为电子设备外壳提供电磁干扰屏蔽的三维结构制造技术

本发明专利技术提供一种电子设备外壳的结构，包括计算机机箱，其中可以呈现部分或四分之一球体或立方体或其它周期性“型”的三维体，可以冲压、模压、切割或挤压成盖子和五面式“箱”，以提供改进的ＥＭＩ屏蔽，从而减小或消除对衬垫的需要。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为电子设备外壳提供电磁干扰屏蔽的三维结构优先权文件参考本申请要求2005年11月IO日提交的、标题为"为电子设备外壳提供 电磁干扰屏蔽的三维结构(THREE-DIMENSIONAL CONFIGURATIONS PROVIDING ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING FOR ELECTRONICS ENCLOSURES )"的美国专利申请序列号No. 11/270,827的 优先权，该申请是部分继续申请，并要求2005年3月15日递交的、由保罗. 道格拉斯.考可兰尼(Paul Douglas Cochrane)专利技术的、标题为"减少成本和 衬垫及其它制作用于计算机外壳的电磁屏蔽解决方案(Reduced cost and gasketting "one-hit" and other manufacturing EMI-shielding solutions for computer enclosures)"的美国申请序列号No.l 1/080,385的35 USC § 120规 定的优先权。本申请还要求2005年1月10日递交的保罗.道格拉斯.考可兰 尼的标题为"用于制作计算机机箱和其它电子元件壳体的无衬垫电磁屏蔽解 决方案(Gasketless "one-hit" electromagnetic interference (EMC) shielding solutions for the manufacture of computers chassis and other electronic component containers )"的美国临时申请序列号No.60/642,694的35 USC § 119(e)的优先权。为了各个目的，所有以上参考的专利申请都通过引用被 并入。
技术介绍
下列
技术介绍
部分部分地抽取自澳尔.英.基思.阿姆斯特朗(Eur Ing Keith Armstrong)、彻丽.克拉夫(Cherry Clough)咨询员、EMC-UK联盟 的"EMC第四部分屏蔽设计技术(Design Techniques for EMC-Part 4 Shielding)"。完全体积屏蔽通常称为"法拉第电笼(Faraday Cage)，，，尽管这可以给出布满洞的圓筒(像法拉第先生的原版一样)是可接受的这么一种印象， 然而通常不是这样。对于屏蔽来说存在成本等级，这使得在设计过程中尽早考虑屏蔽在商业上非常重要。屏蔽可以围绕以下元器件安装各个IC-成本 例如25P; PCB电路的隔离区域-成本例如￡1;整个PCB-成本例如iE10;子 組件和模块-成本例如￡15;整个产品-成本例如￡100;组件(例如工业控制和 仪表操纵台)-成本例如￡1，000;房间-成本例如￡10,000;而建筑物-成本例如 ￡100,000。屏蔽总是会增加成本和重量，因此总是希望最好使用在这一 系列中描述 的其它技术来改善EMC，并降低对屏蔽的需要。甚至当希望避免完全屏蔽 时，最好考虑到墨菲法则(Murphy Law)并根据真正的概念设计，以便如 果需要可以在以后添加屏蔽。还可通过使所有导体和组件都非常接近固体金 属片来达到屏蔽度。因此，完全由低外形表面贴器件组装成的接地平面PCB， 因其在EMC方面的优势而被推荐使用。首先通过使电子设备组件的内部电子单元和电缆一直保持接近接地金 属表面，其次通过将它们的接地端直连到金属表面，而不是(或者以及)利 用基于绿/黄导线的安全星形接地系统，可以在电子设备组件中获得有效的 屏蔽度。该技术采用镀锌座架板或机箱，并有助于避免对高价外壳SE的需 要。已经针对屏蔽罩如何工作撰写了许多教科书，因此这里不再重复它们。 