电磁屏蔽衬垫和用于填充电磁屏蔽系统中的间隙的方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:电磁屏蔽衬垫和用于填充电磁屏蔽系统中的间隙的方法
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽领域,更具体地说,涉及一种用于屏蔽电磁
干扰(EMI) /射频千扰(RFI)的电磁屏蔽衬垫。此外,本发明还涉及 一种用于填充电磁屏蔽系统中的间隙的方法。
背景技术
电磁干扰(EMI)是从电子/电气设备中产生或辐射出来的不需要 的电磁部分,其对电子/电气设备的正常操作构成干扰。理论上讲,此 种电磁干扰可能发生电磁频谱的任何频带上。射频干扰(RFI)经常与 电磁干扰(EMI)交互存在,实践上,射频干扰(RFI)被限制为产生 在电磁频谱的射频部分即通常为10KHz到100GHz之间的频带部分上。
为了有效地防止电磁干扰(EMI) /射频干扰(RFI), 一般地,在 电磁干扰/射频干扰源和需要保护的区域之间放置屏蔽件。此屏蔽件用 于防止电磁能量从电磁干扰/射频干扰源发射出来;同样地,其也可以 用于防止外部电磁能量进入到电磁干扰/射频干扰源中。
一般地,屏蔽体釆用导电封闭体的形式,该封闭体例如可通过PCB 板上的接地线等接地。在现有技术中,此导电封闭体可以整体由电磁 屏蔽衬垫材料形成。另外,在实际工程中,由于内部电路或者结构上 的需要,可能在导电封闭体上形成有开槽,从而在屏蔽体上形成间隙。 此时,可以采用屏蔽衬垫将屏蔽体上形成的间隙予以填充,以防止电 磁能量从电磁干扰/射频干扰源发射出来或外部电磁能量进入到电子/ 电气设备中。
近年来,随着便携式移动电话、PDA、导航系统等电子/电气设备 越来越小型化而且要求其具有自由移动性。 一方面,为阻隔灰尘或湿气等进入到这些通信设备的核心部件例如LCD模块的内部,并防止由 个人携带或运送过程中的冲撞、掉落等引起的对模块的冲击和振动, 需要在电子/电气设备中的电子模块外部设置具有高冲击和振动吸收功 能的吸收衬垫材料。该吸收衬垫材料一般由多微孔材料,例如聚氨酯 泡沫体构成,以使其具有一定的弹性回复性。另一方面,随着使用这
些电子通信设备中的LCD模块的画面变大且影像、文字通信、数码照
相机等功能的多样化,使得电子/电气设备中釆用的电路和和电子模块 对来自设备内部和外部的静电、电磁波、磁场等非常敏感,易于收到 内、外部电磁干扰/射频干扰源的影响。
鉴于此,上述电子/电气设备中的吸收衬垫材料被要求不仅具有高 冲击和振动吸收功能,还需要具备在电子/电气设备中窄小的空间内, 实现无间隙地密封的功能,以及对电子/电气设备中内、外部产生的电
磁干扰(EMI) /射频干扰(RFI)进行屏蔽的功能。
US6,309,742披露了一种电磁屏蔽衬垫,其通过在开孔泡沫体,例 如硅橡胶体上沉积一层金属材料而制成。由于沉积的金属材料穿透开 孔泡沫体,从而使开孔泡沫体具有良好的导电性。相应地,将此衬垫 材料冲切成各种形状或制成屏蔽体并且填充或覆盖在电子/电气设备周 围,可以利用其导电性来对电子/电气设备中内、外部产生的电磁干扰 (EMI) /射频干扰(RFI)进行屏蔽。
但是,上述现有技术具有下述缺点和问题首先,上述衬垫材料 具有一定导电性,从而可以对静电、电场等具有比较好的屏蔽效果, 但是其对电子/电气设备中内、外部产生的磁场,特别是近地磁场的屏 蔽效果不理想;其次,上述现有技术中的衬垫材料仅由幵孔泡沫体构 成,其具有良好的弹性和可回复性,但是由于其机械强度不够,增加 了在将衬垫材料冲切成预定形状部分的冲切过程的难度和可操作性。 同样地,将衬垫材料定位到电子/电气设备中的预定电子模块上的操作 也比较困难和麻烦。
因此,目前需要一种能够有效地同时对电场和磁场进行良好屏蔽 的电磁屏蔽衬垫,另外,其具有适宜的弹性、回复性和机械强度,从
7而在获得良好的密接性的同时,提高对衬垫材料进行冲切和定位操作 的可操作性和和加工、安装效率。

发明内容
鉴于此,本发明的目的旨在解决现有技术中的问题和缺点中的至 少一个方面。
本发明的一个方面在于提供一种电磁屏蔽衬垫,其具有导磁性, 从而不仅能够实现电场屏蔽功能,而且能够实现满意的磁场屏蔽功能。
本发明的另一方面在于提供一种电磁屏蔽衬垫,其包括结构增强 层,以实现满意的机械强度,从而提高对衬垫材料进行冲切和定位操 作的可操作性和和加工、安装效率。
