用於孔徑開口電磁屏蔽的屏蔽元件的製作方法
2023-05-02 01:21:51
專利名稱：用於孔徑開口電磁屏蔽的屏蔽元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於孔徑開口電磁屏蔽的屏蔽元件，特別可用於金屬結構、插座和部件外殼。本發明還特別涉及一種用於光電收發器電磁屏蔽的屏蔽元件。
背景技術：
根據已知的現有技術，光電收發器可插入布置在印刷電路板上的外殼內。這些插入式收發器能以高達10Gbit/s的速度傳輸數據，而較新的模塊還可以實現更高的數據傳輸速率。現有技術的缺點在於，當以高速率和高頻率傳輸數據時，微波效應也會相應增大。例如，一個供插入式，所謂的小型可插拔式(SFP)收發器插入的小型外殼按照與頻率超過11GHz的波導類似的工作方式進行運轉，因而可導致發射出大量的電磁輻射。通常，超過波導工作頻率的高頻率的產生取決於所採用的外殼的尺寸和幾何形狀。
經常設有一些裝置，其中插座或部件外殼，例如用於容納光電收發器的外殼是通常位於一個金屬結構內。金屬結構特別是由電腦外殼的金屬後蓋板組成。為了將一個插入式收發器，或者一個更普通的插入式結構插入相應的插座或部件外殼，金屬結構上必須具有與插座或部件外殼相應的孔徑開口。特別是當插入式結構還沒有被插入時，即當孔徑開口打開，而沒有被插入式結構所關閉，那麼就可能會有有害的電磁輻射從金屬結構的內部發射到金屬結構的外部。
發明內容
本發明的目的是提出一種用於孔徑開口電磁屏蔽的屏蔽元件，該元件可為孔徑開口提供針對射頻電磁輻射的有效和可靠的屏蔽，特別適用於沒有插入式部件插入孔徑開口的情況。
根據本發明，該目的通過具有權利要求1所述特徵的屏蔽元件來實現。本發明的優點和較佳實施方式將在從屬權利要求中進行規定。
本發明據此提供了大量的導電接觸簧片，位於屏蔽元件的框架上，並延伸到孔徑開口的內部。在不偏轉的狀態下，單個接觸簧片至少部分彼此重疊，使孔徑開口處於關閉狀態。當一個插入式部件插入孔徑開口時，接觸簧片按插入方向偏轉，並以受擠壓狀態連接在插入式部件上。在此過程中，接觸簧片最好與插入式部件的導電結構，特別是金屬外殼或屏蔽結構形成電觸點，因而可以耗散任何潛在的電位差。
本發明的依據是，當沒有插入式部件或插入式結構插入時，單個接觸簧片將孔徑開口關閉，並在此過程中形成導電障礙層或屏蔽以阻擋電磁波。當插入一個部件時，接觸簧片(受插入式部件擠壓向內彎曲)形成相應部件屏蔽結構的有效觸點，因此可提供一個用於阻擋電磁輻射的自動關閉的射頻密封口。當沒有部件、插塞等插入時，即插入位置沒有使用時，該密封口自動關閉金屬結構、插座和部件外殼等的孔徑開口。與此同時，接觸簧片還與插入式部件形成一個受擠壓狀態的導電觸點。
對本發明的目的來說，術語「框架」應理解為適合於支持和容納延伸到孔徑開口內部的接觸簧片任何結構。在此情形中，所述框架無需是完全圓周形的，在極端的情況下，甚至可以僅由一個直的金屬片組成。
在本發明的一種較佳實施方式中，各組接觸簧片總是從框架的一面延伸到孔徑開口的內部，並且在切開點及展開的屏蔽元件上的各個簧片組之間總是存在中間空隙，以確保在插入式部件拔出之後，交錯的簧片能夠恢復到其原先的位置。接觸簧片實質上成矩形，並且最好在簧片的端部成角度，而相對的接觸簧片的端部按相對方向成角度。這樣才確保接觸簧片可靠地交錯。接觸簧片的長度可以各不相同，以便更好地交錯。
在本發明的一種較佳實施例中，所述框架由一個空心體按外殼形式，特別是按矩形體外殼形式組成，但是也可按其他形式組成，例如該空心體可以是圓柱形外殼。另外，所述框架不一定設計成關閉的式樣。可以通過在矩形框架的三側上布置接觸簧片來關閉孔徑開口，而另一側打開，接觸簧片按孔徑開口的方向延伸。在極端的情況下，甚至可以通過僅在框架的一側上布置接觸簧片來關閉孔徑開口。
在不偏轉的狀態下，接觸簧片最好彎曲成與空心體的一個端面成90°角，另外的接觸簧片可特別位於空心體的另一側上。接觸簧片向後彎曲約180°至空心體的外表面，用於使屏蔽元件與金屬結構，特別是與具有孔徑開口的電腦外殼的金屬後蓋板之間進行接觸。在此情形中，屏蔽元件已插入孔徑開口。
