shù)，該規(guī)范在2000年9月14日的“Cooperation Agreement for Small Form-FactorPluggable Transceivers，，中說明了，其內(nèi)容被全部 包括在此作為參考)。MSA推薦的EMI籠50對(duì)在IGBPS下的GBIC的操作提供了屏蔽效果 的設(shè)計(jì)值，不過，當(dāng)工作頻率增加時(shí)，如不進(jìn)行改進(jìn)，推薦的EMI籠的屏蔽效果將顯得不足。 例如，使用在同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)(SONET)標(biāo)準(zhǔn)中描述的光載波協(xié)議的新興的應(yīng)用可以在IGBPS 以上的頻率下工作(例如0C48協(xié)議支持高達(dá)2. 5Gbps的數(shù)據(jù)速率，0C-192協(xié)議支持高達(dá) IOGbps的數(shù)據(jù)速率)。具有一些用于對(duì)電子元件提供EMI屏蔽的方法。例如，授予Higgins，III的美國(guó) 專利5639989，該專利的全部被包括在此作為參考。Higgins披露了使用一種殼體，其中所 有內(nèi)部表面被均勻地涂覆由含有填料顆粒的聚合物形成的第一 EMI材料。Higgins披露的 方法作為均勻的涂層應(yīng)用第一 EMI材料。所披露的方法還指出，選擇不同的材料作為填料 顆粒導(dǎo)致在特定的頻率范圍內(nèi)的電磁能量的衰減。

發(fā)明內(nèi)容
一般地說，本發(fā)明涉及EMI屏蔽，例如高度導(dǎo)電的金屬殼體或籠，其包括電吸收材 料或有損耗的材料，以用于吸收EMI的一部分，由此在工作頻率的一個(gè)范圍內(nèi)增加EMI屏蔽 的性能。所述吸收材料借助于歐姆損耗的作用_以發(fā)熱的形式耗散EMI的一部分，這可以 從環(huán)境中除去一部分EMI。所述吸收材料當(dāng)置于導(dǎo)電的腔體內(nèi)部時(shí)，還可以改變腔體的諧振 特性，以減少腔體內(nèi)的電磁場(chǎng)的諧振“尖峰”，和/或使得頻率、諧振峰值或截止遷移。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于提供屏蔽高頻電磁干擾的屏蔽系統(tǒng)。所述屏蔽 系統(tǒng)包括適用于蓋住一裝置的至少一部分的導(dǎo)電屏蔽件。所述屏蔽系統(tǒng)還包括被設(shè)置在所 述導(dǎo)電屏蔽件的第一側(cè)上的電磁吸收材料。組合的導(dǎo)電屏蔽件和電磁吸收材料衰減對(duì)于被 屏蔽的裝置的電磁能量的傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，所述屏蔽系統(tǒng)包括限定一個(gè)適合于容納一裝置的腔體的殼體。 在另一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體適用于在基本上所有的側(cè)面上封裝所述裝置。在另一個(gè)實(shí)施 例中，所述電磁吸收材料被施加于內(nèi)部表面的至少一部分上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體適用于與一電路板相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體 包括被可拆卸地連接的至少一部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電屏蔽件適用于容納光纖 發(fā)送器和光纖接收器中的至少一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電屏蔽件適用于容納千兆 位接口轉(zhuǎn)換器(GBIC)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電屏蔽件包括基本上符合小形狀因數(shù)可插標(biāo)準(zhǔn)的形狀因數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電屏蔽件從由鋁、銅、鎳、錫、銀、金、鈹、磷青銅、鋼、不銹鋼以 及它們的組合物構(gòu)成的組中選擇。在另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電屏蔽件包括金屬薄板。 在一個(gè)實(shí)施例中，能量吸收材料從由導(dǎo)電材料、碳?