本发明的再一方面在于提供用于利用上述电磁屏蔽衬垫材料来填 充电磁屏蔽系统中的间隙的方法。
根据本发明的一种实施方式,其提供一种电磁屏蔽衬垫,其包括
导电泡棉基体,该导电泡棉基体具有弹性和回复性,并具有第一表面; 磁性层,该磁性层连接到所述导电泡棉基体的所述第一表面上,其中 所述磁性层具有导磁性,其初始导磁率大于[email protected]/m,其最大导 磁率大于[email protected]/m。
根据本发明的另一种实施方式,其提供一种电磁屏蔽衬垫,其包
括导电泡棉基体,该导电泡棉基体具有弹性和回复性,并具有一表 面;结构增强层,该结构增强层由导电织物制成,并连接到所述导电 泡棉基体的所述表面上;以及磁性层,该磁性层连接到所述结构增强 层的外表面上,其中所述磁性层具有导磁性,其初始导磁率大于 [email protected]/m,其最大导磁率大于[email protected]/m。
在 一 种优选实施例中,所述磁性层的初始导磁率大于 35,[email protected]/m,其最大导磁率大于200,[email protected]/m。
在 一 种优选实施例中,所述磁性层的初始导磁率大于 50,[email protected]/m,其最大导磁率大于300,[email protected]/m。
在一种优选实施例中,所述磁性层的初始导磁率大于
880,[email protected]/m,其最大导磁率大于400,[email protected]/m。
在进一步的实施方式中,所述导电泡棉基体还包括与所述第一表 面相对的第二表面;以及由导电织物制成的结构增强层,该结构增强 层连接到所述导电泡棉基体的所述第二表面上。
在一种替代实施方式中,电磁屏蔽衬垫还包括由导电织物制成的 结构增强层,该结构增强层连接到所述磁性层的外表面上。
通过采用本发明中的电磁屏蔽衬垫,其能够有效地同时对电场和 磁场,特别是近地磁场源进行良好的屏蔽。另外,其具有适宜的弹性、 回复性和机械强度,从而在获得良好的密接性的同时,提高对衬垫材 料进行冲切和定位操作的可操作性和和加工、安装效率。


图1是根据本发明的一种实施方式的电磁屏蔽衬垫的结构示意图, 其中图1A是显示电磁屏蔽衬垫的结构的立体图,图1B是显示电磁屏 蔽衬垫的结构的断面图。
图2是根据本发明的另一种实施方式的电磁屏蔽衬垫的结构示意图。
图3是根据本发明的再一实施方式的电磁屏蔽衬垫的结构示意图。 图4是根据本发明的再一实施方式的电磁屏蔽衬垫的结构示意图。 图5是采用本发明中的电磁屏蔽衬垫的密封体的屏蔽效果示意图。 图6是应用到印刷电路板(PCB)上的本发明中的电磁屏蔽衬垫 的屏蔽效果对比示意图,其中6A是PCB上不设置电磁屏蔽衬垫的屏 蔽效果示意图,而6B是PCB上设置电磁屏蔽衬垫的屏蔽效果示意图。 图7是显示本发明中的电磁屏蔽衬垫的屏蔽效果实验数据的坐标图。
图8是根据本发明的磁性层进行导磁率测试获得的磁滞回线图。 图9是显示本发明的电磁屏蔽衬垫的一种典型应用的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出, 其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的 实施例是示例性的,旨在解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
实施方式l
参见图1,其示出了根据本发明的一种实施方式的电磁屏蔽衬垫
10,其中图1A是显示电磁屏蔽衬垫的结构的立体图,图1B是显示电 磁屏蔽衬垫的结构的断面图。
如图1A所示,该电磁屏蔽衬垫IO包括导电泡棉基体11和连接到 该导电泡棉基体11上的磁性层15。在一种实施例中,导电泡棉基体 11由具有弹性和回复性的材料构成并具有上、下表面(为简单起见, 附图中位于图面上方的表面定义为上表面,位于图面下方的表面定义 为下表面,下同)。磁性层15连接到导电泡棉基体11的一个表面,例 如图1中的下表面上。磁性层15具有导磁性,其初始导磁率大于 [email protected]/m,其最大导磁率大于[email protected]/m。在此,我们定义初 始导磁率测试的磁场强度为0.1A/m。
