用於表面安裝的具有錐形壁端的屏蔽外殼和採用該屏蔽外殼的無線電話的製作方法
2023-09-18 20:56:10
專利名稱：用於表面安裝的具有錐形壁端的屏蔽外殼和採用該屏蔽外殼的無線電話的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及屏蔽，特別是涉及用於屏蔽安置在印刷電路板上或嵌入印刷電路板中的電子元件或電子電路的屏蔽設備。
背景技術：
印刷電路板(PCBs)廣泛地應用於電子業和電信業中的電子基片。PCBs通常包括一層或多層絕緣基片(例如塑料)，在該基片上通過沉積預定圖案的導電金屬(例如銅)形成電路，以用來連接安裝在PCB層上或蝕刻在其中的各種電子元件(例如半導體)。這些電路中的許多電路包括以高射頻(RF)工作的元件。這些元件的射頻發射會干擾PCB附近其它元件或電路的正常工作。這樣，阻礙或屏蔽這些RF發射非常重要，以防射頻(RF)幹擾。
傳統上，金屬「屏蔽外殼」通常具有反向開口盒的形狀，它可用來覆蓋PCB上或PCB中的電子元件或者導致射頻(RF)幹擾的電路的特定部分。通過焊料或強制電接合，屏蔽外殼通常置於PCB的合適區域。為了適當和有效的射頻(RF)屏蔽，傳統上希望屏蔽物可均勻地接觸PCB。如果在屏蔽外殼和PCB之間存在間隙的話，可能極少或沒有RF能的屏蔽。
如
圖1A所示，傳統的屏蔽外殼10包括一個蓋12和由金屬薄片形成的若干側壁14。為提高剛性，如圖所示，圍繞每個壁的上部14a形成唇緣16，並且提供一對交叉構件18a，18b。圖示的屏蔽外殼10還包括一個「拾取點」17，該拾取點17位於交叉構件18a，18b的交叉點，該點17便於通過表面安裝設備設置側壁14。在製造工序中在後面的點處連接蓋12。
為了在PCB11上安裝所述屏蔽外殼10，每個壁14的下端部分14b放置在安裝墊片22上的焊錫膏堆積物20中，這如圖1B所示。然後加熱，以致焊錫膏20重熔，這產生圖1C中的所述焊點(也稱為「焊腳」)24。在冷卻時，每個焊腳24可提供安裝墊片22和相應的壁14之間的焊接。蓋12構造成固定到壁14的上部14a上，以便封閉PCB的一部分。不幸的是，唇緣16和交叉構件18a，18b會妨礙對具備這些特徵的被焊元件檢查和返工，和/或在以後的時間裡去掉屏蔽外殼10。
為了將由金屬薄片形成的屏蔽外殼壁合適地焊接在PCB上，在最初形成側壁和在重熔操作期間，金屬薄片應基本上平坦通常是很重要的。不幸的是，重熔操作發出的熱可導致金屬薄片捲曲。這可能導致屏蔽外殼壁和PCB之間產生間隙，從而可能影響屏蔽外殼阻礙RF發射的效率。間隙的存在可能需要昂貴的返工，以便將壁合適地焊接在PCB上。
如圖2A所示，它表示通常優於由金屬薄片形成的屏蔽外殼的傳統模製的屏蔽外殼10』。所述模製屏蔽外殼10』包括一個蓋12』和若干模製側壁14』，和表面安裝設備所用的拾取點17』。如圖2B所示，模製屏蔽外殼10』的每個側壁14』具有比圖1A-1C中所示的屏蔽外殼10的金屬薄片壁14的厚度T1大的厚度T2(即T2＞T1)。
為了在PCB上安裝圖2A的模製屏蔽外殼10』，每個壁14』的下端部14b』放置在安裝墊片22上的焊錫膏20內，這如圖2B所示。然後，加熱，以便使焊錫膏20重熔，這產生圖2C中所示的焊腳24。冷卻時，每個焊腳24可提供安裝墊片22和相應的壁14』之間的焊接。蓋12』構造成固定到壁14』的上部14a』上，以便封閉PCB11的一部分。