不过，若干概括的概念是有帮助的。屏蔽罩在辐射的电磁波的传播、反射和 Z或吸收的路径上设置了阻抗不连续点。这在概念上非常类似于滤波器的工 作方式一一它们在多余的传导信号路径上设置阻抗不连续点。阻抗比越大， SE越大。在0.5毫米或更大的厚度条件下，大部分正常制造的金属都提供1兆赫 兹以上的良好SE和100兆赫兹以上的优良SE。这种金属屏蔽罩的问题大部 分是由薄材料、频率低于1兆赫兹和孔引起。通常最好使被屏蔽的电路与其屏蔽罩的壁之间的距离大一些。被屏蔽的体积越大，屏蔽罩外侧的发射场和器件所形成的场就将变得越"稀薄，，。当外壳具有彼此平行的壁时，就可能以谐振频率建立驻波，因此可能引 起SE问题。不规则形状的外壳或具有曲面或非平行壁的外壳有助于避免谐 振。当相对的屏蔽壁平行时，希望避免发生由于宽度、高度或长度引起的同 一频率的谐振。因此，为了避免立方体的外壳，可以使用矩形截面的，而不 是方形截面的，并且优选避免彼此成简单倍数的尺寸。例如，如果长度是宽度的1.5倍，那么宽度的第二谐振将与长度的第三谐振共同发生。优选使用无理数比例的尺寸，例如由变波纳契级数提供的那些尺寸。场源自两方面电(E)和磁(M)。电f兹场由给定比例的E场和M场 组成(假定空气中波阻抗E/M为377)。电场很容易由薄的金属箔阻挡，因 为电场屏蔽机制是在传导边界处进行电荷的重新分配；因此，几乎具有高导 电率(低电阻)的任何东西都表现出合适的低阻抗。尽管在高频率下电荷重 新分配的高速率会导致产生大量位移电流，但是即便薄铝也能轻松应对这一 情况。不过，磁场可能更难阻挡。它们需要在屏蔽材料内部产生涡电流来创 建与入射磁场相反的磁场。薄铝不是很适合这一目的，并且给定SE所需的 电流渗透深度取决于磁场的频率。SE也取决于用于屏蔽的金属的特性，这 称为"集肤效应"。称为"集肤效应"的屏蔽材料的集肤深度使得由回跳磁场引起的电流大 约降低9分贝。因此，厚度为3个集肤深度的材料在相反侧具有降低了大约 27分贝的电流，并具有M场的大约27分贝的SE。集肤效应通常在低频尤其重要，在这样的频率下所形成的场更有可能磁 性优良且具有比377Q更低的波阻抗。大部分教科书都给出了集肤深度的公 式；不过，该公式需要知道屏蔽材料的电导率和相对磁导率。铜和铝的电导率超过钢的5倍，因此非常善于阻挡电场，但是它们的相 对磁导率为i (等于空气的)。典型的软钢在低频下具有大约为300的相对 磁导率，当频率增至超过100千赫兹时，下降为1。软钢的较高磁导率使它 的集肤深度减小，使得用于屏蔽低频时比铝有更好的合理厚度。不同等级的钢(特别是不锈钢)具有不同的电导率和磁导率，结果它们的集肤深度也有 显著不同。用于屏蔽的好材料应具有高的电导率和高的磁导率以及足够的厚 度，以在所关心的最低频率下获得需要的集肤深度量。具有纯锌(例如10 微米或更多)的1毫米厚的软钢板适于许多应用场合。用普通结构的金属制品很容易获得频率超过30兆赫兹时的100分贝或 更多的SE结果。不过，这采用完全封闭的没有接头或缝隙的屏蔽体积，于 是使得产品组装相当困难，除非你准备好对它进行完全焊缝，并且也没有外 部电缆、天线或传感器(而不是异常产品)。实践中，无论是否做出屏蔽来 降低发射或改善抗扰性，大部分屏蔽性能都由其中的孔来限制。考虑孔作为其它最佳屏蔽中的洞暗示了孔用作半波谐振的"狭缝天线"。 这使得我们能对给定SE做出关于最大孔尺寸的预测对于单个孔， SE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于需要电磁干扰屏蔽（ＥＭＩ）的计算机或其它电子设备的外壳，其中所述外壳由导电材料制成并具有六个采用导电材料的面，其中所述面中至少有两个面成形为或切割成形为具有体积波衰减部分，所述体积波衰减部分覆盖所在面的至少一部分宽度以阻扰ＥＭＩ波传播，从而由所述波衰减部分提供充分的屏蔽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗道格拉斯科克拉内，
申请(专利权)人：弯曲的路径EMI解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]