JP2000503473A - 電気的遮蔽ケーシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、電磁放射を発するまたは電磁放射に敏感なコンポーネントまたはアセンブリ（Ｃ）を収容し電磁遮蔽するための電気的遮蔽ケーシング（１）に関する。前記のコンポーネントまたはアセンブリは、電気的な遮蔽を行う壁を備えた少なくとも２つのケーシング部分（２，３）を有しており、その際、少なくとも一方のケーシング部分（２）において他方のケーシング部分（３）への継ぎ目領域にシールエレメント（４）が固着されて設けられている。この場合、シールエレメント（４）およびそれを支持するケーシング部分（２）の少なくとも一部分は、実質的に非導電性材料により製造されており、電磁遮蔽のため少なくとも継ぎ目の幅全体にわたって広がりシールエレメント（４）およびケーシング部分に付着されている粘着性の導電層（６．１）により覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】 電気的遮蔽ケーシング 本発明は、請求項１の上位概念に記載の電磁放射を発するアセンブリまたは電 磁放射に敏感なアセンブリの収容および電磁遮蔽のための電気的遮蔽ケーシング に関する。 電気的遮蔽ケーシングを非導電性材料たとえばプラスチックから製造すること は公知である。この場合、まえもって製造されたケーシング部材が導電性材料に より被覆され、たとえばこれは導電性ラッカの噴霧やアルミニウムの蒸着により 行われる（”Kunststoffgehaeuse und EMV”，elektronikindustrie ３ - 1992 ，p.42 参照）。このようなケーシングには通常、まえもって製造されたシール が設けられており、これは導電性のエラストマから成り、組み立て時に挿入され る。ドイツ連邦共和国特許出願 DE 38 12 943 A1 には、繊維により強化された プラスチックから成る内部被覆形遮蔽ケーシングが示されており、これには、み ぞとばねとの間に挿入された上述のようなまえもって製造されたシールが設けら れている。 移動電話の急速な普及により非常に大きな経済的意義を獲得した上述の形式の ケーシングは、ヨーロッパ特許出願 EP 0 629 114 B1 ならびに EP 0 654 962 A 1 によっても公知である。 これらの文献において述べられているケーシングは２つの部分によって構成さ れており、それらの部分はケーシング内部空間を（少なくとも部分的に）電気的 に遮蔽するために導電材料から成るか、あるいは上述のように被覆されており、 組み合わせられた状態ではファラデーケージを成すように構成されている。また 、付き合わせられた各ケーシング部分の間の継ぎ目領域におけるケーシングの電 磁遮蔽のため、遮蔽シールも設けられており、この遮蔽シールは導電性でありか つ弾性の材料から成り、表面の公差や表面の非平坦性に合わせて整合され、その 結果、大量生産が行われる場合であってもきわめて高品質なケーシング内部の遮 蔽を保証することができる。先に挙げた文献によれば、この遮蔽シールはケーシ ング部分のうち少なくとも一方の上にじかに製造され、その際、付加的な支持体 をボディにはめ込むこともできる。 このような構造により、たとえばメンテナンスの目的でまたはケーシング内に あるバッテリの交換のために、ケーシングを容易に開けることができ、その後、 遮蔽効果を維持したままケーシングを再び閉じることができる。 しかし、遮蔽シールのための材料を製造する場合において特定の適用事例につ いては、高い弾力性と高い導電率とできるかぎり低い材料コストとの間で最適な 妥協点を見出すことは困難である。物理的な点で利点の導き出される材料は、高 い成分の銀粉で充填されたプラスチックコンパウンドであるが、これは非常に高 価である。 したがって本発明の課題は、冒頭で述べた形式の電気的遮蔽ケーシングにおい て、低コストで製造できるよう構成することにある。 この課題は、請求項１の上位概念に記載のケーシングにおいて、請求項１の特 徴部分に記載の構成により解決される。また、製造方法に関しては請求項８の特 徴部分により解決される。 本発明は、以下のような技術的開示を含むものである。