此外，空心體最好還具有鎖閉鉤，譬如用於將屏蔽元件與插座或部件外殼相連。在這種情況下，屏蔽元件為插入插座或部件外殼上，或者以其他方式與這些部件相連的單獨的部件。但是，屏蔽元件也可能是插座或部件外殼的一部分，因而與後者形成了集成單元。
在本發明的另一實施例中，框架實質上與不偏轉的接觸簧片位於同一平面上，在此情形中，框架不延伸或延伸很短，與該平面成直角。所述框架特別為矩形框架。框架上最好具有能夠裝配到一個另外結構、特別是金屬後蓋板上的裝置。這些裝置譬如包括向外凸出的觸點和裝配接頭，並能在保持導電的前提下與金屬後蓋板粘接、焊接或熔接。
包含接觸簧片的平面和包含觸點和裝配接頭的平面在此情形中最好彼此存在偏移。因此接觸簧片最好與框架的一個端面成角度，而觸點和裝配接頭與框架的另一端面成角度。在此情形中，框架形成了一個邊緣，可按交錯方式插入後蓋板上的開口中。
屏蔽元件可優選通過折彎切開的矩形材料條的一段來製成，而接觸簧片位於材料條的一個縱面上，這確保了可以將其製成簡單的幾何形狀。
接觸簧片最好能與屏蔽元件集成。屏蔽元件由高導電性的材料所組成，例如用適當方式折彎的衝壓金屬板部件。
在本發明的範圍內，可採用一個額外框架來容納和/或裝配屏蔽部件和/或固定插入孔徑開口中的插入式部件。還可採用吸收電磁射線的材料或額外的屏蔽材料，例如EMI(電磁幹擾)金屬絲網，或EMI泡沫密封。
以下將結合
及具體實施例對本發明進行更詳細地說明，其中圖1為一個屏蔽元件的前視圖，該元件具有大量接觸簧片，用於關閉孔徑開口；圖2為圖1所示的屏蔽元件的展開平視圖；圖3為圖1和2所示的屏蔽元件的側視圖；
圖4為兩個重疊的接觸簧片的設計和相交區域示意圖；圖5為一種屏蔽元件替代實施例的前視圖；圖6為圖5所示的屏蔽元件的展開平視圖；圖7為圖5所示的屏蔽元件的局部剖視圖。
具體實施例方式
如圖1到3所示，屏蔽元件具有矩形體框架1，該框架在如圖2所示的切開和展開狀態下為矩形。框架1具有前端面101和後端面102。沿著前端面101的相鄰接觸簧片21、31、41、51組成了簧片組20、30、40、50，每組包括三或四個接觸簧片。接觸簧片基本上呈矩形，其中一端為圓形。例外情況是接觸簧片組50中的側面接觸簧片51a和51b，其外面總是朝向接觸簧片組的中央。
另外的接觸簧片3按組排列，相應於框架1的另一個端面102的組20、30、40、50。
從圖1和圖3中尤其可以看出，排列在前端面101上的接觸簧片向內彎曲，與外殼1成90°角。在此情形下，接觸簧片所在的平面與框架1的縱向成直角。
向內彎曲的接觸簧片部分相互重疊，因而關閉框架1所形成的開口或者屏蔽元件被導入的開口，並因此形成了可阻擋由屏蔽部件後面的電氣部件所產生的電磁波的導電障礙層。
當外殼展開時(圖2)，單個接觸簧片組20、30、40、50之間存在中間空隙4a、4b、4c，以確保完全摺疊的框架1的接觸簧片組20、30、40、50在移回到90°關閉位置時(插入式部件拔出後)不會被卡住。
如圖3所示，布置在後端面102上的接觸簧片3按框架1外面的方向向後彎曲約180°。在此情形下，它們指向與插入屏蔽元件的開口5內的插入式元件或部件的插入方向A相對的方向。另外的接觸簧片3用來接觸金屬後蓋板6，金屬後蓋板6例如為一個外殼的後蓋板，其圍繞著設有電氣和光電部件的印刷電路板。
框架1和固定於前、後端面101、102的接觸簧片由具有高導電性的衝壓金屬板部件集成製造，以便儘可能可靠地阻止電磁射線發射，並對金屬後蓋板產生良好的電連接。
為了製造屏蔽元件，框架1應摺疊成適當的矩形體空心體形狀，在此過程中，空心體的側端彼此連接。排列在前端面101上的接觸簧片向內彎曲90°，接觸簧片組20和40最好處於底部，並位於同一平面上，緊隨著的是接觸簧片組30，並最終位於外部，接觸簧片組50被摺疊進孔徑開口5。還可將其他摺疊順序作為替代方法用於接觸簧片組。
排列在後端面102上的接觸簧片3按前端面101的方向彎曲180°。
如圖4所示，框架1的前端面101上的接觸簧片31、51與其重疊端成角度，而相對的接觸簧片31、51的端31a、51a按相對方向成角度。這確保了接觸簧片21、41和31、51可靠地交錯。框架1中具有大量鎖閉鉤5，通過鎖閉鉤5，屏蔽元件可連接到另外結構，比如連接到布置在印刷電路板上的外殼，或連接到插座。
