具有增强电磁屏蔽的轻量电组件制造技术

公开了一种具有增强电磁屏蔽的轻量电组件。一种用于车辆应用的轻质电组件(152)实际上是“无螺钉的”并且包括由基于聚合物的材料形成的折叠壳，该折叠壳被模制为提供接受电子设备(诸如回放机构和无线电接收器)以及电控制和显示所需的电路板的细节。该壳具有合成的结构，包括注入模制的导电丝网(60)筛网(150)，已被预先形成为具有模制操作的轮廓。丝网(60)提供经由暴露的丝网(60)焊盘和相邻的接地夹具(218)对电路板的电磁屏蔽和接地。侧壁封闭构件由铝挤压成，限定自啮合附连特征件以用于附连到壳，提供与丝筛网(150)的电自接地以及与内部电力设备(98)的热接地。主要部件和子组件在最终组装过程期间自固定和自互连，消除对专用工具、固定装置和组装设备的需要。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请涉及Chris R.Snider等人在2012年11月5日提交的名为“Method of Fabricating a Lightweight Audio System Housing Assembly(制造轻量声频系统外壳组件的方法)”的美国申请S.N.13/668,416，该申请对Chris R.Snider等人在2010年2月19日提交的美国申请S.N.12/708,911(现在的US 8,375,575B2)以及在2010年2月26日提交的美国S.N.12/713,423(现在的US 8,087,165B2)的名为“Lightweight Audio System for Automotive Applications and Method(汽车应用的轻量声频系统和方法)”要求优先权，该申请对2007年8月15日提交的美国申请S.N.11/893,357(现在的US 7,733,659B2)要求优先权，全部转让给共同的受让人。以上列出的文献中的每一个作为参考在此纳入本说明书。
本申请总地涉及封入电子组件(electrical subassembly)的装置，并且更具体地涉及将子组件有效地固定到电组件(诸如汽车声频系统、导航辅助、个人计算机、个人与远程信息处理(telematic)设备等等)的底盘的装置。
技术介绍
诸如汽车声频系统或个人计算机之类的设备包含诸如电路板或盘传动器之间的子组件，这些子组件利用螺纹紧固件附连到底盘。底盘为子组件提供结构支持并且还提供电磁屏蔽以限制设备所经历和/或创建的电磁干扰(EMI)。紧固件确保底盘内的每一个子组件适当地位于且牢固地保持在底盘中。这种紧固件的使用可具有数个缺点，尤其在大音量产生设置中。应用或安装紧固件的过程可变化，但通常需要某种程度的自动化，范围从将螺钉手动装载到气动传动器上的钻头上到使用自给的(self-feeding)自动化机器。通常，必须定时监测并调节设备所施加的用来传动紧固件的转矩以保证紧固件的适当就位。当使用紧固件时，金属片容差以及紧固件本身的容差必须保持在紧密的水平处以在利用底盘和子组件中的对应孔来对齐多个紧固件时实现组件中应力的最小化。当螺纹紧固件被用于组装电设备时，组装周期时间可以非常长，尤其在大批量生产中。组装设备的操作者通常必须首先获得螺纹紧固件，将它定向并设置与传动器钻头对齐，然后操纵或致动机器来传动螺纹紧固件。此外，使用螺纹紧固件表现以下上游故障中的任何一个发生的风险：紧固件螺纹的剥离；不足的扭矩导致未就位的紧固件；过量的扭矩导致紧固件或相邻电部件的膨胀/变形；错误的紧固件类型或尺寸的安装；由于紧固件和/或金属切屑掉落在组件和/或子组件上导致的外物损伤；以及螺纹紧固件的头的剥离。并且，诸如传动器和钻头之类的紧固件安装工具可脱开紧固件并影响电部件，造成损伤的组件。如果使用自攻的(self-tapping)紧固件，那么将自攻的紧固件推入金属片的过程通常造成金属片的切屑散布到组件中。已知这种切屑造成电故障，诸如磁部件的短路或破坏，会永久地损坏产品。如果不使用自攻的紧固件，那么需要额外的生产步骤以在底盘和/或要被安装在底盘内的子组件的金属片中预先形成螺纹。