重疊的螺旋導電彈簧的製作方法

2023-09-17 16:55:40 3

專利名稱：重疊的螺旋導電彈簧的製作方法
技術領域：
本披露總體上涉及電磁幹擾/射頻幹擾(EMI/RFI)的墊片。更確切地說，本披露涉及一種重疊的螺旋導電彈簧。
背景技術：
電子噪聲(EMI)以及射頻幹擾(RFI)是電子系統中的不希望的電磁能量的存在。 EMI可產生自電子系統內以及周圍的無意的電磁能的產生。例如，電氣接線可以產生約 60Hz的電子噪聲。無意的電磁能的其他來源可以包括熱噪聲、閃電以及靜電放電。此外， EMI可以產生自有意的電磁能，例如用於收音機以及電視廣播的無線電信號、無線通訊系統如手機、以及無線計算機網絡。在電子系統的設計中EMI的消除是很重要的。部件在系統內的布置、連同屏蔽以及過濾的使用，使之有可能控制並且減小會干擾電子系統功能的EMI以及電子系統所產生的可以幹擾其他系統的EMI。屏蔽以及過濾的功效取決於將屏蔽材料結合在一起所採用的方法。封閉體中的多種電中斷，如接點、接縫以及空隙，全都會影響可以突破這種屏蔽的EMI 的頻率和量值。

發明內容
在一個實施方案中，一種跨直徑壓縮彈簧包括一個導電帶，該導電帶被形成為重疊的螺旋盤繞圈。該導電帶的寬度基本上平行於該重疊的螺旋盤繞圈的長度而延伸。該導電帶的厚度小於寬度。導電帶的相鄰圈沿著該導電帶的寬度互相重疊。


通過參見附圖可以更好地理解本披露，並且使其許多特徵和優點對於本領域的普通技術人員變得清楚。圖1是展示一種重疊的螺旋盤繞圈的一個圖。圖2是展示該盤繞圈的圓形截面的一個圖。圖3是展示了被形成為一個圓環的一個重疊螺旋盤繞圈的圖。圖4是示出了重疊的螺旋盤繞圈的衰減隨頻率而變的一個圖。圖5是示出了非重疊的螺旋盤繞圈的衰減隨頻率而變的一個圖。在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。
具體實施例方式圖1展示了總體上指代為100的一個重疊螺旋盤繞圈。該重疊的螺旋盤繞圈100 包括一個帶102，該帶具有一個寬度104。在一個實施方案中，該寬度可以是在約0. 060英寸與約0. 300英寸之間。該帶可以被形成為一個重疊的螺旋盤繞圈，使得該螺旋盤繞圈100 的圈106與前一個圈108以一個重疊距離110互相重疊。在一個實施方案中，該重疊距離110可以是在該寬度104的約20%與約40%之間。在一個實施方案中，帶102可以是一個導電帶。該導電帶可以由一種金屬或一種金屬合金形成。該金屬合金可以是不鏽鋼，一種銅合金如鈹銅以及銅-鉻-鋅合金，一種鎳合金如哈司特鎳基合金，Ν 220以及Wiynox，或類似物。此外，該導電帶可以鍍有一種電鍍金屬，例如金、錫、鎳、銀、或它們的任何組合。在一個替代實施方案中，該導電帶可以由一種塗覆有電鍍金屬的聚合物形成。圖2展示了該重疊螺旋盤繞圈100沿著線112所獲取的一個圓形截面200。該重疊的螺旋盤繞圈100的圓形截面200展示了一個盤繞圈直徑202。此外，該圓形截面展示了帶的厚度204。在一個實施方案中，該盤繞圈直徑可以是在約0. 060英寸與約0. 250英寸之間。總體上，該盤繞圈直徑202可以是小於該導電帶的寬度的約3倍。該帶厚度204可以是在約0. 003英寸與約0. 006英寸之間。在一個實施方案中，該重疊的螺旋盤繞圈100可以是一個跨直徑的彈簧，這樣該彈簧跨過該重疊螺旋盤繞圈100的直徑而對抗壓縮。圖3展示了被形成為一個圓環的示例性的重疊螺旋盤繞圈，總體上指代為300。 在一個實施方案中，該圓環300可以通過將導電帶的兩端例如通過焊接而連接在一起來形成。該重疊的螺旋盤繞圈可以具有一個內直徑302。在一個實施方案中，該內直徑可以是至少不小於該重疊螺旋盤繞圈202的盤繞圈直徑的約8倍。在一個替代實施方案中，在該盤繞圈的兩端之間可以存在一個空隙。