通過增加每個壁14』的厚度，不再需要唇緣和交叉構件來提供剛性。結果，可完成任何附加的返工而不受妨礙。模製屏蔽外殼也是優選的，因為模型可成本效率地製備複雜的形狀和結構，但這很難形成金屬薄片。
不幸的是，與具有由金屬薄片形成的壁的屏蔽外殼相比，具有較厚壁的模製屏蔽外殼可使用顯著的更多PCB空間。對電子設備而言，例如PCB空間受限制的無線電話和其他通信設備，具有比金屬薄片厚的壁的模製屏蔽外殼可能是不切實際，或者可能在設計/元件空間方面要妥協。
發明概述基於上述考慮，因此本發明的一個目的是便於在PCB空間受限的電子設備例如無線電話中使用模製屏蔽外殼。
本發明的另一目的是便於降低用來將屏蔽外殼壁固定到PCB上的安裝墊片的寬度。
本發明的又一目的是無需加強件即可方便地使用電子設備例如無線電話中的屏蔽外殼。
通過電磁屏蔽設備，例如屏蔽外殼，可實現本發明的這些和其他目的，該電磁屏蔽設備包括具有一個或多個凹腔的錐形壁端部，該凹腔構造成其中接收焊腳。根據本發明的一個實施例，屏蔽外殼可包括一個導電蓋和一個模製導電框架。框架包括若干細長的金屬壁。每個壁包括一對相對的、通常平行的側面，該側面終止於錐形端部。每個錐形端部構造成由焊料表面安裝到電子基片的相應導電部分(例如，安裝墊片)上。蓋構造成可移動地固定到框架上，以限定一個罩，從而屏蔽電子元件和/或電路。
每個壁的錐形端部包括一對細長的端面，該端面相對於一個平面對稱，該平面通常平行於壁側面並且在壁側面之間等距。互相鄰接的端面形成一個尖。每個端面還鄰接相應側面的相應邊緣。端面相對於PCB的導電部分限定了一對細長凹腔。每個凹腔構造成其中接受焊料，以便將壁固定到PCB的導電部分。
根據本發明的另一實施例，屏蔽外殼可包括依靠在那裡的一個頂部和若干從頂部垂下的壁。每個壁包括一個錐形端部，該錐形端部具有一個或多個凹腔，該凹腔構造成其中接受焊料，以便將壁固定到PCB的導電部分。
用於本發明的屏蔽外殼是有利的，因為其壁可由比金屬薄片厚的材料形成，這樣可具有足夠剛性而不需附加加強部件。而且，根據本發明容納在錐形端部凹腔中的焊腳的形狀不能象傳統的焊腳那麼多地佔用PCB表面空間。另外，本發明產生的焊腳可比傳統的焊腳更強，因為與傳統的屏蔽外殼壁相比，本發明的焊料更多地垂直浸入在更大的壁表面區域。
附圖的簡要描述結合在說明書中並作為說明書一部分的附示了本發明的實施例，並且與說明書一起用來解釋本發明的原理。
圖1A表示由金屬薄片形成的傳統的屏蔽外殼。
圖1B是圖1A的屏蔽外殼的壁的側向橫截面圖，該壁放置在安裝墊片上的焊錫膏中。
圖1C是在圖1B所示的焊錫膏重熔後，圖1A的屏蔽外殼的壁的側橫截面圖。
圖2A表示傳統的模製屏蔽外殼，該屏蔽外殼具有比金屬薄片厚的壁。
圖2B是圖2A的屏蔽外殼的壁的側向橫截面圖，該壁放置在安裝墊片上的焊錫膏中。
圖2C是在圖2B所示的焊錫膏重熔後，圖2A的屏蔽外殼的壁的側橫截面圖。
圖3是電子元件的傳統布局的示意圖，以使無線電話發送和接收電信信號。
圖4是容納在無線電話殼內的電路板和鍵盤的分解示意圖。
圖5表示根據本發明的一個實施例的一種模製屏蔽外殼，該屏蔽外殼具有帶錐形端部的壁。
圖6A是圖5沿著線6A-6A截取的模製屏蔽外殼的一個壁的放大、橫截面圖，並表示根據本發明的一個實施例的壁的錐形下端部，該壁放置在安裝墊片上的焊錫膏中。
圖6B表示在焊錫膏重熔後，圖6A的模製屏蔽外殼壁的錐形下端部，壁在其上經焊腳固定到安裝墊片上。
圖7A表示根據本發明的另一實施例的模製屏蔽外殼，該模製屏蔽外殼包括一個蓋和從該蓋垂下的帶錐形端部的整體壁。
圖7B是圖7A沿著線7B-7B截取的模製屏蔽外殼的橫截面圖。