すなわち、コスト節約 のため全体的に導電性でありかつフレキシブルな材料から遮蔽シールを製造する のではなく、継ぎ目を充填するため実質的に非導電性であるが撓みやすい（弾性 の）材料から成りその場で形成されるエレメントを使用し、継ぎ目領域における 電気的な遮蔽を、このエレメントに付着され実質的に剛性のケーシング壁の遮蔽 部に継ぎ目なく移行する導電材料から成る層によって実現されている。 この場合、シールエレメントは第１に、継ぎ目間隙を充填するという機能を有 しており、これはたとえば製造に起因する製造公差または表面の非平坦性に起因 するケーシング部材の機械的なあそびが生じても、湿気や塵埃からケーシング内 部を確実に保護し、さらに 各ケーシング部分間の相対運動を防止することを目的とする。このようにシール 質量体の機械的な特性が改善されていることから、ケーシング内部空間を持続的 に密閉封止することができる。これと同時に、シールエレメントは当然ながら電 磁遮蔽部分の支持体であり、その密閉性が保証される。この点に関して殊に有利 であるのは、シールに対し高度の弾性材料および／または形状的に弾力性のある 形態を選択することであり、これに基づきケーシング部分の組み立てにあたりシ ールエレメントの圧縮および／または屈曲により、各ケーシング部分の間にバイ アス力が形成され、これによってたとえばねじ止め接続部またはクランプ接続部 の緩みを防止できる。しかしながら本発明は、材料および／または形状に関して 弾性の支持体エレメントの使用に限定されるものではなく、基本的に可塑性をも つ成形可能なシールエレメントによっても実現できる。 本発明の有利な実施形態によれば、導電性の材料から成る層が結合して（殊に ただ１つの作業プロセスで）シールエレメントと剛性のケーシング壁の表面に付 着されている。 本発明の別の変形実施形態によれば遮蔽部がサンドウィッチ構造で構成されて おり、この場合、支持体エレメントは、非導電性であるが撓みやすい材料から成 る少なくとも２つの層によって構成されていて、それ らの間に電磁遮蔽作用をなす導電性材料から成る層が配置されている。弾性エレ メントの変形可能な２つの層またはストリップの間における実質的に変形のない 領域に、導電材料から成る層を配置することにより、有利には導電材料の亀裂形 成を起こさせない作用がもたらされ、このことは各ケーシング部分が組み立てら れたときに遮蔽エレメントに強度の変形が生じるまたは生じる可能性のある構造 にとって、殊に重要である。 さらに別の有利な実施形態によれば亀裂形成防止のため、導電材料から成る層 が著しく薄く構成されている。このように構成する理由は、曲げ応力つまりは亀 裂発生傾向は、所定の撓みにおいて層が厚くなるにつれて増大することによる。 それゆえ導電材料から成る層の厚さは実質的に、継ぎ目の幅よりも（有利には１ 〜３のオーダだけ）小さい。 遮蔽層へのシールエレメントの付着、あるいはサンドウィッチ構造の場合には 一方の層または一方のストリップへの付着は、様々なやり方で行うことができる 。均質な層厚を達成するために、導電性ラッカを用いた吹き付けまたは純粋な金 属の蒸着によるそれ自体公知の方法も適しているし、たとえば電気的な金属化や さらには、殊に電子コンポーネントの製造において知られているスパッタリング やＣＶＤ（化学蒸着法）などの気相析出法も適している。 有利な実施形態によれば上述の方法の枠内で、下地となるもの（殊にシールエ レメント）において構造的にもともと決まっている応力方向に合わせて、結晶を 所期のように成長させることで、層が形成される。これによれば、殊に多層構造 において、小さい層板状の平面エレメントを表面上に形成することができ、これ らのエレメントは層内部で緩く結合しているだけのものであり、したがって支持 体エレメントが撓んだときに所定の度合いで互いにずれるように構成されており 、このことによって遮蔽層に場合によっては生じる可能性のある亀裂形成を起こ さないように作用する。このために殊に好適であるのは、上述の結晶をうろこ状 または屋根瓦状に配置することであり、これはたとえば基板の配向や基板温度、 原料ガス流レート等のほかに、層の温度を適切に調整して傾斜させた基板に角度 を付けて蒸着したりスパッタリングしたりすることで形成できる。 本発明の別の変形実施形態によれば、支持体エレメントへの導電層の付着が機 械的に弛緩した状態で行われるのではなく、シールエレメントが所定のように圧 縮および／または屈曲した状態で行われる。これにより、導電層における亀裂形 成によって遮蔽エレメントの電磁遮蔽効果が低減してしまうのが回避される。