具有多层电磁屏蔽结构的壳体制造技术

一种电子设备外壳构成对电磁辐射的屏障。这种外壳的典型截面由三个平行层组成。外表面层和内表面层是其内悬浮有导电填充料的聚合基材料，从而给出了有较高导电率的表面层。中间层是其中悬浮有高导磁率的填充料的聚合基材料，从而给出了有较高导磁率的中间层。一种电子设备外壳构成对电磁辐射的屏障。这种外壳的典型截面由三个平行层组成。外表面层和内表面层是其内悬浮有导电填充料的聚合基材料，从而给出了有较高导电率的表面层。中间层是其中悬浮有高导磁率的填充料的聚合基材料，从而给出了有较高导磁率的中间层。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及电磁屏蔽材料，并特别地涉及容纳电子部件以提供电磁幅射屏障的罩子、外壳及其类似结构的构成。电子设备正变得更加普通和复杂。实际上在每个家庭都有消费用电子设备，诸如电器、电话、娱乐系统等。商业已把各种电子设备用于办公室和工厂之中。即使是传统的机械装置，例如汽车，也引入了更大量和更复杂的电子部件。现代数字的计算机系统则是最高级最复杂的电子设备之一。电子设备产生电磁辐射并被电磁辐射穿透。其辐射的频率和幅度随电子设备的不同而变化。有时这种辐射是设备的正常功能所必须的，例如在选定的调谐电磁频率上传递信息的无线电发射机便是这种情况。然而，在大多数情况下，这种辐射是在设备内部发生的电子活动造成的不希望的副产品。在数字计算设备的情况下，电磁辐射所伴随的问题特别尖锐。一个现代计算设备通常包括大量很小的活动的电子电路部件，例如快速变换状态和传递信号的晶体管。这类元件的数目及高切换速率产生了大量的电磁辐射与此同时，在其间必须完成状态变换的短时间间隔中，使电路部件对其他设备产生的杂散电磁辐射特别敏感，这种杂散辐射能引起错误的状态转换或阻止应该发生的转换，造成电子信号出错和数据丧失。近年来，这种电磁辐射对人类健康的潜在冲击已引起越来越多的关注。虽然还没有得到关于任何这类冲击的性质的确切证据，但各种政府部门已经提议或颁布法律、法规或规则以限制电子设备发出的辐射量。很可能随着关于电磁辐射效应的信息的增多，这种限制将会更加严厉。已经知道屏蔽电子设备的各种技术。例如，已经知道，有足够厚度的密实连续的金属外壳提供了一个良好的电磁辐射屏障。然而，这种外壳昂贵、沉重，或者可能干扰最佳设计考虑。还知道一种涂有导电涂层(通常是导电漆)的塑造塑料外壳将提供某种程度的保护。虽然这种外壳重量较轻，但是涂层处理，包括二次表面加工，能给设备增加相当高的费用，而且它并不总能提供所希望程度的屏蔽。所以，本专利技术的一个目的是提供一种屏蔽电磁辐射的有效方法和设备。本专利技术的另一个目的是一种容放电子部件并屏蔽电磁辐射的增强的外罩、外壳及类似的构造。本专利技术的另一目的是提供构成容放电子部件并屏蔽电磁辐射的外罩、外壳及类似构造的有效方法。本专利技术的另一目的是降低容纳电子部件并屏蔽电磁辐射的外罩、外壳及类似构造的造价。本专利技术的另一目的是降低含有电子部件的设备所发出的电磁辐射。本专利技术的另一目的是增强对电子部件的防护，以抵御杂散电磁辐射。下面考虑附图所作的描述及权利要求将使这些目的及其他目的变得明白。一个电子设备含有多个位于一个外壳之内的电子电路部件。在正常运转过程中，电子电路部件发射电磁辐射。外壳构成一个屏蔽，它封闭和吸收由电子电路发出的大部分辐射。外壳可有任意的形状，以适应于所容纳部件的轮廓，但一种典型截面包括一个设在设备外部的外表面层、一个设在内部面向电子电路的内表面层以及位于外层和内层之间的中间层。外层和内层由聚合基材料(Polymetricbasematerial)构成，其中悬浮有导电填充材料，使外层和内层具有较高的电导率。中间层是一种聚合基材料，其中悬浮有具有高导磁率的填充材料，从而使中间层有较高的导磁率和较低的导电率。在运转过程中，电磁辐射冲击表面层，该表面层反射大部分辐射。这种反射在导电表面层中建立起电涡流及由此产生的包围表面层的磁场。该磁场在高导磁率的中间层内集中，该中间层也吸收大部分磁场能量。因为大部分能量在中间层被吸收，所以辐射不能由电涡流发射出，而在高导电率和低导磁率的单层情况下则会发生这种电涡流辐射。在最佳实施例中，这种外壳是利用一种“共注塑方法(C-in-jeclionmoldingprocess)”制成的，在聚合基中的涂镍石墨(高导电率)从外部共注塑喷嘴注入模具，而在聚合基中的羰基铁粉末(高导磁率)则从内部共注塑喷嘴注入模具。