；F粉、鋁硅鐵粉、鐵氧體、鐵 硅化物、磁合金、磁薄片以及它們的組合物構(gòu)成的組中選擇。在另一個(gè)實(shí)施例中，能量吸收 材料包括在一基體中懸浮的電吸收顆粒。在另一個(gè)實(shí)施例中，能量吸收材料從由以下材料構(gòu)成的組中選擇導(dǎo)電材料、碳、 碳?；F粉末、鋁硅鐵粉、鐵氧體、鐵硅化物、磁合金、磁薄片、鋼絲綿、碳浸橡膠、塑料多股 載體中的鐵氧體、金屬箔、包覆金屬例如鐵、鎳以及鐵/鎳組合物的材料、從包括鐵、鎳、具 有環(huán)氧樹脂的銅、漆粘合劑及其組合物構(gòu)成的組中選擇的膏狀合成物、以及它們的組合物。 在另一個(gè)實(shí)施例中，能量吸收材料使用壓力敏感的粘合劑來粘附。在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于衰減高頻電磁能量對(duì)于裝置的傳遞的處理。所 述處理包括以下步驟在適用于覆蓋裝置的至少一部分的導(dǎo)電屏蔽件反射電磁能量，改變 與所述導(dǎo)電屏蔽件相關(guān)的電磁諧振，以及吸收接近導(dǎo)電屏蔽件的電磁能量的部分，由此減 少對(duì)于裝置的電磁能量的傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，改變電磁諧振的步驟包括減少電磁諧振 的峰值。在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于衰減高頻電磁能量對(duì)于裝置的傳遞的處理。所 述處理包括以下步驟提供適用于覆蓋一裝置的至少一部分的導(dǎo)電屏蔽件，以及提供適用 于吸收預(yù)定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的至少一部分的電磁能量的電磁吸收材料。所述處理還包括利用 電磁吸收材料處理導(dǎo)電屏蔽件的至少一部分，以及把經(jīng)過處理的導(dǎo)電屏蔽件緊靠所述裝置 放置。所述導(dǎo)電屏蔽件減少電磁能量對(duì)于裝置的傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理步驟包括把電磁吸收材料施加在導(dǎo)電屏蔽件的第一側(cè) 上。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述處理步驟包括從由以下處理構(gòu)成的組中選擇的處理涂覆，浸 漬，噴涂，蒸氣淀積，絲網(wǎng)印刷，機(jī)械固定，化學(xué)粘結(jié)，以及它們的組合。在另一個(gè)實(shí)施例中， 所述處理步驟包括模制，成形，以及在導(dǎo)電屏蔽件上的適當(dāng)位置使得電磁吸收材料成形中 的至少一種處理。在一個(gè)實(shí)施例中，提供電磁吸收材料的步驟包括形成具有預(yù)定厚度的吸收材料 板，并使所述吸收材料板適用于施加到導(dǎo)電屏蔽件的第一側(cè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述適用 步驟包括對(duì)吸收材料的板的至少一側(cè)施加化學(xué)緊固劑。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用步驟包括 對(duì)所述吸收材料板的至少一側(cè)施加壓力敏感粘合劑。在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于衰減對(duì)于一裝置的高頻電磁能量的傳遞的屏 蔽，所述屏蔽包括適用于覆蓋至少所述裝置的一部分的用于反射電磁能量的裝置，用于改 變與用于反射電磁能量的裝置有關(guān)的電磁諧振響應(yīng)的裝置，以及用于吸收在用于反射電磁 能量的裝置附近的一部分電磁能量的裝置。從而減少電磁能量對(duì)于所述裝置的傳遞。在一 個(gè)實(shí)施例中，用于反射電磁能量的裝置包括導(dǎo)電屏蔽件。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述用于改變 電磁諧振的裝置包括電磁吸收材料。