こ の変形実施形態において本発明が前提としていることは、ケーシングの組み立て にあたり生じる遮蔽エレメ ントの変形ゆえに、導電層における亀裂形成をどのような状況でも回避するとい うのは困難であり、このためそのような亀裂形成が電磁遮蔽に及ぼす悪影響をで きるかぎり小さくするのが重要であるという着想である。シールエレメントが変 形した状態で導電層を付着することにより、そのあとで場合によってはシールエ レメントが弛緩したときに亀裂が発生するが、この亀裂はケーシングの組み立て によりあとになってシールエレメントが組み立てに起因して変形したときに再び 十分にふさがれる。それというのもこの場合、シールエレメントは導電層を付着 したときと実質的に同じ形状をとるからである。 従属請求項にはさらに別の有利な実施形態が示されている。次に、図面を参照 しながら本発明の有利な実施形態について詳細に説明する。 図１は、本発明の有利な実施例として２つのケーシング部分から成る電子回路 電磁遮蔽用ケーシングの分解斜視図である。 図２ａおよび図２ｂは、各ケーシング部分間の継ぎ目領域における図１のケー シングの壁部をそれぞれ異なる構成に従って示す断面図である。 図３は、図１で示したケーシングの別の実施形態を示す断面図である。 図４ａおよび図４ｂは、別の実施形態をシールエレメントが弛められていると き（ａ）とケーシングが組 み立てられた状態（ｂ）とで示す断面図である。 図１には電子回路Ｃのためのケーシング１が示されており、このケーシングに よって電子回路が電磁的に遮蔽される。このことにより一方では、回路Ｃが外部 から到来する電磁放射により妨害されることが防止され、その結果、回路１の動 作は電磁的に強度に妨害されている周囲環境であっても可能となる。他方、この 遮蔽によって、作動時に発生する電磁放射がケーシングから外へ出ていくのが防 止される。電磁放射がケーシングから外へ出ていくと、周囲に妨害を引き起こす 可能性があるし、あるいは回路内での動作経過を不正に知らせてしまう可能性を 与えるおそれもある。 ケーシングは、矩形の開口横断面をもつタブ状の下部２と、この下部２を封止 するプレート状のカバー３から成り、さらにケーシングは下部２の上にじかに形 成された（”上に付着された”）シール４を有しており、これは下部２とカバー ３との間の継ぎ目を遮蔽するために設けられている。カバー３と下部２との結合 はねじ止め接続によって行われ、これは４つのねじ５．１〜５．４をカバー３の 角における対応する孔の中に通して下部のねじ山にねじ込むことによって行われ る。 下部２もカバー３もプラスチックにより射出成形されており、上に付着された シールの表面も含めて）内面全体には（各ケーシング部材において関連する）導 電性の被覆部６．１ないし６．２が設けられている。これらの被覆部６．１およ び６．２は、ケーシング１がねじ止めされた状態で互いに電気的に接触しており 、電磁遮蔽を行うファラデーケージを成している。 したがって図２ａに示されている断面図から明らかなように、遮蔽シールは下 部２に固着されて接合されている弾性のシールエレメント４から成り、これは一 般的な弾性のプラスチック（たとえば無充填シリコンまたはネオプレン）と、導 電層６．１の対応部分６．１ａから成る（これはたとえば吹付塗のアルミニウム 、銅またはＣｒ−Ｎｉまたは１つのコンポーネントあるいはマルチコンポーネン トの電気塗装により形成される）。図４ａおよび図４ｂに示されているように、 それ自体周知であるがここでは物理的な特性に関して撓みやすいシール材料に合 わせて調整された定着剤層を設けることもできる。 図２ｂにはケーシング１’としてこのケーシングの変形実施例が示されており 、この場合、両方のケーシング部分２’，３’には、まえもって下部２’に圧着 され空気供給または熱加硫によりそこに固着されて硬化されたシール４’も含め て、全面に電気的被覆部６．１’または６．２’が設けられている。 （図示されていない）別の変形実施例によれば、シールはケーシング部分の一 方とともに、それぞれ異なる２つのポリマにより成形されており、その際、使用 されるモノマの整合は、成形パラメータ、シキソトロピー、ならびに架橋の温度 および速度を考慮して行われる。 図３には、別の実施形態として図１のケーシングと外見的には同じケーシング １″が示されており、このケーシングの下部２″はやはり射出成形プラスチック 材料から成るが、そのカバー３″は中実のアルミニウム薄板により製造されてい る。