發明的詳細描述下面參考附圖，結合本發明的優選實施例，更全面地描述本發明。但是，本發明可體現在許多不同形式中，並且不應理解為只限於這裡所提出的實施例；而是，提供這些實施例以便更透徹和完全地理解本公開文獻，並且本領域的普通技術人員將可全面運用到本發明所覆蓋的範圍。本文中相同的數字代表相同的元件。
無線電話通常指通信終端，它提供與一個或多個其他通信終端的無線通信連接裝置。無線電話可用於各種不同應用，包括行動電話、陸上移動(例如，警察和消防部門)，和衛星通信系統。
使無線電話能發送和接收無線電話通信信號的電子元件的傳統布局如圖3中示意表示，並且無線電話通信領域的普通技術人員可以理解。接收和發送無線電話通信信號的天線30與射頻收發器32電連接，該收發器32進一步與控制器34例如微處理器電連接。控制器34與揚聲器36電連接，該揚聲器36將來自控制器34的遠程信號發送到無線電話的用戶。控制器34還與微處理器38電連接，該微處理器38接收來自用戶的聲音信號，並且經控制器34和收發器32將聲音信號發送到遠程裝置。控制器34與鍵盤40和顯示器42電連接，該顯示器42便於無線電話的操作。無線電話的其他元件是傳統的並且無需在這裡描述。
現在參考圖4，它提供了無線電話50的各種元件的分解示意圖。上殼部分52a和下殼部分52b構造成閉合各內部元件。所述內部元件包括電子基片例如PCB 54和鍵盤56。對本領域的普通技術人員來說公知的是，能夠使無線電話50發送和接收電信信號的各電子部件安裝在PCB 54上。所述PCB 54包括相對的第一和第二面54a，54b。多數電子元件與所述PCB 54的第二面54b連接，因為接觸墊片58位於電路板第一面54a上，該墊片58構造成與鍵盤56的鍵57接合。根據本發明的屏蔽外殼可用於屏蔽安裝到圖示PCB 54的第一和第二面54a，54b上(或嵌入其中)的電子元件或電路。
現在參考圖5，圖示了根據本發明的一個實施例的屏蔽外殼100。所述屏蔽外殼100包括一個導電蓋102，一個模製、導電框架104，和表面安裝設備所用的一個拾取點117。框架104包括若干細長的金屬壁106。每個壁106包括一對相對的、通常平行的側面108a，108b，該側面終止於一個錐形端部110。每個錐形端部110構造成經一對焊腳表面安裝到電子基片(即PCB)上的相應的導電安裝墊片(或其他導電部分)上。蓋102構造成可移動地固定到框架104上，以限定一個罩103，以便屏蔽電子元件和/或電路。
現在參考圖6A，它表示圖5沿著線6A-6A截取的模製屏蔽外殼100的壁106的放大、橫截面圖，並表示根據本發明的一個實施例，壁106的錐形端部110。錐形端部110嵌在PCB11的導電安裝墊片22上的焊錫膏20內。
圖示屏蔽外殼100的每個壁106的錐形端部110包括一對細長的端面112a，112b，這兩個端面相對於平面114對稱，該平面114通常平行於壁106的側面108a，108b，並且在該側面108a，108b之間與它們等距。端面112a，112b鄰接以形成尖113，這如圖所示。鄰接的端面112a，112b最好形成介於約5度(5°)至約45度(45°)之間的角A。
每個端面112a，112b還鄰接相應側面108a，108b的相應邊緣109a，109b，如圖所示。端面112a，112b限定了一對相對於導電安裝墊片22的細長凹腔115a，115b，這如圖所示。每個凹腔115a，115b構造成接收其中的相應焊腳24，以便將壁106固定到導電安裝墊片22上。