所得到的塑造结构含有上文描述的三层，而不能在便宜的单次共注塑操作中完成。这种外壳可以由被螺栓、卡梢(snaptab)或任何常规手段固定在一起的多个共塑块组成。在附图中附图说明图1是根据本专利技术的最佳实施例构成的典型电子设备的截面图;图2是逻辑卡“书”式组合形式的本专利技术另一实施例的截面图;图3是根据最佳实施例构成的用于典型电子设备的外壳的部分截面图;图4描绘了制造根据最佳实施例构成的外壳所使用的共注塑设备。图1描绘了根据本专利技术最佳实施例构成的典型电子设备100的截面。这个设备可以是诸如被称作个人计算机的一个小型计算机系统的系统单元。设备100包含一个外壳，在本例中它包括两部分，即安有内部部件的外壳底座部分102和构成系统单元的可见外壳的上外壳部分101，它与底座部分102一起包围和封闭了内部部件。外壳部分101和102是电接地的。内部部件包括电源103、冷却扇109、多个电路板104-108、以及相互连接这些电路板的导线111。该内部电路可通过一个或多个接口电缆110与其他电子设备(如阴极射线管显示器、键盘、调制解调器等)相连。应该理解，设备100可能包括其他未画出的部件，如磁盘驱动器。电路板104-108包括一组电子电路部件，它们执行该设备的逻辑功能。例如，在个人计算机的情况中，这些部件通常将包括可编程微处理器芯片、各种存储器芯片、晶体振荡器、各种滤波器电容和电阻、驱动芯片等。诸如微处理器芯片和存储器芯片等的部件通常含有大量极小的置于硅片上的晶体管，以很高的速度转换状态。电路板104-108上的电子电路部件的状态变化倾向于产生射频段的电磁辐射。与此同时，这些部件对周围的辐射又很敏感。此外，电源103和风扇109等部件倾向于产生频率低得多的辐射。外壳部分101的形状适于罩住电子部件，还要满足其他适当的设计要求，如热传导要求、美学外表等。虽部分101和102被称为外壳部分，应该理解它们并不一定要完全密封电子部件，且在外壳上可能有开口。例如，位于风扇109附近的百叶窗允许空气穿过外壳。还应该理解，在外壳中这种部分101和102的个数也是可变的。图2显示本专利技术外壳部分的另一种实施例。在这一实施例中，两个外壳部分201和202被用于包围一个较大计算机系统的一部分的电路板203。外壳部分201和202为电路板203提供了机械支撑以及电磁屏蔽。在一个计算机系统的中央电子部件复合体中包含多个这类电路板组件，每个电路板组件提供不同的逻辑功能。这种电路板组件被称作“书板(book)”。在这里引入作为参考的授予Corfits等人的美国专利4，821，145号及授予Behrens等人的美国专利4，481，146号描述了这种“书板”。然而，在上述专利中并未披露根据本专利技术的外壳部分201和202的结构。电子设备的外壳应构成对各种频率电磁辐射的屏障。在电路板104-8及203中包含的电子逻辑电路产生较高频率(1兆赫兹以上)的辐射。电源、风扇、及其他部件产生的辐射频率低得多。此外，由于设备的复杂性，还产生许多不同的高和低频率。为了构成对电磁辐射的有效屏障，希望的是这个屏障既具有高导电率又具有高导磁率。对电子部件的屏蔽一般不涉及波而是涉及能量，因为从辐射源到屏蔽的距离太短(一般小于6厘米)，以致近场条件占主导地位。因为1千兆赫兹(CHz)(通常电子部件产生的频谱的甚高端)的电磁辐射波长近似为30厘米，所以部件场与屏蔽直接偶合。远场或辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于具有多个电子电路的电子设备的一种外壳部分，其特征在于：一个置于所述设备外部的外表面层，该层包括悬浮于聚合基中的导电填充料；一个置于所述设备内部并对着所述电子电路的内表面层，该层包括悬浮于聚合基中的导电填充料；一个置于所述外层和所述内层之间的中间层，它并与所述外层和内层相接触，该层包括悬浮于聚合基中的导磁性填充料。和所述内层之间的中间层，它并与所述外层和内层相接触，该层包括悬浮于聚合基中的导磁性填充料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华艾伦希户，阿尔弗雷德威尔海姆莫勒，托马斯威廉纳什，爱华埃米戈特劳斯泰德勒，斯科特马文索威森，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]