したがってこの場合には下部だけに金属層６″が設けられている。この金属 層は、下部の外面領域に取り付けられたシールストリップ４．１″も覆っている 。金属層の塗布後に別個のアプリケーションステップで下部の内縁近くに第２の シールストリップ４．２″が設けられることで、シール４″が完全なものとなる 。したがって、これはここではサンドウィッチ構造を有しており、この場合、ケ ーシングを閉じたときにシールの変形によって生じる引張力によって導電層の受 ける負担が十分に軽減され、このため遮蔽層に亀裂の発生するリスクが十分に排 除される。シールエレメントの両方のストリップ４．１″，４．２″の間の中央 に導電性の層部分６ａ″が配置されていることは、この事例ではケーシングが組 み立てられたときに発生するシールエレメント４″における単軸の圧縮応力が最 小である点で有利であり、これによって亀裂形成のリスクが低減する。シールエ レメントにおける両方の層の間の導電層の機械的な固 定により、亀裂形成が起こらないよう付加的に作用する。 この目的は（少なくともある程度まで）、図２ａおよび図２ｂのいっそう簡単 な構造であっても、金属層の厚さをシールの寸法よりも小さく抑えることで達成 できる。ケーシングの大きさ、考慮しなければならない製造公差、および必要と される遮蔽効果に応じて、有利にはその厚さを数１０μｍまでまたはわずか数μ ｍに定めることができる。このことにより、著しく単純で有利には高い導電性の 層を気相法または真空プロセスにより形成する場合に殊に、プロセス時間も短く なるし、コストも低減される。 図４ａおよび図４ｂには、亀裂発生傾向をさらに低減した特別な層構造が（弛 められた状態または組み立てられそれにより変形された状態で）示されている。 この場合、ケーシング下部２０は唇状の弾性のシールエレメント４０と同様、 定着層６１と金属層６２を有しており、その際、金属層はたとえば結晶の方向性 成長により真空プロセスにおいて表面に形成されている。その際、結晶成長は、 少なくともシールエレメント４０の表面上に小さいうろこ状の表面部材が生じる ように制御される。この表面部材は実際に全体的に何重にもオーバラップして表 面を覆っており、互いに所定の大きさだけずらすことのできるものである（図４ ａの部分拡大図Ａを参照）。このことにより、ケーシ ングが組み立てられたときに組み立てに起因してシール４０が変形することで導 電層６２が引き裂けることが回避される。導電層が引き裂けてしまうと、電磁遮 蔽効果が損なわれることになってしまう。むしろ金属製のカバー３０が閉じられ ると、この場合にはカバーの圧力と横断面の撓みにより生じる引張力の作用のも とで、層エレメントが重なり合いながら単軸で配向され、連続的な層が形成され る（図４ｂの部分図Ｂを参照）。 （図４ｂに示されているように）組み立てにより第１に曲げ応力を受けるシー ルエレメント４０の唇状の形状は、殊に層６２の既述の構造を考慮して選ばれた ものである。しかしこの層構造は、ほぼ円形または半円形であり第１に圧縮を受 けるシール横断面においても同様に有利な作用を発揮する。それというのも、そ のような場合であっても変形に起因して周囲が増大し、それにより伸ばされたう ろこ状の構造により、ケーシングが組み立てられた状態であっても層の密閉性が 保証される。 本発明はその実施形態において、既述の有利な実施例に限定されるものではな い。むしろ、基本的に異なる性質の実施形態であっても既述の解決手段を利用す る多数の変形実施例を考えることができる。 したがって技術的に容易なやり方で、典型的にはプラスチックケーシング部分 の射出成形により形成され （図４ａのように）横断面がＣ字形に似ていてケーシング部分の上に立っている 薄い唇状部材を、これをケーシング部分にそのまま残し上述のようにケーシング 部分といっしよに金属被覆すれば、その形状の弾力性ゆえに同時にシールエレメ ントとしても空隙遮蔽部としても用いることができる。