本發(fā)明特別在所附權(quán)利要求中提出了。通過結(jié)合附圖參閱下面的說明可以更好地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，其中圖IA是表示用于一種裝置的導(dǎo)電的EMI籠的頂視、側(cè)視和端視外部矩形圖；圖IB是表示圖IA的導(dǎo)電的EMI的底部的外部示意圖；圖2A是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被施加于一個(gè)EMI殼體的 一部分發(fā)內(nèi)部；圖2B是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被施加于EMI殼體的外 部；圖2C是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被施加于EMI殼體的一 部分的外部和內(nèi)部；圖3是圖2A所示的本發(fā)明的實(shí)施例的更詳細(xì)的示意圖；圖4A是本發(fā)明的另一個(gè)可替換的實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料適用于EMI殼 體的外部部分；圖4B是本發(fā)明的另一個(gè)可替換的實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被施加于EMI 殼體的內(nèi)部部分；圖4C是本發(fā)明的另一個(gè)可替換的實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被施加于EMI 殼體的內(nèi)部和外部；圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被直接施加于電子元件 上；圖6是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中有損耗材料被施加于EMI殼體的 第一側(cè)；圖7是表示測(cè)試結(jié)果的曲線，用于比較本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)的屏蔽的 輻射發(fā)射性能；圖8是表示圖2A所示的本發(fā)明的實(shí)施例的步驟的流程圖；圖9A是本發(fā)明的電路板可安裝的實(shí)施例的示意圖；圖9B是圖9A所示的實(shí)施例的帶和卷軸封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；圖IOA和圖IOB是本發(fā)明的兩個(gè)電路板可安裝的實(shí)施例的示意圖；以及圖IOC和圖IOD分別是在圖10A，IOB所示的實(shí)施例的帶和卷軸封裝結(jié)構(gòu)的示意 圖。
具體實(shí)施例方式可以使用有損耗材料抑制EMI (電磁干擾)發(fā)射，例如，通過把電磁能量轉(zhuǎn)換成另 一種形式的能量，例如熱能。電磁場(chǎng)可以在具有有限電導(dǎo)率的有損耗材料內(nèi)感應(yīng)流過的電 流，從而引起歐姆損耗。在一個(gè)實(shí)施例中，有損耗材料可以由混合在彈性體例如樹脂中的鐵 氧體類材料形成。在其它實(shí)施例中，有損耗材料可以由有損耗填料形成，例如混合在開口的 網(wǎng)狀泡沫中的碳粉。有損耗材料可以呈板的形式，或者呈用于涂覆基板的液體形式。有損耗 材料的一些例子是導(dǎo)電材料，碳，鐵，碳酰基鐵粉末，鋁硅鐵粉，鐵氧體，鐵硅化物，磁合金， 磁薄片，鋼絲綿及其組合物。有損耗材料的其它例子包括碳浸橡膠、塑料多股載體中的鐵氧 體、金屬箔、包覆材料，包括鐵、鎳以及鐵/鎳組合物，從包括鐵、鎳、具有環(huán)氧樹脂的銅、漆 粘合劑及其組合物構(gòu)成的組中選擇的膏狀合成物，以及它們的組合物，以及前述的有損耗材料的組合。用于實(shí)現(xiàn)電磁效果的其它材料包括氧化鋁(AI2O3),藍(lán)寶石，二氧化硅(SiO2), 二氧化鈦(TiO2)，以及它們的組合物。在一些實(shí)施例中，有損耗材料可以和其它材料組合，以便達(dá)到所需的效果。例如， 有損耗材料可以和阻燃劑組合，以便滿足嚴(yán)格的易燃性標(biāo)準(zhǔn)。一種易燃性標(biāo)準(zhǔn)是UL94V0 垂直火焰試驗(yàn)，在名稱為 “Testsfor Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices andAppliances"5th Edition, 1996 ^StJ Underwriter LaboratoriesStandard 94 中詳細(xì)說明了，其全部?jī)?nèi)容被包括在此作為參考。在一個(gè)實(shí)施例中，制備微粒形式的阻燃添 加劑，并和有損耗材料例如碳?；F粉組合，借以使每個(gè)添加劑懸浮在基體例如彈性體或 樹脂粘合劑中。許多美國(guó)專利描述了有損耗材料及其應(yīng)用。