紧固件进一步需要生产线上的附加储备负担，其中，该生产线必须被连续地提供除了对组件增加价值的集成部件以外的零件编号(紧固件)。并且使用紧固件来组装特别需要的特殊工具(诸如传动器和钻头)必须被连续地监测并保持适当的性能、磨损和转矩规格。通常，在子组件附连到底盘之后，底盘的顶部和/或底部表面必须固定就位。在生产线上通常需要特殊的固定装置以在用紧固件将子组件安装在底盘内时将子组件固定到适当的位置和方向。这种固定装置可以是非常复杂的，并且这种固定装置的使用通常需要子组件和合成组件的额外处理，由此增加生产周期时间并且潜在地折衷最终产品的质量。图1示出这种汽车声频设备10的构造。音频设备10包括无线电子组件，其原理电路部件携载(carry)在电路板12上。电路板12装入折叠的公共底盘14中，该折叠的公共底盘由塑料网和丝网(wire mesh)的层状复合物制成。底盘14包括限定背侧壁和部件侧壁的环绕外壳18、顶盖20、底盖22和前板24，这些通过数个螺纹紧固件互连以共同地装入子组件。顶盖20和底盖22分别设置有大阵列孔或开口以用于无线电/CD播放器10内产生的热量的气体流动和通风。对流器或散热器26携载在底盘侧壁中的一个的外表面上并且经由端口/窗28与电力设备组件30互连。调整板组件32以及支承焊盘34和CD防尘盖36附连到前板24，提供音频/CD播放器10的操作者控制界面。电路板12经由中间弯曲线缆38与CD播放器子组件14形成电接入电路(electrically in-circuit)且经由跨接电缆40与电力设备组件30形成电接入电路。提供信息承载标签42和44以用于操作者和服务技术员在将来参考。音频/CD播放器10通过携载在电路板12上的向后连接器46与主车辆的天线、电源、扬声器和其他相关联的系统电互连，向后连接器46向环绕外壳18的后壁中的开口48对齐(register)。音频/CD播放器10通过穿过从前板24延伸的安装特征件50的开口的螺纹紧固件和向后的安装村套(bushing)52安装在主车辆内，该向后的安装村套52用螺钉附连到螺栓(未示出)，该螺栓携载在环绕外壳18的后壁的外表面上。螺栓的杆(shank)向外延伸经过同心地设置有局部凹槽的孔并且螺栓固定在该凹槽内。另一个已知的螺栓设计包括通过锁紧螺母(set nut)固定到无线电机的后壁的有螺纹的杆且在上面接受模制的橡胶、塑料或乙烯基螺栓。注意到大量的螺纹紧固件。图1的音频/CD播放器10具有普通的复杂度且可需要五十或更多的螺纹紧固件以完成制造过程。很多紧固件的安装可需要过程中的底盘被重新定位/重新固定十次到十五次，因为它沿着八个到十个技术工人/工作站的组装线传递。车辆娱乐系统通常包括诸如无线电之类的音频部件以能够从天线接收信号，包含多种形式的回放机构，以及具有从类似MP3播放器的用户设备接收数据的能力。通常，无线电具有装饰性组件，提供人-机界面以及显示与所选媒体和音频设置有关的相应数据。并且，后端或底盘由金属构造以提供多种功能来确保无线电在车辆环境中的性能。包含来自回放的体量、热导属性以及电屏蔽和接地的结构是使用金属构造的好处中的一些而已。不幸地，由于金属的密度，增加重量的缺点是典型构造的副作用。在车辆中，增加的重量影响燃料经济性，以及在组装期间的其他隐含的成本，会影响产品的成本，像金属的锐利边缘可以是对于制造工厂中的组装工的潜在危害，以及增加的重量可限制多个零件在集装箱中的封装以用于工厂内的工厂外分配。诸如汽车立体声装置、音频放大器、家庭立体声系统、双向无线电、计算机、信号调节器/放大器、紧致盘播放机构以及磁带播放机构之类的设备是通常需要电部件来放大信号和调节功率的产品的示例。因此，这种设备通常包含数个电部件，诸如通常焊接在印刷电路板内的单个单列直插式封装(SIP)放大器和调节器。这种电部件在使用时产生热量。