當插入式元件(沒有圖解)按插入方向A插入被接觸簧片21、31、41、51關閉的孔徑開口5時，接觸簧片按插入方向A偏轉，並在此過程中與插入式元件的圓周接觸。在此過程中，它們最好與插入式元件的金屬部件，特別是金屬外殼或屏蔽結構產生電接觸。該插入式元件最好為插入式光電收發器，當接觸簧片偏轉之後，接觸簧片21、31、41、51與金屬外殼和/或收發器上的其他屏蔽結構接觸。
當插入式元件拔出後，接觸簧片21、31、41、51通過對簧片預加應力自動恢復到其原先的位置，並且在此過程中，形成了導電障礙層，以阻擋自開口5發射的電磁輻射。
圖5到7顯示本發明的另一實施例。在該實施例中，向內彎曲的接觸簧片21、31、41、51的布置方式與圖1到4所示的實施例相同，因此，在這一程度上，上述說明可供參考。
與前幾張附圖中的情況形成對照，框架1』實質上沒有縱向延伸，但是實質上與彎曲9 0°的接觸簧片21、31、41、51位於同一平面上。框架1』僅組成了一個較短的直線截面，其中端面101』上的接觸簧片21、31、41、51成角度，另一端面102』上的觸點和裝配接頭81』、82』、83』、84』成角度，在此情形中，接觸和裝配接頭81』、82』、83』、84』不指向被框架1』圍繞的孔徑開口5，並用於裝配到一個金屬結構上，這一結構沒有圖解，但是與圖3中的結構6相應。接頭81』、82』、83』、84』通過螺絲、焊接、粘接或熔接等方式與金屬結構導電連接。
框架1』形成的凸出部分和成角度的元件使屏蔽元件能以交錯方式插入金屬結構的相應開口中。
如圖5到7所示的屏蔽元件的製造方式為，首先製造一個端面101』上具有接觸簧片的矩形衝壓部件10。在此情形中，衝壓部件10包含框架1』。將衝壓部件沿著切割線9切開，直到框架1』的後端面101』。當接觸簧片21、31、41、51及觸點和裝配接頭81』、82』、83』、84』沿著端面101』和102』彎曲時，便形成了圖5所示的結構。
為了確保裝配的穩固性，可以將圖7所示的第二框架1」插入框架1』的彎曲結構中。
與圖1到4所示的情況形成對照，在圖5到7中，屏蔽元件實質上沒有縱向延伸，因此能夠毫無問題的布置，並無需對現有的孔徑開口區域，特別是金屬結構進行任何物理改變。當插塞或插入式元件從孔徑開口5中拔出後，接觸簧片21、31、41、51自動關閉孔徑開口，並因而形成密封口和障礙層，以阻擋射頻電磁射線。值得一提的是，孔徑開口並不僅由屏蔽元件的框架構成，但已經例如存在於後蓋板(後平面)、外殼或插座中。框架僅用作接觸簧片的固定件，在當插座、外殼等沒有被使用時密封孔徑開口，以阻擋射頻輻射。
本發明的實施範圍並不局限於以上實施例。例如可採用部分圓周形框架，在極端情況下，甚至可採用單一的金屬片來代替圓周形框架，而接觸簧片從該金屬片按孔徑開口的方向延伸。
本發明僅有的重要特徵在於，大量接觸簧片從框架中沿孔徑開口的方向延伸，在不偏轉狀態下，接觸簧片至少部分彼此重疊，因而屏蔽孔徑開口，並且在當插入式元件插入孔徑開口的過程中，接觸簧片按插入方向偏轉，並在此過程中以受擠壓方式與部件相連。
權利要求
1.一種用於孔徑開口電磁屏蔽的屏蔽元件，該元件特別適用於金屬結構、插座或部件外殼，其特徵在於大量導電接觸簧片(21、31、41、51)從屏蔽元件的框架(1，1′)沿孔徑開口(5)的方向延伸，並且在此情形中—在不偏轉狀態下，至少部分相互重疊且關閉孔徑開口(5)，並且—當插入式元件插入孔徑開口(5)時，沿插入方向(A)偏轉，並以受擠壓方式與插入元件相連。
2.根據權利要求1所述的屏蔽元件，其中設有接觸簧片組(20、30、40、50)，並且每一組都從框架(1)的一面延伸到孔徑開口的內部。
3.根據權利要求2所述的屏蔽元件，其中在切開點及成角度的屏蔽元件(1)上的接觸簧片組(20、30、40、50)之間總是存在中間空隙(4a、4b、4c)。
4.根據權利要求2或3所述的屏蔽元件，其中接觸簧片組(20、30、40、50)各包括三或四個接觸簧片(21、31、41、51)。
5.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中接觸簧片(21、31、41、51)實質上為矩形。