例如見授予Adkins的US4408255， 授予Moore等人的US5689275，授予Kime等人的US5617095，以及授予Brown等人 的US5428506，這些專利的全部?jī)?nèi)容被包括在此作為參考。共同未決的申請(qǐng)日為2002 年10月21日，美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)為60/419873的專利申請(qǐng)也描述了有損耗材 料，其全部?jī)?nèi)容被包括在此作為參考。有損耗材料的一些制造者是R&F Procucts, San Marcos, CA ；ARC TechnicalResources, Inc. Jose, CA ；Tokin America, Inc., Union City, CA ；Intermark-USA, Inc, of Long Island City, NY ；TDK of MountProspect, IL ； Emerson&Cuming Composite Matarials, Inc, ofCantoo, MA ；Cuming Corp. Micrewave Products of Avon, MA ；以及 Capeon of Inwood, NY。按照本發(fā)明，通過把第一高頻吸收EMI材料施加于第二反射EMI材料，以便可以把 EMI屏蔽件附加于新制造的或現(xiàn)有的電子元件的包裝或殼體上。高頻吸收材料包括有損耗 材料，在一些其中的有損耗材料的性質(zhì)是寬帶的實(shí)施例中，在一個(gè)寬的頻率范圍內(nèi)吸收EMI 能量。反射EMI材料可以是任何EMI屏蔽材料，例如金屬，包括當(dāng)前由本領(lǐng)域技術(shù)人員使用 的金屬板。在一個(gè)實(shí)施例中，有損耗材料可被制造成板，并把施加在導(dǎo)電的EMI屏蔽件例如 金屬EMI屏蔽件的至少一部分上。另外，有損耗材料可以作為板或涂層在制造期間被施加。 有損耗材料可被附加于EMI屏蔽件的內(nèi)部、外部或內(nèi)部表面和外部表面兩個(gè)表面上。圖2A表示被構(gòu)造成為EMI殼體99的EMI屏蔽件的一個(gè)實(shí)施例，其包括被施加于 反射材料100上的吸收材料102。在一個(gè)實(shí)施例中，使用粘合劑104，把吸收材料或有損耗 材料102施加于反射材料100的至少一部分上。所述粘合劑可以是可固化的粘合劑，例如 環(huán)氧樹脂，或不可固化的粘合劑，例如壓力敏感的粘合劑。粘合劑可以是導(dǎo)電的粘合劑或不 導(dǎo)電的粘合劑。EMI殼體99可以包括高度導(dǎo)電的反射材料100，例如鋁、銅、鎳、錫、銀、金、鈹、鋼、 不銹鋼、金屬板，其包括不同的導(dǎo)電材料的化合物或組合物，例如鍍鎳的銅、磷青銅、鍍錫的 鋼等。EMI99也可以包括絕緣材料，例如被合適地包覆導(dǎo)電層或金屬層的塑料-這種包覆金 屬的塑料通常用于小的、重量輕的電子裝置的封裝中。EMI殼體99可以是一個(gè)基本上密閉的容器，例如盒子，或者是部分敞開的容器，例 如盒子或具有小于6個(gè)側(cè)面的罩。例如，EMI殼體99可以只包括5個(gè)側(cè)面，用于這樣的應(yīng) 用，其中EMI殼體99被安裝在另一個(gè)表面上，例如電路板、底板或?qū)щ姎んw。在一些應(yīng)用 中，EMI殼體99可以是一個(gè)平面，例如適合于緊固到電子裝置上的板。EMI殼體99還可包括一個(gè)或幾個(gè)孔106。所述的孔例如可用于提供和設(shè)置在其中的任何電子元件和/或器件 的互連。此外，這些孔可用于冷卻，對(duì)于不需要封閉的那些表面，這些孔甚至用于節(jié)約成本 和/或降低重量。有損耗材料102可被選擇地施加于EMI殼體99的整個(gè)內(nèi)表面和/或外表面上。 另外，有損耗材料102可被選擇地施加于內(nèi)表面和/或外表面的一部分上。例如，在電磁能 量具有一個(gè)優(yōu)選的極化的應(yīng)用中，或者在只有EMI殼體99的一部分暴露于EMI能量的應(yīng)用 中，有損耗材料102可以用一種被限制的方式被涂覆，使得蓋住最敏感的(即暴露的)一個(gè) 或幾個(gè)表面。有損耗材料102可以在制造過程期間被施加，或者在制造之后被施加。使用不導(dǎo) 電的壓敏粘合劑104幫助在制造處理之后施加有損耗材料102。例如，有損耗材料102可在 板級(jí)裝配期間、在任何的保形涂覆之前或之后、在系統(tǒng)級(jí)裝配期間、或者在安裝之后的任何 時(shí)間被施加。