在一种实施方式中,导电弹性泡棉基体ll是以高分子弹性材料例如 聚氨酯为原料经发泡工艺形成的具有很好回弹性的开孔泡棉。导电弹性 泡棉基体ll的材料不受限制,只要其具有弹性并在外力作用下具有预定 的回复性即可。例如,其可以是聚氨酯、聚氯乙稀(PVC)、硅橡胶 (Silicone)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯等高分子合成树脂的泡沫体 等。
一方面,为了赋予弹性泡棉基体11冲击吸收性和振动阻断性,同 时,为了保证在将电磁屏蔽衬垫IO压合到预定间隙中的密合性,需要 弹性泡棉基体11在外力施加到其上时具有一定的可压缩性。
另一方面,需要在外力从弹性泡棉基体11上去除时,其具有一定 的回复性。在一种实施例中,包括上述弹性泡棉基体11的电磁屏蔽衬 垫10在小于50psi的压力下可变形,并且在所述压力消除后,大体上 可回复。更具体地说,在所述压力消除之后,所述衬垫10能够回复到
10所述衬垫10被压縮量的至少30%。在一种较佳的实施例中,在所述压
力消除之后,所述衬垫10能够回复到所述衬垫被压缩量的至少70%。 开孔泡棉的孔密度(空隙度)为50ppi — 250ppi之间,其较佳的范 围在60ppi—150ppi之间,其更佳的孔密度在80ppi—120ppi之间。为了 使开孔泡棉基体ll具有良好的导电性,可以采用真空蒸镀、电镀或化学 镀层等方式将一金属层沉积到开孔泡棉基体ll中。由于开孔泡棉基体ll 具有多个微小的开孔,在将金属层沉积到开孔泡棉基体ll上之后,开孔 泡棉基体ll不仅具有表面导电性,而且在孔泡棉基体ll的上下垂直方向 和其它方向也被赋予了自由导电性,从而形成一种三维的具有很好连续 导电性的泡棉结构。
将金属层沉积到开孔泡棉基体ll的方法可以包括真空蒸镀、电镀
或化学镀层等方式中至少一种。镀层金属可以包括铜、镍、锡、金、银、 钴、钯等金属中的至少一种或其混合物。在具体实施例中,其可以是镀
镍+镀铜+镀镍;真空镀镍+电镀镍;化学催化+化学镀铜+电镀镍;镀镍 +镀铜+镀锡;化学催化+化学镀铜+电镀锡等。
沉积到开孔泡棉基体ll上的金属层的厚度范围在0.5mm-10mm之 间,较佳的厚度范围在1.0-3.0mm之间,更佳的厚度范围1.5mm-2.0mm。
在本发明的一种较佳的实施例中,开孔泡棉基体ll的厚度为 1.6mm,其孔隙度为110ppi。将金属层沉积到开孔泡棉基体ll的方法采 用真空镀镍+电镀镍的方式,其中平均真空镍镀层的厚度O.01mm,平 均电镀镍的厚度-lmm。从重量上来看,真空镀镍比重为0.3-0.4g/平方 米,电镀镍的比重:15-20g/平方米。
磁性层15可选用的材料有铁基纳米晶合金带、钴基非晶合金带、 镍铁基合金带等高导磁率合金带中的至少一种。采用上述材料的磁性 层15具有优良导电性和高导磁性。如前所述,磁性层15的初始导磁 率大于[email protected]/m,其最大导磁率大于[email protected]/m。由于上述磁 性层15具有高导磁率,从而电磁干扰源,特别是近地磁场源的磁场将 很容易地磁性层中导通,从而其可以有效地将近地磁场源进行屏蔽。
在一种实施方式中,磁性层的初始导磁率大于35,[email protected]/m,其最大导磁率大于200,000(g0.1A/m。在较佳的的实施方式中,磁性层 的初始导磁率大于50,[email protected]/m ,其最大导磁率大于 300,[email protected]/m。在更佳的实施方式中,磁性层的初始导磁率大于 80,[email protected]/m,其最大导磁率大于400,[email protected]/m。
磁性层15的加工工艺可以选择例如压延、化学沉积、真空蒸镀等方 式中的至少一种。磁性层的厚度在10um-100um之间,较佳的样品厚度 为15-30um之间。
在一种较佳的实施例中,磁性层15选用具有优良导电性和高导磁性 的FeNi基合金带,Ni含量可选范围〉30。/。w, Ni较佳范围〉50n/。w, Ni最佳 含量范围>80% ,该实施例中的Ni含量为60。/。w。采用化学沉积的方式 制成磁性层15,其厚度为20um。经过化学沉积后,此高导磁的磁性层 可以经过一定的退火热处理过程,以获得良好的导磁性和金属柔软性。 在该实施例中,磁性层15的初始导磁率大于53,000(^0.1A/m,其最大导 磁率大于460,000(^0.1A/m。
通过采用粘结剂将磁性层15连接到导电弹性泡棉基体U上。粘结剂 可以是导电胶,也可以是非导电胶。将采用非导电胶时,其可能对电磁 屏蔽衬垫10的电场屏蔽效果构成一定的影响。如图1A所示,优选地, 磁性层15通过导电胶12连接到导电弹性泡棉基体11上。
