低力偏转与腐蚀抗性EMI垫片制造技术

本发明专利技术提供一种EMI屏蔽垫片，其具有增强的腐蚀防护和力偏转。所述垫片具有由导电材料形成的主体，且所述主体具有从其一个或两个表面部分向外延伸的突出物。将不导电聚合物凝胶施加到所述突出物之间的空间以进行防护免于腐蚀。所述垫片特别适用于暴露于恶劣环境条件中的飞机外部铝表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于为电子装置屏蔽电磁干扰或射频干扰(EMI或RFI)且用于环境密封的改良垫片。所述改良包括增强对腐蚀的抗性和降低产生并维持密封所需的压缩力。
技术介绍
电子设备(例如电视、无线电、计算机、医学仪器、商用机器、通信设备和诸如此类)的操作通常伴随在电子系统的电子线路内产生射频和/或电磁辐射。使用电子外壳的工业装置(例如门和罩板、用于屏蔽计算机机箱和驱动器的外罩、阴极射线管(CRT)和汽车电子模块)中操作频率的增加会升高高频电磁干扰(EMI)的水平。面对门和罩板或与其配合的金属表面之间的任何间隙都会为电磁辐射的通过和电磁干扰的产生提供机会。这些间隙也会因吸收且传导到接地线的EMI能量而干扰沿机箱表面传递的电流。如果没有适当屏蔽，RFI和EMI辐射可对不相关电子设备造成显著干扰。因此，需要有效屏蔽电子系统内的所有射频和电磁辐射源并使其接地。因此，适当地在所述表面之间使用导电屏蔽或垫片以阻挡电磁干扰。为减弱EMI效应，可利用能吸收和/或反射EMI能量的屏蔽垫片以将EMI能量限制在来源装置内，且隔绝所述装置或其它“靶”装置与其它来源装置。以插入来源与装置之间的屏障形式提供所述屏蔽，且其通常配置为导电且接地的封装所述装置的外罩。由于装置的电路通常必须保持可触及以供维修或诸如此类，大多数外罩提供有可移除的接口件，例如门、舱口、板或罩。然而，即使在最平坦的所述接口件与其相应配合或接合表面之间也可能存在间隙，所述间隙因含有辐射能可通过其泄漏或以其它方式进出装置的开口而降低屏蔽效率。此外，所述间隙代表外罩或其它屏蔽的表面和接地导电性的不连续，且甚至可通过以缝隙天线形式发挥作用来产生次级EMI辐射源。就此来说，在外罩内诱导的大电流或表面电流横跨屏蔽的任何界面间隙产生电压梯度，所述间隙由此作为天线发挥作用而辐射EMI噪声。一般来说，噪声的幅值与间隙长度成比例，且间隙的宽度具有较不可察觉的效应。对于填充外罩和其它EMI屏蔽结构的配合表面内的间隙，已有人提出用垫片和其它密封件来维持横跨所述结构的电连续性以及防止诸如水分和灰尘等污染物进入装置内部。可将所述密封件焊接或以机械方式连接到(或压配到)一个配合表面，且用于封闭任何界面间隙以通过在外加压力下与表面之间的不规则共形来建立横跨所述间隙的连续导电路径。因此，规定打算用于EMI屏蔽应用的密封件的构造不仅即使在压缩下也可提供表面导电性，而且还具有弹性以使所述密封件可与间隙大小共形。另外，密封件应耐磨，制造经济，且能耐受反复压缩和松弛循环。用于制造EMI垫片的材料一般包括(例如)含有导电金属颗粒(例如铜、镍、银、铝、锡或这些金属的各种导电合金的颗粒)的各种聚合物。可用其它导电颗粒和纤维(例如碳、石墨)或导电聚合材料来取代金属颗粒。或者，EMI垫片可用封装于弹性聚合材料(例如弹性体或泡沫橡胶)中的丝来形成。上述垫片在实际应用中展现多种问题，例如垫片金属丝部分的腐蚀和用于提供期望环境密封的弹性体的失效。