總體上該空隙應該小，例如不大於圓環300的直徑302的約5%、不大於圓環300的直徑302的約 2.5%、甚至不大於圓環300的直徑302的約1%。該跨直徑壓縮彈簧可以用作電子系統中的墊片或密封件以減小EMI/RFI。在一個實施方案中，該跨直徑壓縮彈簧可以置於一個電子裝置外殼的兩個部分之間，例如置於一個本體與一個蓋之間，以提供一種EMI/RFI密封。優選地，該彈簧的兩端可以焊接到一起以防止在該密封件中形成空隙。作為替代方案，該彈簧的兩個端可以不進行焊接，但是可以放置為靠在一起以最小化一個空隙的形成。該跨直徑壓縮彈簧可以顯著地減小能夠穿過外殼的兩個部分之間這個空間的電磁能。例如，該跨直徑壓縮彈簧可以將穿過該空間的電磁能衰減至少_70dB，例如至少-80dB。此外，該跨直徑壓縮彈簧可以在一個頻率範圍(例如約IMHz與約600MHz之間) 上具有基本上恆定的衰減。在一個實施方案中，該跨直徑壓縮彈簧可以具有不小於約2. OdB 歐姆/英寸的衰減電阻評級，例如不小於約3. OdB歐姆/英寸，甚至不小於約3. 5dB歐姆/ 英寸。該衰減電阻評級是DC電阻與600MHz下的屏蔽品質的乘積。實例使用具有明亮表面的完全硬質的301不鏽鋼製備了多個樣品。使用一個彈簧測試儀來測量壓縮負載。使用Agilent 4338B毫歐表測定DC電阻。根據SAE ARP1706Rev A，使用Agilent E4402來確定衰減並且將衰減標準化為屏蔽品質。通過DC電阻乘以600MHz下的屏蔽品質來確定衰減電阻評級。樣品1是一個由0.002英寸厚並且0. 125英寸寬的帶所形成的重疊的螺旋盤繞圈，該帶是在一個螺旋盤繞圈中形成、具有0. 188英寸的外直徑以及相鄰圈之間30%的重疊。在0. 015-英寸的壓縮下測量的壓縮負載是每英寸的螺旋盤繞圈長度為7.0磅-英尺。 測得DC電阻為30. 060毫歐姆/英寸。如表4所述，樣品1在IMHz至約600MHz的頻率範圍上具有_88dB的衰減，其中衰減在600MHz至IGHz的範圍內減小到約_75dB。表1示出了屏蔽品質。衰減電阻評級是約3. 5dB歐姆/英寸。樣品2是由0. 004英寸厚並且0. 062英寸寬的帶所形成的一個非重疊的螺旋盤繞圈，該帶在一個螺旋盤繞圈中形成、具有0. 188英寸的外直徑以及相鄰圈之間0. 005英寸的重疊。在0. 015-英寸的壓縮下測量的壓縮負載是每英寸的螺旋盤繞圈長度為9. 8磅-英尺。測得DC電阻為14. 43毫歐姆/英寸。如圖4所示，樣品1在IMHz至約400MHz的頻率範圍上具有約_81dB的衰減，其中衰減在400MHz至IGHz的範圍內減小到約_63dB。衰減電阻評級是約1. 7dB歐姆/英寸。表1屏蔽品質
權利要求
1.一種跨直徑壓縮彈簧，包括一個導電帶，該導電帶被形成為重疊的螺旋盤繞圈，其中該導電帶的相鄰的圈相互重疊，該導電帶具有一個寬度並且該重疊的螺旋盤繞圈具有一個長度，該導電帶的寬度基本上平行於該重疊的螺旋盤繞圈的長度延伸。
2.一種電磁幹擾密封件，包括一個跨直徑壓縮彈簧，該彈簧包括一個導電帶，該導電帶具有一個寬度並且被形成為一個重疊的螺旋盤繞圈，其中該導電帶的相鄰圈沿著該寬度以一個重疊距離而相互重疊，其中該跨直徑壓縮彈簧被配置為當被置於一個電子裝置外殼的兩個部分之間時減小電磁幹擾。
3.一種跨直徑壓縮彈簧，包括一個導電帶，該導電帶被形成為一個重疊螺旋盤繞圈，該重疊盤繞圈被成型為一個圓環，其中該跨直徑壓縮彈簧具有一個不小於約2. OdB歐姆/英寸的衰減電阻評級。
4.如權利要求3所述的跨直徑壓縮彈簧，其中該衰減電阻評級是不小於約3.ODB歐姆/英寸。
5.如權利要求4所述的跨直徑壓縮彈簧，其中該衰減電阻評級是不小於約3.5DB歐姆/英寸。
6.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中這些相鄰的圈以該寬度的約20%與約40%之間的一個重疊距離而相互重疊。