用這種方式，可以在任何時(shí)間把有損耗材料施加于任何EMI殼體。例如，由于 在設(shè)備安裝或升級(jí)期間，或者稍后，通常首先發(fā)生由于EMI而引起的干擾，或者這種干擾是 第一明顯的。在這個(gè)時(shí)間期間，一般電磁環(huán)境以不可預(yù)測(cè)的方式改變；因此，借助于根據(jù)需 要獨(dú)特地調(diào)整有損耗材料的施加，對(duì)于減輕在安裝之后的期間內(nèi)的EMI是有利的。參見圖2B，該圖表示EMI殼體99的另一個(gè)實(shí)施例，其中使用粘合劑104把有損耗 材料102施加在EMI殼體99的外表面上。外部施加可以消弱從其它的外部系統(tǒng)或裝置入 射的任何EMI。此外，有損耗材料102的外部施加可以 消弱在殼體99上及其附近駐留的表 面電流。圖2C表示具有使用粘合劑104對(duì)導(dǎo)電殼體100的內(nèi)表面和外表面施加的有損耗 材料102的EMI殼體99，用于減輕在EMI殼體99的兩個(gè)表面上的EMI。圖3以正投影表示吸收材料102被施加于圖1A，IB的EMI罩50的一個(gè)實(shí)施例的 外部頂部、側(cè)部和底部。制備一個(gè)呈矩形板形狀的吸收材料102，其尺寸使得能夠沿著EMI 罩50的內(nèi)部頂面裝配。在一個(gè)實(shí)施例中，EMI材料102的板被形成具有大約0. 03英寸的厚 度。吸收板102可以使用粘合劑被固定到內(nèi)部的頂面上。在另一個(gè)實(shí)施例中吸收材料102 依靠由合適尺寸的元件當(dāng)被插入其中時(shí)提供的機(jī)械壓力，被可拆卸地固定到EMI罩105的 內(nèi)部頂面上。圖4A表示EMI罩99的截面圖，具有被施加到導(dǎo)電材料100的外表面上的外部有 損耗材料層200。在這種應(yīng)用中，有損耗材料200的施加不使用粘合劑。對(duì)導(dǎo)電材料100 施加有損耗材料200的另一種處理包括任何的涂覆處理，例如涂覆、浸漬、噴涂、涂油墨、絲 印、以及本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它處理。圖4B表示EMI殼體99的截面圖，具有被類似地施加到導(dǎo)電材料100的內(nèi)表面上 的內(nèi)部有損耗材料層202。圖4C表示EMI殼體99的截面圖，具有外部有損耗材料層200和 內(nèi)部有損耗材料層202，它們分別被施加于殼體99的外表面和內(nèi)表面上。圖5表示另一個(gè)實(shí)施例，其中EMI殼體99被直接施加于電子元件或器件400上。 例如，EMI殼體99可被選擇地施加于集成電路或器件殼體的至少一個(gè)表面上。在一個(gè)實(shí)施 例中，EMI殼體99形成EMI屏蔽件，其包括高度導(dǎo)電層100，任選的粘合劑層104，有損耗材 料層102，以及第二粘合劑層104。在另一個(gè)實(shí)施例中，EMI殼體99可以使用另一種固定裝 置例如螺絲釘、夾子或摩擦夾固定到器件400上，而不使用粘合劑。
圖6表示EMI殼體99的一個(gè)實(shí)施例的分解圖，其中EMI屏蔽件105的基本上全部 的外部表面由一層有損耗材料102保護(hù)。有損耗材料102利用粘合劑104按照上面所述的 方法被施加，并在有損耗材料102中提供小孔，用于配合EMI屏蔽件105的特意的孔。這種 技術(shù)可用于涂覆EMI屏蔽件105的任何的或所有的外部表面。有損耗材料102可以是在被 施加到EMI屏蔽件之前按照預(yù)定的尺寸被預(yù)切割的，或預(yù)成形的。另外，有損耗材料102可 被制成適應(yīng)的形式，使得有損耗材料102可以圍繞EMI殼體的至少一部分被構(gòu)造成(例如 被折疊)。適應(yīng)的形式的例子包括柔性的吸收材料，例如橡膠化的吸收材料(例如聚合物， 或包括吸收顆粒的橡膠基體)。此外，根據(jù)需要，可以提供孔106，以用于容納互連部分、冷 卻空氣流等。 在EMI屏蔽件99上增加有損耗材料層102對(duì)于改善在IGHz以上的屏蔽效果是尤 其有效的。例如，對(duì)圖3所示的EMI殼體的頂部施加由加有碳酰基鐵粉(CIP)形成的硅樹 脂彈性體構(gòu)造成的有損耗材料層102和圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比提供了一種改進(jìn)的 屏蔽效果。具體地說，應(yīng)用有損耗材料層102在被發(fā)現(xiàn)在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的裝置50中 有問題的頻率上提供了改進(jìn)的屏蔽效果。