可选择地,参见图1B,通过导电胶16,例如黑色胶带可以将离型 纸17粘结到磁性层15的外表面上。这样,在需要将电磁屏蔽衬垫10放置 到PCB板的预定位置上时,只需要将磁性层15的外表面上的离型纸17 去除,就可以方便地利用磁性层15外表面上的导电胶16将电磁屏蔽衬垫 IO粘结到PCB板上。由此,提高了电磁屏蔽衬垫10的安装和定位的效率。
在上述导电弹性泡棉基体11、磁性层15和离型纸17之间的粘结可以 通过常温胶膜、常温贴合方式或热融胶膜的方式、连续热压贴合方式来 实现。在较佳的实施例中,为提高更好的导电性,上述导电弹性泡棉基 体U、磁性层15和离型纸17之间采用常温导电胶膜进行贴合。
实施方式2
12参见图2,其示出了一种根据本发明的另一实施方式的电磁屏蔽衬
垫20。与实施方式1不同的是,该电磁屏蔽衬垫20除了包括导电泡棉 基体21和磁性层25之外,还包括设置在导电泡棉基体21和磁性层25 之间的结构增强层23。实施方式2中的导电泡棉基体21和磁性层25 分别与实施方式1中导电泡棉基体11和磁性层15相同或类似。为清 楚和简洁起见,本说明书中仅对与实施方式1中不同的结构、部件和 特征进行说明,对与实施方式1中相同或相似的结构、部件和特征的 描述予以省略。
如图所示,按从外层到内层的顺序,电磁屏蔽衬垫20包括导电泡 棉基体21,其具有弹性和回复性,并具有上、下表面;结构增强层23, 该结构增强层23由导电织物制成,并连接到所述导电泡棉基体21的 下表面上;以及磁性层25,该磁性层25连接到所述结构增强层23的 外部表面上。
与实施方式1相似,结构增强层23通过导电胶22连接到导电泡 棉基体21上;磁性层25通过导电胶24连接到所述结构增强层23的 外部表面上。可选择地,离型纸27通过导电胶26,例如黑色胶带粘结 到磁性层25的外部表面上。
与实施方式1相同,实施方式2中的磁性层具有良好的导磁性, 其初始导磁率大于[email protected]/m,其最大导磁率大于[email protected]/m。
结构增强层23由导电织物制成,以具有良好的导电性和适宜的机械 强度。机械导电增强层可以采用高分子化合物,例如PET等合成的纤维 丝编织成的网格布。编织密度在100-350T之间,较佳的编织密度为 220T-260T。结构增强层23的厚度在0.05mm-0.15mm ,较佳的厚度 0.05mm-0.09mm。网格布再经过化学前处理,化学沉铜,电镀镍制成的 连续均匀的导电织物。结构增强层23的表面电阻不大于0.5欧姆/平方, 较佳范围为不大于0.1欧姆/平方,更佳的范围为不大于0.05欧姆/平方。 在一种较佳的实施例中,结构增强层23的表面电阻不大于0.03欧姆/平 方。
在一种较佳的实施例中,结构增强层23的编织密度为220T,厚度为0.06mm。在一优选实施方式中,结构增强层23的机械强度大于18公 斤/英寸(Kg/in)。
在本发明中,通过增加结构增强层23,能够增加电磁屏蔽衬垫20 的机械强度,从而提高在将电磁屏蔽衬垫材料冲切成预定形状部分的冲 切过程的可操作性和加工效率。同时,将电磁屏蔽衬垫材料定位到电子 /电气设备中的预定电子模块上的操作也变得容易和迅速。
实施方式3
参见图3,其示出了根据本发明的再一种实施方式的电磁屏蔽衬垫 30。实施方式3中的电磁屏蔽衬垫30的结构与实施方式1中的电磁屏 蔽衬垫10基本相同,其与实施方式1中的不同点在于在磁性层35的 外表面上进一步设置有结构增强层33。实施方式3中的结构增强层33 与实施方式2中的结构增强层23相同或类似。实施方式3中的导电泡 棉基体31和磁性层35分别与实施方式1中导电泡棉基体11和磁性层 15相同或类似。为清楚和简洁起见,本说明书中仅对与实施方式1和 2中不同的结构、部件和特征进行说明,对与实施方式1中相同或相似 的结构、部件和特征的描述予以省略。
参见图3,电磁屏蔽衬垫30包括导电泡棉基体31,该导电泡棉 基体具有弹性和回复性,并具有上、下表面;磁性层35,该磁性层连 接到所述导电泡棉基体31的下表面上;以及连接到磁性层35的表面 上的结构增强层33。
与实施方式1和2相似,磁性层35通过导电胶32连接到导电泡 棉基体31上;结构增强层33通过导电胶34连接到磁性层35的外部 表面上。可选择地,离型纸37通过导电胶36,例如黑色胶带粘结到磁 性层35的外部表面上。