7.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該螺旋盤繞圈具有的盤繞圈直徑為小於該導電帶寬度的約三倍。
8.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該重疊的螺旋盤繞圈被彎曲而形成一個圓環。
9.如權利要求8所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該螺旋盤繞圈具有一個盤繞圈直徑並且該圓環具有一個內直徑，該內直徑是不小於該盤繞圈直徑的約8倍。
10.如權利要求8所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶的相反端被分離開一個小於該重疊螺旋盤繞圈的長度的5%的距離。
11.如權利要求10所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶的相反端被分離開一個小於該重疊螺旋盤繞圈的長度的2. 5%的距離。
12.如權利要求11所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶的相反端被分離開一個小於該重疊螺旋盤繞圈的長度的的距離。
13.如權利要求10所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶的相反端是焊接到一起的。
14.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶是由一種金屬或金屬合金形成的。
15.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該金屬合金包括一種鎳合金、一種銅合金、不鏽鋼、或它們的任何組合。
16.如權利要求15所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該鎳合金包括哈司特鎳基合金、NI220、ΡΗΥΝ0Χ、或它們的任何組合。
17.如權利要求16所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該銅合金包括鈹銅、銅鉻鋅合金、或它們的任何組合。
18.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶是鍍有一種電鍍金屬。
19.如權利要求18所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該電鍍金屬包括金、錫、鎳、銀、或它們的任何組合。
20.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶的寬度是在約0. 060英寸與約0. 300英寸之間。
21.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該導電帶具有的厚度是在約0. 003英寸與約0. 006英寸之間。
22.如權利要求1或2所述的跨直徑壓縮彈簧或電磁幹擾密封件，其中該螺旋盤繞圈具有的盤繞圈直徑是在約0. 060英寸與約0. 250英寸之間。
全文摘要
一種跨直徑壓縮彈簧包括一條導電帶，該導電帶被形成為一個重疊的螺旋盤繞圈，其中該導電帶的相鄰的圈相互重疊。這種導電帶具有一個寬度，這個寬度基本上平行於這個重疊的螺旋盤繞圈的長度而延伸。
文檔編號H05K9/00GK102356706SQ201080009267
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月8日 優先權日2009年3月6日
發明者D·M·姆恩羅, J·M·勒恩哈特, K·韋德斯沃蘭 申請人:美國聖戈班性能塑料公司