热量必须被耗散离开这些电部件以避免可由电部件中的过量温度造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电组件(152)，包括：盒状壳(154)，具有：通过活动铰合件(160)连续连结的至少四个壁板(156)，所述活动铰合件在相邻的各对所述壁板(156)之间延伸；以及至少一个分离的封闭构件，合作地围绕至少一个电路组件，其中，所述至少四个壁板(156)由总体上平面的合成预制坯(84)集成地形成，所述合成预制坯(84)包含至少一层相对较硬的聚合材料(170)和至少一层导电材料(171)，能够屏蔽所述电路组件避免电异常，其中，所述电路组件包括基板(186)，所述基板(186)由导电隔栏(200)分成两部分，形成连接器区域(202)和电路区域(206)，所述隔栏将电路连接器(204)与对所述异常敏感的电路元件隔离，其中，所述电路组件包括接地面(202)，所述接地面(202)相符于所述连接器区域(202)延伸并且与所述隔栏和所述导电材料层(171)电互连，形成围绕所述电路区域(206)的法拉第屏蔽(216)。

【技术特征摘要】
2015.03.12 US 14/645,9011.一种电组件(152)，包括：盒状壳(154)，具有：通过活动铰合件(160)连续连结的至少四个壁板(156)，所述活动铰合件在相邻的各对所述壁板(156)之间延伸；以及至少一个分离的封闭构件，合作地围绕至少一个电路组件，其中，所述至少四个壁板(156)由总体上平面的合成预制坯(84)集成地形成，所述合成预制坯(84)包含至少一层相对较硬的聚合材料(170)和至少一层导电材料(171)，能够屏蔽所述电路组件避免电异常，其中，所述电路组件包括基板(186)，所述基板(186)由导电隔栏(200)分成两部分，形成连接器区域(202)和电路区域(206)，所述隔栏将电路连接器(204)与对所述异常敏感的电路元件隔离，其中，所述电路组件包括接地面(202)，所述接地面(202)相符于所述连接器区域(202)延伸并且与所述隔栏和所述导电材料层(171)电互连，形成围绕所述电路区域(206)的法拉第屏蔽(216)。2.如权利要求1所述的电组件(152)，其特征在于，可操作来将所述电路元件与外部电系统互连的所有接口设备被设置在所述连接器区域(202)内。3.如权利要求1所述的电组件(152)，其特征在于，所述隔栏与所述接地面(202)和所述导电材料层(171)电互连。4.如权利要求1所述的电组件(152)，其特征在于，所述至少四个壁部分包括前壁部分(100)、顶壁与底壁部分以及后壁部分(104)。5.如权利要求1所述的电组件(152)，其特征在于，进一步包括各对合作的啮合特征件，与所述预制坯(84)集成地形成以保持所述壳处于三维配置。6.如权利要求5所述的电组件(152)，其特征在于，所述前壁、顶壁、底壁和后壁部分各自限定前缘、后缘和相对的侧缘，其中，所述啮合特征件中的至少一个集成地形成在所述前壁部分(100)的内表面上，邻近所述前壁部分(100)前缘，其中，所述前壁部分(100)的后缘与所述顶壁或底壁部分(102)的前缘通过第一活动铰合件(160)集成地互连，其中，所述顶壁或底壁部分(102)的后缘与所述后壁部分(104)的前缘通过第二活动铰合件(160)集成地互连，其中，所述后壁部分(104)的后缘与所述顶壁或底壁部分(102)的前缘通过第三活动铰合件(160)集成地互连，以及其中，所述顶壁或底壁部分(102)中的另一个的后缘集成地形成合作的啮合特征件，可操作来与所述前壁部分(100)的啮合特征件锁闭地啮合。7.如权利要求1所述的电组件(152)，其特征在于，所述活动铰合件(160)各自包括所述导电材料层(171)的连续部分，集成地桥接相邻的壁部分。8.如权利要求1所述的电组件(152)，其特征在于，所述活动铰合件(160)包括一段所述聚合材料层，集成地桥接相邻的壁部分。9.一种制造电组件(152)的方法，包括盒状壳(154)，具有至少四个壁部分和至少一个分离的封闭构件，合作地围绕至少一个电路组件，所述方法包括以下步骤：形成总体上平面的合成预制坯(84)，所述合成预制坯(84)包括至少一层相对较硬的聚合材料(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·麦迪森，B·W·约翰逊，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US