实施例4
参见图4,其示出了根据本发明的再一种实施方式的电磁屏蔽衬 垫40。实施方式3中的电磁屏蔽衬垫40的结构与实施方式1中的电磁
14屏蔽衬垫30基本相同,其与实施方式3中的不同点在于结构增强层43 不是设置在磁性层45 —侧,而是设置在导电泡棉基体41 一侧。实施 方式4中的导电泡棉基体41、结构增强层43和磁性层45分别与实施 方式3中导电泡棉基体31、结构增强层33和磁性层35相同或类似。 为清楚和简洁起见,本说明书中仅对与实施方式3不同的结构、部件 和特征迸行说明,对与实施方式3中相同或相似的结构、部件和特征 的描述予以省略。
参见图4,电磁屏蔽衬垫40包括导电泡棉基体41,该导电泡棉 基体具有弹性和回复性,并具有彼此相对的上、下表面;磁性层45, 该磁性层连接到所述导电泡棉基体31的下表面上;由导电织物制成的 结构增强层43,该结构增强层43连接到所述导电泡棉基体41的上表 面上。
与实施方式1和2相似,磁性层45通过导电胶44连接到导电泡 棉基体41上;结构增强层43通过导电胶42连接到磁性层45的外部 表面上。可选择地,离型纸47通过导电胶46,例如黑色胶带粘结到磁 性层45的外部表面上。
下面对根据本发明的电磁屏蔽衬垫的实际应用情况和效果进行说明。
图5是采用本发明中的电磁屏蔽衬垫的密封体的屏蔽效果示意图。 参见图5,将根据本发明的电磁屏蔽衬垫10、 20、 30和40制成密封屏 蔽体IOO,以围绕电磁干扰/射频干扰源101。由于根据本发明的电磁屏 蔽衬垫IO、 20、 30和40具有良好的导电性和导磁性,电磁干扰/射频 干扰源101发射出的电磁能量部分,例如磁场B被有效地屏蔽在密封 屏蔽体100之内。
图6是应用到印刷电路板(PCB)上的本发明中的电磁屏蔽衬垫 的屏蔽效果对比示意图,其中6A是PCB上不设置电磁屏蔽衬垫的屏 蔽效果示意图,而6B是PCB上设置电磁屏蔽衬垫的屏蔽效果示意图。
参见图6A, PCB板103上设置有多个电子/电气部件,例如两个部件104、 104,在电子/电气部件104、 104附近设置有近场EMI/EFI 源102。如图6A所示,在PCB板103上没有设置电磁屏蔽衬垫的情况 下,近场EMI/EFI源102发射出来的电磁能量,例如磁场B,将对电 子/电气部件104、 104的操作构成干扰和影响。如图6B所示,PCB板 103上设置有多个电子/电气部件104、 104,在电子/电气部件104、 104 附近设置有近场EMI/EFI源102。如图6A所示,在PCB板103上没 有设置电磁屏蔽衬垫200,近场EMI/EFI源102发射出来的电磁能量, 例如磁场B被电磁屏蔽衬垫200有效地屏蔽。
图7是显示本发明中的电磁屏蔽衬垫的屏蔽效果实验数据的坐标 图。按照ASTMD4935-99的测定标准,在电磁波频率在30MHz-5GHz 的范围内,根据本发明的磁性层15、 25、 35、 45的电磁屏蔽效果大于 90分贝,本发明中的导电结构增强层13、 23、 33、 43的电磁屏蔽效果 大于SO分贝;压缩到压缩止点的导电泡棉基体11、 21、 31、 41的电 磁屏蔽效果大于80分贝。按照ASTM D4935-99的测定标准,对根据 本发明的电磁屏蔽衬垫10、 20、 30和40测定,如图7所示,其屏蔽 效果均大于80分贝。
下面对根据本发明的电磁屏蔽衬垫10、 20、 30和40的性能参数 的测定和结果进行说明。
关于根据本发明的电磁屏蔽衬垫的压缩比测试,定义电磁屏蔽衬垫 10、 20、 30和40的原始厚度为dl;极限压縮厚度为d3,则可压缩比 为:R-(dl-d3)/dlM00。/。。在一种电磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40的样品中, 通过Mitutoyo标准的数字显示卡尺,测定得到电磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40的原始厚度为(11为1.8111111+/-0.25111111。在小于50PSI范围内施加压 力到电磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40上,测量得到其极限压缩厚度为 0.3-0.4mm。通过上述公式得到电磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40的可压縮 比率大于75%。