本發明不僅限於圖示的壁錐形端部110的結構和形狀。也可使用不超出本發明的實質和內容的為接收焊腳而提供的一個或多個凹腔的其他形狀和結構。例如，尖113可以是平坦結構或者可以具有圓形或圓角結構。
圖示屏蔽外殼100的蓋102和框架104最好由這樣的材料形成，該材料的熔點比焊錫膏20的熔點高。最好，蓋102和框架104由塗敷有導電材料的外層的聚合材料形成。
現在參考圖6B，圖6A中所示的焊錫膏20經歷重熔條件，以便在凹腔115a，115b(圖6A)中形成焊腳24，該焊腳24將壁錐形端部110固定到導電安裝墊片22上。對本領域的普通技術人員來說，重熔焊料技術是公知的，該技術允許多元件一次焊接就位，這裡無需進一步描述。每個焊腳24基本在壁106下折曲，這如圖所示。結果，保護了導電安裝墊片22上的橫向空間，並因此，保護了PCB11。根據本發明具有帶錐形端部的壁的屏蔽外殼可使用比傳統屏蔽外殼可能使用要小的導電安裝墊片。結果，本發明便於PCB面區域的保護。
另外，根據本發明，屏蔽外殼壁的錐形端結構，具有比傳統的屏蔽外殼壁在更大的壁表面積上允許焊料更垂直地浸入。結果，用於本發明的屏蔽外殼壁和PCB之間的接合處可提高屏蔽外殼的剛性。
現在參考圖7A和7B，它們表示根據本發明的另一實施例的屏蔽外殼200。圖示屏蔽外殼200包括一個導電頂部202和若干細長的、導電側壁204，該側壁204與頂部202形成整體並且從頂部202懸垂，以限定凹腔203，從而封閉電子元件和/或電路。每個側壁204包括一對相對的、通常平行的側面206a，206b，該側面終止於對著頂部202的錐形端部208。錐形端部208構造成經過上述至少一個焊腳被表面安裝到導電安裝墊片或電子基片的其他導電部分上。錐形端部208與上面的圖6A，6B所示的錐形端部相似。
前面是對本發明的說明，而非對本發明的限制。雖然只描述了本發明的幾個典型實施例，那些本領域的普通技術人員將容易理解，在不實質上超出本發明的新穎教導和優點的前提下，有可能對典型實施例進行許多修改。因此，所有這些修改都要包含在由權利要求書所限定的本發明的範圍內。因此，可以理解前面是本發明的說明，而非只限於公開的具體實施例，並且公開的實施例和其他實施例的修改都要包括在附後的權利要求書的範圍內。本發明由下面的權利要求書以及這裡所包含的權利要求書的等同範圍所限定。
權利要求
1.一種電磁屏蔽設備，包括一導電框架，該導電框架具有外圍壁和相對的第一和第二開口端；其中每個外圍壁包括終止於一個錐形端部的一對相對側面，該錐形端部被構造成焊接到一電子基片的導電部分上；其中該錐形端部的橫截面尺寸沿向著該導電部分的方向減少，以相對於導電部分限定至少一個凹腔；和其中該凹腔被構造成在其內接收焊料，以便將錐形端部固定到導電部分上；和一導電蓋，該導電蓋被構造成固定到框架上，以便覆蓋第一開口並因此限定一個罩。
2.根據權利要求1所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於每個壁的側面通常是平行的。
3.根據權利要求2所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於每個壁的錐形端部包括相對於一個平面對稱的一對細長的端面，該平面通常平行於相應壁的側面並且在該側面之間等距，這對端面中的每一個端面鄰接這對端面中的相應端面的一邊緣，並且還鄰接相應側面的一邊緣。
4.根據權利要求3所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於鄰接的端面形成介於約5度至約45度之間的角。