また、唇状シール部材が ケーシング部分のエッジに沿って必ずしも空隙なく構成されている必要はない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ， ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｔ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電磁放射を発するまたは電磁放射に敏感なコンポーネントまたはアセンブリ （Ｃ）を収容し電磁遮蔽するための電気的遮蔽ケーシング（１）であって、 前記コンポーネントまたはアセンブリは、電気的な遮蔽を行う壁を備えた少な くとも２つのケーシング部分(2，3)を有しており、少なくとも一方のケーシング 部分（２）において他方のケーシング部分（３）への継ぎ目領域にシールエレメ ント（４）が固着されて設けられている、 電気的遮蔽ケーシングにおいて、 シールエレメント（４）は、実質的に非導電性の材料により製造されており 、該シールエレメントを担持しているケーシング部分（２）の少なくとも一部分 とともに、電磁遮蔽のため少なくとも継ぎ目の幅全体にわたって広がりシールエ レメント（４）およびケーシング部分に付着されている導電層（６．１）により 覆われていることを特徴とする、 電気的遮蔽ケーシング。 ２．前記導電層（６）は、シールエレメント（４）の寸法よりも薄い金属層また は金属充填層である、請求項１記載のケーシング。 ３．前記導電層（６）は、シールエレメントを担持するケーシング部分（２）の 表面を実質的に覆ってい る、請求項１または２記載のケーシング。 ４．導電層はスプレーコーディング、電気めっき、真空プロセスまたは気相法に より被着される、請求項１〜３のいずれか１項記載のケーシング。 ５．前記導電層（６）は、有利には互いにオーバーラップした層板状の複数の層 エレメントから成る結合体を有しており、該層エレメントは、前記シールエレメ ント（４）の少なくともケーシング内部表面またはケーシング外部表面を実質的 に完全に覆っており、該層エレメントは、組み立てに起因して前記シールエレメ ント（４）が変形したときに導電層（６）がはげ落ちるのを防止するため、表面 に沿って互いに相対的に位置がずれる、請求項１〜４のいずれか１項記載のケー シング。 ６．シールエレメント（４″）がサンドウィッチ構造で形成されており、封止材 料から成る少なくとも２つの層またはストリップ（４．１″，４．２″）が設け られており、それらの間に導電材料から成る層（６ａ″）が配置されている、請 求項１〜５のいずれか１項記載のケーシング。 ７．すべてのケーシング部材（２，３）はたとえば射出成形されたプラスチック 材料から成り、ケーシング内部空間の電磁遮蔽のためそれらの内面および／また は外面に導電層が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項記載のケーシン グ。 ８．少なくとも１つのケーシング部分（３）は少なくとも部分的に導電材料から 成る、請求項１〜６のいずれか１項記載のケーシング。 ９．請求項１〜８のいずれか１項記載のケーシングの製造方法において、 少なくとも２つのケーシング部分を形成し、たとえば一方を少なくとも部分 的に非導電材料により形成するステップと、 あらかじめ定められた横断面とあらかじめ定められた形状をもつストリップ 状のシールエレメントを、少なくとも１つのケーシング部分のエッジ領域に形成 するステップと、 粘着性のある導電性の層をたとえば非導電性のケーシング部分およびそこに 形成されたシールエレメントに取り付けるステップと、 各ケーシング部分を、それらの間に設けられたシールエレメントを用いて組 み立てるステップとを有することを特徴とする、 ケーシングの製造方法。 10．前記のストリップ状のシールエレメントを、ペースト状のコンパウンドを吹 き付けてその場で硬化させることにより、ケーシング部分に形成する、請求項８ 記載の方法。 11．前記シールエレメントをそれ支持するケーシング部分とともに、たとえば単 一材料でまたは異なる材 料を１つのステップで射出成形することにより形成する、請求項８記載の方法。 12．前記導電層をスプレーコーティング、電気メッキ、蒸着またはスパッタリン グにより付着する、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。 13．うろこ状の導電層の構造が形成されるよう、材料源に対しシールエレメント 表面を斜めにおいて蒸着またはスパッタリングを実行する、請求項１１記載の方 法。 14．前記シールエレメント（４）を、導電層の付着前にまえもって定められた形 状に成形し、シールエレメント（４）の形状が成形された状態で、ケーシングが 組み立てられた状態でとる形状と実質的に同じになるよう成形する、請求項８〜 １２のいずれか１項記載の方法。