另一方面,电磁屏蔽衬垫10、 20、 30和40在上述小于50psi的压 力下压縮变形之后,在上述压力消除后,大体上可回复。更具体地说, 在上述压力消除之后,衬垫10、 20、 30和40能够回复到衬垫被压縮量的至少10%。在一种较佳的实施例中,在上述压力消除之后,衬垫
10、 20、 30和40能够回复到衬垫被压缩量的至少30%。在一种更佳 的实施例中,在上述压力消除之后,衬垫10、 20、 30和40能够回复 到衬垫被压缩量的至少70%。
关于残余形变的测试,依据GB7759、 IS0815要求,测试试验器由 平行钢板限制器和紧固件组成,将根据本发明的电磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40的样品夹持在平行钢板之间,压縮量为初始厚度dl的5(P/。,利用 固定件对样品进行紧固,并放入温度为70摄氏度的烘箱,静置22个小时, 然后取出打开夹具,放置10分钟,测量其厚度d2,则残余变形量为 D=(dl-d2)/dl*100%。采用上述样品进行测定,得到其残余变形量小于 20%。
关于表面电阻率测试,釆用MIL-G-83528规定的标准测试夹具,夹 具的标准重量为250克,夹具电极采用镀金处理,单极与被测件的接触 尺寸为25.4毫米*4.75毫米,极间距是25.4毫米。将两个电极放置在电 磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40的待测样品的一个表面上,极间距是25.4毫 米,读出两个电极之间的电阻值即可。通过实验测定,根据本发明的电 磁屏蔽衬垫10、20、30和40的泡棉侧的表面电阻率不大于0.05欧姆/平方。
依据MIL-STD-202标准测试方法对根据本发明的电磁屏蔽衬垫10、 20、 30和40的接触电阻进行测定,其测试夹具是由两个面积l英寸的夹 具块和一个标准重块构成。测量时,将根据本发明的电磁屏蔽衬垫io、 20、 30和40的样品裁切成标准的长宽均为1英寸的方形尺寸,将裁切好 的待测样品放在两个夹具块之间,并通过标准重块向待测样品施加例如 2Kg的压力,读出两个作为电极的夹具块之间的电阻值即可。通过实验 测定,根据本发明的电磁屏蔽衬垫10、20、30和40的接触电阻不大于0.07
欧姆/平方英寸。
图8是根据本发明的磁性层进行导磁率测试获得的磁滞回线图。 依据IEC60404-6标准,对根据本发明中的磁性层的磁导率进行测定。 将作为磁性层15、 25、 35、 45材料的导磁合金带材,例如铁基纳米晶 合金带、钴基非晶合金带、镍铁基合金带等裁减成IO毫米宽,巻绕成内径是20毫米,外径是32毫米的磁环,占空比>70%,采用例如 MATS-2010SA软磁直流测试仪进行测试,初始磁导率定义的初始磁场 为0.1A/m,从而可以得到如图8所示的待测样品的测试曲线,即磁 滞回线。
通过上述测试方式,用于本发明中的磁性层15、 25、 35、 45的导 磁合金带材的初始导磁率大于[email protected]/m,其最大导磁率大于 [email protected]/m。在一种优选实施例中,所述磁性层的初始导磁率大于 35,[email protected]/m,其最大导磁率大于200,[email protected]/m。在一种优选实 施例中,所述磁性层的初始导磁率大于50,[email protected]/m,其最大导磁 率大于300,[email protected]/m。在一种优选实施例中,所述磁性层的初始导 磁率大于80,[email protected]/m,其最大导磁率大于400,[email protected]/m。
最后,下面对根据本发明的电磁屏蔽衬垫10、 20、 30和40的典 型应用进行说明。
在一种典型应用中,参见图5,将电磁屏蔽衬垫IO、 20、 30和40 制成密封屏蔽体100,以包覆电磁干扰/射频千扰源101发射出的电磁 能量部分。