6.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中接觸簧片(21、31、41、51)在其端部成角度，並且相對的接觸簧片(31、51)的端部沿相對方向成角度。
7.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中有些接觸簧片長度不同。
8.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中框架(1)為外殼形式，尤其是矩形體外殼形式的空心體。
9.根據權利要求8所述的屏蔽元件，其中，在不偏轉狀態下，接觸簧片(21、31、41、51)彎曲，並與框架(1)的一個端面(101)成90°角。
10.根據權利要求9所述的屏蔽元件，其中設有另外的接觸簧片(3)，其向後彎曲，與框架(1)的外表面成約180°角。
11.根據權利要求8到10中至少任一項所述的屏蔽元件，其中框架(1』)上具有鎖閉溝(5)，特別用於將屏蔽元件與部件外殼或插座相連。
12.根據權利要求1到7中至少任一項所述的屏蔽元件，其中框架(1』)與不偏轉的接觸簧片(21、31、41、51)基本位於同一平面上，並且沒有延伸，或者延伸很短，且與該平面成直角。
13.根據權利要求12所述的屏蔽元件，其中框架(1』)為矩形框架。
14.根據權利要求12或13所述的屏蔽元件，其中框架(1′)具有用於裝配到一個另外結構、特別是一個金屬結構(6)上的裝置(81』、82』、83』、84』)。
15.根據權利要求14所述的屏蔽元件，其中框架(1』)具有觸點和向外凸出的裝配接頭(81』、82』、83』、84』)。
16.根據權利要求15所述的屏蔽元件，其中接觸簧片(21、31、41、51)所在的平面與觸點和裝配接頭(81』、82』、83』、84』)所在的平面平行，並且相互偏移。
17.根據權利要求16所述的屏蔽元件，其中接觸簧片(21、31、41、51)與框架(1』)的一個端面(101』)成角度，並且觸點和裝配接頭(81』、82』、83』、84』)與框架(1』)的另一端面(102』)成角度。
18.根據權利要求12到17中至少任一項所述的屏蔽元件，其中觸點和裝配接頭(81』、82』、83』、84』)由一個切開的矩形金屬條(10)的彎曲段所組成，並且接觸簧片(21、31、41、51)形成在金屬條的縱向面(101』)上。
19.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中接觸簧片(21、31、41、51)與框架(1)集成地形成。
20.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其特徵在於，具有額外框架(1」)用於容納和/或裝配屏蔽元件和/或用於固定插入孔徑開口中的插入式元件。
21.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中屏蔽元件至少被吸收電磁射線的材料部分地圍繞。
22.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中屏蔽元件是插座或部件外殼的一部分。
23.根據前述權利要求中至少任一項所述的屏蔽元件，其中可插入孔徑開口的插入式元件為光電收發器，並且偏轉的接觸簧片(21、22、23、24)與收發器、其金屬外殼或收發器上的屏蔽結構形成電接觸。
全文摘要
本發明涉及一種用於孔徑開口電磁屏蔽的屏蔽元件，該元件特別適用於金屬結構、插座或部件外殼，根據本發明，大量導電接觸簧片(21、31、41、51)從屏蔽元件的框架(1，1』)沿孔徑開口(5)的方向延伸，並且在此情形中，這些簧片在不偏轉狀態下，至少部分相互重疊，關閉孔徑開口(5)，並且，當插入式元件插入孔徑開口(5)時，所述簧片沿插入方向(A)偏轉，並以受擠壓方式與插入元件相連。本發明為孔徑開口提供一個可自動關閉的密封口。
文檔編號H05K9/00GK1409590SQ0214356
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月29日 優先權日2001年10月1日
發明者M·費斯塔格 申請人:因芬尼昂技術股份公司