在一個(gè)實(shí)施例中，有損耗材料102可以制成例如 具有大約0. 02英寸的厚度的板。有損耗材料102的板然后利用模具被切割成形，并使用不 導(dǎo)電的壓力敏感的粘合劑104被施加于被屏蔽的罩子例如現(xiàn)有技術(shù)的裝置50的內(nèi)表面的 頂部。根據(jù)特定的應(yīng)用、操作條件、有損耗材料102、以及其施加的方式和位置，預(yù)計(jì)可以達(dá) 到大約IOdB或更多的屏蔽效果的改進(jìn)。現(xiàn)在參看圖7，其中提供了表示試驗(yàn)結(jié)果的曲線，用于比較類似于圖1所示的裝置 50的EMI殼體的輻射發(fā)射性能和具有吸收物或有損耗材料的相同的EMI殼體的輻射發(fā)射 性能。具體地說，被測(cè)試的吸收物102是被制成0. 02英寸厚的加有碳?；F粉的硅樹脂彈 性體。所述彈性體被模具切割，并被施加于EMI殼體的內(nèi)部的頂部。曲線的縱軸表示由每 個(gè)殼體提供的衰減或損耗(用分貝“dB”度量)，橫軸表示相應(yīng)的頻率(以兆赫茲“MHz”度 量)。結(jié)果表明，經(jīng)過吸收材料處理的屏蔽件在所有測(cè)量的頻率下比未處理的屏蔽件提供了 較大的衰減。例如，在大約2000MHz下，經(jīng)過吸收材料處理的屏蔽件提供了至少大約8dB的 改進(jìn)或衰減差(即Δ)或改善。參見圖8，用于屏蔽電子元件的處理包括提供EMI屏蔽例如高度導(dǎo)電的EMI材料的 步驟(步驟500)。一般地說，高度導(dǎo)電的材料或EMI屏蔽件被形成用于封閉一個(gè)或幾個(gè)電 子元件。EMI屏蔽件通過操作用于反射輻射的電磁能量，趨于把從屏蔽件的一側(cè)上發(fā)出的電 磁能量保持在屏蔽件的那一側(cè)上。不過，在屏蔽件中具有孔的位置，一些EMI將穿透到另一 側(cè)。EMI屏蔽件還通過操作用于收集EMI，并把其引向電接地。(例如，EMI屏蔽件可以通過 焊接到底板例如印刷電路板上的表面安裝的焊接被電接地)。EMI屏蔽件還可以通過一個(gè) 或幾個(gè)接地引線或焊接帶，或通過被設(shè)計(jì)用于互連電氣地的一個(gè)或幾個(gè)安裝銷被接地。EMI 屏蔽件在其封閉的腔體內(nèi)含有由其包含的電子元件產(chǎn)生的EMI的一部分，同時(shí)保護(hù)其所包 含的元件免受外部電磁能量的干擾。接著，提供吸收材料(步510)。吸收或有損耗材料把EMI能量轉(zhuǎn)換成能量的另一種 形式，例如熱能，因而從環(huán)境中除去EMI的被轉(zhuǎn)換的部分。吸收材料可被施加于內(nèi)部表面、 外部表面或內(nèi)外兩個(gè)表面上，或者局部地或者整體地。對(duì)于其中有損耗材料被施加于形成 空腔的EMI屏蔽件的內(nèi)部的應(yīng)用，除去吸收EMI的一部分之外，有損耗材料還改變由所述腔體形成的諧振的品質(zhì)因數(shù)。對(duì)于其中有損耗材料在寬的頻率范圍內(nèi)操作的應(yīng)用，有損耗材料的寬帶特征起作用，從而除去在所述寬的頻率范圍內(nèi)的諧振。最后，第二 EMI材料(即有 損耗材料)被粘結(jié)、固定或用其它方式施加到第一 EMI材料上(即EMI屏蔽件)(步520)。在一些實(shí)施例中，處理選擇地包括一個(gè)附加步驟(用虛線表示)，用于把吸收EMI 的屏蔽件固定到底板例如電路板上(步525)。相應(yīng)地，在一些應(yīng)用中，有利的是，在裝置上 或甚至在元件級(jí)上提供EMI保護(hù)。這種針對(duì)目標(biāo)的屏蔽使得能夠節(jié)省成本、降低復(fù)雜性，甚 至改善性能。適用于容納安裝在電路板例如印刷電路板上的電子器件的產(chǎn)品屏蔽(“板級(jí) 屏蔽”(“board level shield”))在市場(chǎng)上是可以得到的。一個(gè)板級(jí)EMI屏蔽件的供應(yīng)商 是BMI，Inc, ofSchaumburg, IL。示例的板級(jí)導(dǎo)電EMI屏蔽件包括BMI零件號(hào)碼BMI-S-101 到 BMI-S-107 和 BMI-S-201 到 BMI-S-207。板級(jí)EMI屏蔽件是導(dǎo)電的并且一般形成一個(gè)具有5個(gè)側(cè)面的盒子，盒子的底側(cè)是 敞開的。因而，開口的盒子可被置于板安裝的電子器件的頂部。圖9A表示板級(jí)屏蔽件600 的一個(gè)實(shí)施例的頂視、側(cè)視和正視圖。