图9是显示本发明的电磁屏蔽衬垫的另一种典型应用的示意图。 在另一种典型应用中,如图9所示,在一种屏蔽系统中,该屏蔽系统 主要由屏蔽构件201和屏蔽构件202构成。由于内部电路或者结构上 的需要,在导电封闭体上形成有开槽203,从而在屏蔽体上形成间隙 204。此时,可以将根据本发明的电磁屏蔽衬垫300将屏蔽体上形成的 间隙204予以填充,以防止电磁能量从电磁干扰/射频干扰源发射出来 或外部电磁能量进入到电子/电气设备中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术 人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这 些实施例进行变化,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
1、一种电磁屏蔽衬垫,其包括导电泡棉基体,该导电泡棉基体具有弹性和回复性,并具有第一表面;磁性层,该磁性层连接到所述导电泡棉基体的所述第一表面上,其中所述磁性层具有导磁性,其初始导磁率大于1000@0.1A/m,其最大导磁率大于5000@0.1A/m。
2、 一种电磁屏蔽衬垫,其包括导电泡棉基体,该导电泡棉基体具有弹性和回复性,并具有一表面;结构增强层,该结构增强层由导电织物制成,并连接到所述导电泡棉基体的所述表面上;以及磁性层,该磁性层连接到所述结构增强层的外表面上,其中 所述磁性层具有导磁性,其初始导磁率大于[email protected]/m,其最大导磁率大于[email protected]/m。
3、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于-所述磁性层的初始导磁率大于35,[email protected]/m,其最大导磁率大于200,[email protected]/m。
4、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于所述磁性层的初始导磁率大于50,[email protected]/m,其最大导磁率大 于300,[email protected]/m。
5、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于-所述磁性层的初始导磁率大于80,[email protected]/m,其最大导磁率大于400,[email protected]/m。
6、 根据权利要求1所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于所述导电泡棉基体还包括与所述第一表面相对的第二表面;以及由导电织物制成的结构增强层,该结构增强层连接到所述导电泡 棉基体的所述第二表面上。
7、 根据权利要求l所述的电磁屏蔽衬垫,还包括 由导电织物制成的结构增强层,该结构增强层连接到所述磁性层的外表面上。
8、 根据权利要求l所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述磁性层通过导电胶连接到所述导电泡棉基体的所述第一表面上。
9、 根据权利要求7所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述结构增强层通过导电胶连接到所述磁性层的外表面上。
10、 根据权利要求2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述结构增强层通过导电胶连接到所述导电泡棉基体的所述表面上;以及所述磁性层通过导电胶连接到所述结构增强层的所述外表面上。
11、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电泡棉基体为具有分布于其中的开孔的开孔泡棉结构,其中所述开孔泡棉结构的孔密度为50-250ppi,优选为60-150ppi,更优选 为80-120ppi。
12、 根据权利要求ll所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电泡棉基体通过在所述开孔泡棉结构上沉积一层金属涂层而形成,所述金属涂层由铜、镍、锡、金、银、钴、钯等金属中的至 少一种或其混合物构成。
13、 根据权利要求12所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于所述金属涂层为镍涂层;以及所述镍涂层通过真空蒸镀和/或电镀工艺而被沉积到所述幵孔泡棉 结构上。
14、 根据权利要求13所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述镍涂层包括真空镀镍层和电镀镍层;以及 所述真空镀镍层的平均厚度小于O.Oliim,密度为0.3-0.4g/cm2,而电镀层的平均厚度大约为lum,密度为15-20g/cm2。