5.根據權利要求1所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於每個壁由熔點比焊料的熔點高的材料形成。
6.根據權利要求1所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於蓋和框架由噴塗金屬的聚合材料形成。
7.根據權利要求1所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於電子基片的導電部分包括一導電安裝墊片。
8.一種電磁屏蔽設備，包括一導電框架，該導電框架包括若干細長的金屬壁；其中每個壁包括終止於一錐形端部的一對相對的、通常平行的側面，其被構造成用焊料表面安裝到電子基片上的相應導電安裝墊片上；其中所述每個壁的錐形端部包括相對於一個平面對稱的一對細長的端面，該平面通常平行於一相應壁的側面並且在該側面之間等距；其中這對端面中的每一個端面鄰接這對端面的相應端面的一邊緣，並且還鄰接一相應側面的一邊緣，以相對於一相應導電安裝墊片限定一對凹腔；和其中這對凹腔中的每一個凹腔被構造成在其內可接收焊料，以便將一相應的壁固定到相應的導電安裝墊片上；和一導電蓋，該導電蓋被構造成固定到框架上，以便限定一個罩。
9.根據權利要求8所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於鄰接端面形成介於約5度至約45度之間的角。
10.根據權利要求8所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於每個壁由熔點比焊料的熔點高的材料形成。
11.一種電子設備，包括一電子基片；和一固定到電子基片上的電磁屏蔽設備，該電磁屏蔽設備包括一框架，該框架包括若干細長的導電壁；其中每個壁包括終止於一錐形端部的一對相對側面；其中每個錐形端部用焊料固定到電子基片上的相應導電安裝墊片上；並且其中每個錐形端部的橫截面尺寸沿朝著一相應導電安裝墊片的方向減少，以限定一個凹腔，該凹腔被構造成在其內容納焊料；和一導電蓋，該導電蓋固定到框架上，以限定一個罩。
12.根據權利要求11所述的一種電子設備，其特徵在於每個壁的側面通常是平行的。
13.根據權利要求12所述的一種電子設備，其特徵在於每個壁的錐形端部包括相對於一平面對稱的一對細長的端面，該平面通常平行於一相應壁的側面並且在該側面之間等距，並且其中這對端面中的每一個端面鄰接這對端面的該相應端面的一邊緣，並且還鄰接一相應側面的一邊緣。
14.根據權利要求13所述的一種電子設備，其特徵在於鄰接的端面形成介於約5度至約45度之間的角。
15.根據權利要求12所述的一種電子設備，其特徵在於焊料基本上包含在凹腔內。
16.根據權利要求12所述的一種電子設備，其特徵在於每個壁由熔點比焊料的熔點高的材料形成。
17.根據權利要求12所述的一種電子設備，其特徵在於蓋和每個壁由噴塗金屬的聚合材料形成。
18.根據權利要求12所述的一種電子設備，其特徵在於電子設備是一無線電話。
19.一種電子設備，包括一電子基片；和一固定到電子基片上的電磁屏蔽設備，該電磁屏蔽設備包括一導電框架，該導電框架包括若干細長的金屬壁；其中每個所述壁包括終止於錐形端部的一對相對的通常平行的側面；其中每個錐形端部用焊料固定到電子基片上的一相應導電安裝墊片上；其中每個壁的錐形端部包括相對於一平面對稱的一對細長的端面，該平面通常平行於一相應壁的側面並且在該相應壁的側面之間等距；其中這對端面中的每一個端面鄰接這對端面的該相應端面的一個邊緣，並且還鄰接一相應側面的一邊緣，以相對於一相應的導電安裝墊片限定一對凹腔；且其中每個凹腔被構造成在其內容納填料；和一導電蓋，該導電蓋被構造成固定到框架上，以限定一個罩。