板級(jí)屏蔽件600可以選擇地包括在頂部導(dǎo)電表面604 上的一個(gè)或幾個(gè)孔602，如圖所示。再次，孔602可以容納和被屏蔽的器件之間的互連部分， 以及使得冷卻氣流能夠通過。板級(jí)屏蔽件600的導(dǎo)電的側(cè)面605a也可以適用于安裝到底 板上。例如，側(cè)面605a包括安裝銷610，或安裝焊盤，用于表面安裝應(yīng)用，可用于通過焊接把 板級(jí)屏蔽件600固定到電路板上。在一些實(shí)施例中，銷子610伸入和/或通過電路板，使得 側(cè)部的安裝邊615和電路板接觸。屏蔽件600和電路板的側(cè)面的緊密接觸一般是需要的， 以便減少可以傳播EMI的不希望的孔。然后，電磁吸收材料618可被施加于板級(jí)屏蔽件600 的一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)電側(cè)部604，605a，605b上，如前所述。如圖所示，吸收材料618被制成板， 被安裝到屏蔽件的內(nèi)頂面604上。在一些實(shí)施例中，吸收材料618可以附加地或者選擇地 被安裝到屏蔽件600的側(cè)面605a，605b和/或任何外表面上。圖9B表示板級(jí)吸收EMI屏蔽件600的一個(gè)封裝實(shí)施例。幾個(gè)板級(jí)屏蔽件600可 被封裝在帶620上，所述的帶可被繞在一個(gè)帶盤上。這種帶和帶盤封裝實(shí)施例很好地適用 于自動(dòng)裝置，以大量的輸出推進(jìn)印刷電路板。雖然針對(duì)印刷電路板進(jìn)行了說明，但本發(fā)明是 可升級(jí)的，并適用于安裝到其它表面例如半導(dǎo)體的襯底上。圖10A-10D表示另一個(gè)實(shí)施例，包括兩個(gè)板級(jí)吸收EMI的屏蔽件。如圖所示，除去 至少一個(gè)表面是可拆卸的之外，和前述的一件板級(jí)屏蔽件600類似地構(gòu)造成導(dǎo)電框架700。 例如，框架700可以包括一個(gè)或幾個(gè)孔705，使得一個(gè)表面基本上是敞開的，借以使得能夠 接近其內(nèi)容納的任何元件和/或器件?？梢赃x擇地提供支撐件710，用于作為結(jié)構(gòu)支撐和/ 或幫助由自動(dòng)裝置對(duì)框架700進(jìn)行處理?？梢蕴峁┮粋€(gè)單獨(dú)的表面，例如頂或蓋740，借以 可以把頂部緊固到框架700上。在一些實(shí)施例中，使用例如提供摩擦配合的或提供張力配 合的(例如彈簧指)機(jī)械緊固裝置可拆卸地固定所述的蓋。在另一些實(shí)施例中，可以利用化 學(xué)緊固劑例如導(dǎo)電的粘合劑或焊料被可拆卸地固定。此外，至少一個(gè)側(cè)面例如蓋740包括 吸收材料744，并且選擇地包括孔742，用于互連與冷卻。如圖IOC和IOD所示，兩件的EMI 屏蔽件也可以被封裝在帶和帶盤的配置上，以便支持大量生產(chǎn)。在圖IOC所示的實(shí)施例中， 框架700被安裝在第一帶750a上。在圖IOD所示的實(shí)施例中，蓋740被安裝在第二帶750b 上。在另一個(gè)實(shí)施例中，組合的框架710和蓋740可被預(yù)先裝配，并被封裝在一個(gè)帶上。不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和構(gòu)思，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)上述的技術(shù)方案作出各種改變和改型。因此，所述的各種特征和配置以及等效物可用于各種組合和變更中。因而，本發(fā)明不由上述的說明限定，而是由下面的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種用于提供屏蔽電磁干擾的設(shè)備，所述設(shè)備包括導(dǎo)電屏蔽件，其適用于覆蓋一裝置的至少一部分；設(shè)置在所述導(dǎo)電屏蔽件的第一側(cè)上的電磁吸收材料，所述電磁吸收材料包括在基體中懸浮的電吸收顆粒，從而該導(dǎo)電屏蔽件和該電磁吸收材料的組合使得相對(duì)于所述裝置的電磁能量的傳遞衰減。
2.一種用于提供屏蔽電磁干擾的設(shè)備，所述設(shè)備包括 導(dǎo)電屏蔽件，其適用于覆蓋一裝置的至少一部分；施加到所述導(dǎo)電屏蔽件的外部表面上的電磁吸收材料，從而該導(dǎo)電屏蔽件和該電磁吸 收材料的組合使得相對(duì)于所述裝置的電磁能量的傳遞衰減。