15、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电泡棉基体的厚度为0.5-10mm之间,优选在1.0-3.0mm之间,更优选在1.5-2.0mm之间。
16、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述磁性层由铁基纳米晶合金带、钴基非晶合金带、镍铁基合金带中的至少一种制成。
17、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述磁性层的厚度为10-100um之间,优选在15-30um之间,更优选地为20um。
18、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述磁性层经过真空退火工艺。
19、 根据权利要求2或7所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电织物由网格布制成,该网格布经过电镀工艺处理。
20、 根据权利要求19所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电织物由PET材料纤维编织而成,其编织密度在100 — 350T之间,优选在150 — 260T之间,更优选为220T。
21、 根据权利要求2或7所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电织物的机械强度大于18公斤/英寸。
22、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述衬垫在所述导电泡棉基体侧的表面电阻率不大于0.05欧姆/平方,所述衬垫的接触电阻不大于0.07欧姆/平方英寸。
23、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述衬垫在小于50psi的压力下可变形,并且在所述压力消除后,大体上可回复。
24、 根据权利要求23所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 在所述压力消除之后,所述衬垫能够回复所述衬垫被压縮量的至少30%。
25、 根据权利要求23所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于在所述压力消除之后,所述衬垫能够回复所述衬垫被压缩量的至少70%。
26、 根据权利要求2所述的电磁屏蔽衬垫,其还包括 通过导电胶连接到所述磁性层的外表面上的离型纸。
27、 根据权利要求7所述的电磁屏蔽衬垫,其还包括 通过导电胶连接到所述结构增强层的外表面上的离型纸。
28、 根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 所述导电泡棉基体包括聚氨酯、聚氯乙稀(PVC)、硅橡胶(siliccme)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯中的至少一种材料。
29、 根据权利要求23所述的电磁屏蔽衬垫,其特征在于 当压縮量为所述衬垫的初始厚度500%的情况下,所述衬垫的残余变形量小于20%。
30、 一种用于填充电磁屏蔽系统中的间隙的方法,其特征在于包 括步骤将根据权利要求1和2中的电磁屏蔽衬垫设置到所述间隙中。
全文摘要
本发明公开了一种电磁屏蔽衬垫,其包括导电泡棉基体,该导电泡棉基体具有弹性和回复性,并具有第一表面;磁性层,该磁性层连接到所述导电泡棉基体的所述第一表面上,其中所述磁性层具有导磁性,其初始导磁率大于[email protected]/m,其最大导磁率大于[email protected]/m。另外,本发明还公开了一种用于填充电磁屏蔽系统中的间隙的方法。
文档编号H05K9/00GK101472455SQ200710308149
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者刘伟德 申请人:3M创新有限公司

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