20.根據權利要求19所述的一種電子設備，其特徵在於鄰接的端面形成介於約5度至約45度之間的角。
21.根據權利要求19所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於每個壁由熔點比焊料的熔點高的材料形成。
22.根據權利要求19所述的一種電子設備，其特徵在於填料基本上容納在一相應凹腔中。
23.根據權利要求19所述的一種電子設備，其特徵在於該電子設備是一無線電話。
24.一種電子基片，該電子基片包括位於電子基片上的一細長導電安裝墊片；和一細長的導電壁，該導電壁固定到導電安裝墊片上，包括一終止於錐形端部的一對相對的側面，其中錐形端部的橫截面尺寸在沿朝著導電安裝墊片的方向減少，以相對於導電安裝墊片限定一凹腔，並且其中錐形端部用布置在凹腔中的焊料固定到導電安裝墊片上。
25.根據權利要求24所述的一種電子基片，其特徵在於側面通常是平行的。
26.根據權利要求25所述的一種電子基片，其特徵在於錐形端部包括相對於一平面對稱的一對細長端面，該平面通常平行於側面並在該側面之間等距，其中每個端面鄰接這對端面的相應端面的一邊緣，並且還鄰接一相應側面的一邊緣。
27.根據權利要求26所述的一種電子基片，其特徵在於鄰接的端面形成介於約5度至約45度之間的角。
28.根據權利要求24所述的一種電子基片，其特徵在於所述壁由熔點比焊料的熔點高的材料形成。
29.根據權利要求28所述的一種電子基片，其特徵在於所述壁由噴塗金屬的聚合材料形成。
30.根據權利要求24所述的一種電子基片，其特徵在於填料基本容納在凹腔中。
31.一種電磁屏蔽設備，包括一導電頂部；和若干從頂部垂下的細長的、導電側壁，以限定一個凹腔，其中每個側壁包括一對相對的、通常平行的側面，其終止於與頂部相對的一錐形端部，其中該錐形端部被構造成用焊料表面安裝到電子基片上的一導電安裝墊片上，其中該錐形端部包括相對於一個平面對稱的一對細長端面，該平面通常平行於側面並在該側面之間等距，並且其中每個端面鄰接這對端面的相應端面的一邊緣，並且還鄰接一相應側面的一邊緣。
32.根據權利要求31所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於鄰接的端面形成介於約5度至約45度之間的角。
33.根據權利要求31所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於每個側壁由熔點比焊料的熔點高的材料形成。
34.根據權利要求31所述的一種電磁屏蔽設備，其特徵在於側壁和頂部由噴塗金屬的聚合材料形成。
全文摘要
電磁屏蔽設備設有壁,該具有終止於錐形端部的一對相對的通常平行的側面。每個錐形端部構造成用一對焊腳表面安裝到電子基片上的相應導電部分(例如安裝墊片)。每個壁的錐形端部包括相對於一個平面對稱的一對細長的端面,該平面通常平行於相應壁的側面並且在該相應壁的側面之間與該相應壁的側面等距。端面相對於PCB限定了一對細長的凹腔,該凹腔構造成容納焊腳。
文檔編號H04M1/02GK1340291SQ00803565
公開日2002年3月13日 申請日期2000年1月12日 優先權日1999年2月9日
發明者G·S·蒙多利爾, R·C·倫德 申請人:艾利森公司