3.一種用于相對(duì)于一裝置使得電磁能量的傳遞衰減的方法，所述方法包括以下步驟 以導(dǎo)電屏蔽件來反射電磁能量，其中該導(dǎo)電屏蔽件適用于覆蓋一裝置的至少一部分； 改變與所述導(dǎo)電屏蔽件相關(guān)的電磁諧振，以及通過設(shè)置在所述導(dǎo)電屏蔽件的第一側(cè)上的電磁吸收材料，所述電磁吸收材料包括在基 體中懸浮的電吸收顆粒，吸收接近該導(dǎo)電屏蔽件的電磁能量的部分，由此減少相對(duì)于所述 裝置的電磁能量的傳遞。
4.一種用于相對(duì)于一裝置使得電磁能量的傳遞衰減的方法，所述方法包括以下步驟 以導(dǎo)電屏蔽件來反射電磁能量，其中該導(dǎo)電屏蔽件具有適用于覆蓋一裝置的至少一部分的殼體，所述殼體包括至少一個(gè)可拆卸的表面，形成了可拆卸的蓋以允許接近位于殼體 內(nèi)的所述裝置；改變與所述導(dǎo)電屏蔽件相關(guān)的電磁諧振，以及通過施加到所述導(dǎo)電屏蔽件的外部表面上的電磁吸收材料，吸收接近該導(dǎo)電屏蔽件的 電磁能量的部分，由此減少相對(duì)于所述裝置的電磁能量的傳遞。
5.一種用于衰減電磁能量相對(duì)于一裝置的傳遞的方法，所述方法包括以下步驟 提供導(dǎo)電屏蔽件，其適用于覆蓋裝置的至少一部分的殼體；提供適用于吸收預(yù)定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的至少一部分的電磁能量的電磁吸收材料，所述電 磁吸收材料包括在基體中懸浮的電吸收顆粒；利用電磁吸收材料處理所述導(dǎo)電屏蔽件的至少一部分；以及將經(jīng)過處理的該導(dǎo)電屏蔽件放置在所述裝置附近，其中所述經(jīng)過處理的導(dǎo)電屏蔽件減 少電磁能量相對(duì)于所述裝置的傳遞。
6.一種用于衰減電磁能量相對(duì)于一裝置的傳遞的方法，所述方法包括以下步驟 提供導(dǎo)電屏蔽件，其適用于覆蓋裝置的至少一部分；提供適用于吸收預(yù)定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的至少一部分的電磁能量的電磁吸收材料； 利用電磁吸收材料處理所述導(dǎo)電屏蔽件的外部表面的至少一部分；以及 將經(jīng)過處理的該導(dǎo)電屏蔽件放置在所述裝置附近，其中所述經(jīng)過處理的導(dǎo)電屏蔽件減 少電磁能量相對(duì)于所述裝置的傳遞。
7.一種用于使得相對(duì)于一裝置的電磁能量的傳遞衰減的設(shè)備，所述設(shè)備包括 適用于覆蓋至少所述裝置的一部分的用于反射電磁能量的裝置；用于改變與用于反射電磁能量的裝置有關(guān)的電磁諧振響應(yīng)的裝置；以及 用于吸收在用于反射電磁能量的裝置附近的一部分電磁能量的裝置，該裝置包括設(shè)置在所述用于反射電磁能量的裝置的第一側(cè)上的電磁吸收材料，所述電磁吸收材料包括在基 體中懸浮的電吸收顆粒，從而減少電磁能量對(duì)于所述裝置的傳遞。
8. 一種用于使得相對(duì)于一裝置的電磁能量的傳遞衰減的設(shè)備，所述設(shè)備包括 適用于覆蓋至少所述裝置的一部分的用于反射電磁能量的裝置； 用于改變與用于反射電磁能量的裝置有關(guān)的電磁諧振響應(yīng)的裝置；以及 用于吸收在用于反射電磁能量的裝置附近的一部分電磁能量的裝置，該裝置包括施加 到所述用于反射電磁能量的裝置的外部表面上的電磁吸收材料，從而減少電磁能量對(duì)于所 述裝置的傳遞。
全文摘要
有損耗材料可用于抑制電磁干擾(EMI)發(fā)射。本發(fā)明披露了一種方法，其用于把有損耗材料應(yīng)用于EMI屏蔽的殼體，以便改善EMI屏蔽效果，并披露了一種這樣形成的EMI屏蔽的殼體。在一些實(shí)施例中，EMI屏蔽的殼體包括印刷電路板可安裝的器件。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用粘合劑把有損耗材料施加于EMI屏蔽的殼體的內(nèi)部。在另一個(gè)實(shí)施例中，有損耗材料可施加于EMI殼體的外部，以便抑制入射到EMI屏蔽的殼體上的EMI，由此減少包含在EMI屏蔽的殼體內(nèi)的電子電路的敏感性。在另一個(gè)實(shí)施例中，有損耗材料可施加于EMI殼體的內(nèi)、外兩個(gè)表面上。
文檔編號(hào)G02B6/42GK101820741SQ20101013651
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者E·納考基, P·范哈爾斯特, R·N·約翰森 申請(qǐng)人:萊爾德技術(shù)公司