使用贵金属丝显著增加垫片的成本且并非始终可解决腐蚀和氧化问题。另外，如果弹性体未能在丝或金属表面周围和其之间充分密封以防止水分移入或经过垫片区域，则可在丝接触密封金属表面处形成水分泄漏路径。此可在由所述垫片防护的电气或电子装置中导致腐蚀或其它问题。这些问题在需要密封以在恶劣环境中作业的高性能应用(例如飞机应用)中加重。因此，经常出现提供满意EMI屏蔽能力的垫片不能提供环境密封，从而造成腐蚀问题的情形。或者，提供充分环境密封的垫片经常不能提供合意的EMI屏蔽能力。因此，通常将EMI屏蔽和环境密封功能视为两个单独的功能，需要两个单独的产品。例如，设计用于环境密封的垫片可包括与内部EMI垫片(例如丝网)耦合的外部常规环境密封件(例如弹性体或橡胶O形环)。此布置不合意，因为其体积大，需要额外设计、改造和机加工，增加安装难度且增加适当安装的成本和风险。他人研发的代表性垫片和密封件以说明和比较方式阐述于下文中。美国专利第2，477，267号揭示置于相邻金属表面之间的EMI屏蔽垫片。所述垫片是丝网或网筛，其经适宜弹性体作为环境屏蔽浸透以产生无孔结构。通过与丝网穿过弹性体涂层暴露的顶点接触来提供相邻金属表面之间的电接触。美国专利第4，900, 877号也涉及用丝或金属细丝形成的EMI垫片，其利用凝胶材料来密封相邻金属表面之间的空间。将丝网封装在聚合凝胶中以提供环境密封且减少腐蚀。美国专利第3，140，342号阐述用作EMI屏蔽垫片的填充金属的导电塑料薄板。所述参考文献中的垫片是复合结构，其具有可压缩不导电塑料核心，所述核心强化导电层以向垫片提供额外弹性。美国专利第6，173，970号涉及复合垫片，其包含用于环境防护的不导电硅酮海绵，以及用于EMI屏蔽的填充金属的导电硅酮垫片。所述参考文献中的导电复合垫片适合置于具有舌和凹槽配置的相邻电子部分之间。美国专利第6，231，055号阐述另一复合条状垫片设计，其包含凝胶密封剂块和联锁载体部件。所述垫片适合插入并锁在电子装置中所形成空腔中的适当位置以向所述装置提供屏蔽。美国专利第6，454，276号和第6，719，293号涉及复合多层垫片，其用于飞机中以向飞机外部电子元件提供腐蚀抗性和EMI屏蔽。所述垫片设计包括经氟硅酮化合物封装的导电丝网薄板，所述氟硅酮化合物在所述外部应用中提供增强的腐蚀抗性。美国专利第6，497，414号揭示密封元件设计，其具有辐射状突出的肋状物以支撑并防护光线缆线。所述密封元件可包括用凝胶材料形成的用于环境防护的区段。上文所列示专利中每一者的各别揭示内容都是全文以引用方式并入本文中。因此，本专利技术的目标是提供改良的环境密封件，其具有高水平的EMI屏蔽以及对环境腐蚀和降解的抗性以供用于不同密封环境中。
技术实现思路
本专利技术的目标是用垫片来达成，所述垫片具有用导电弹性体聚合物形成的主体，所述主体具有多个从所述主体表面向外延伸的突出物，所述突出物彼此隔开而形成纹理化表面。可将不导电凝胶涂层施加到突出物之间的空间以填充所述空间。以此方式使用凝胶涂层可提供抵抗腐蚀的环境密封，同时垫片的纹理化表面减小在配合表面之间形成密封所需的压缩力。在一实施例中，本专利技术垫片形成为不同形状以有助于将垫片置于相邻配合表面之间。垫片可为大体平面的，且因此形成薄板、管状或圆柱状，或细长且沿垫片的纵轴纵向延伸。突出物可呈从平面或管状垫片表面的表面向上延伸的微型城堡状或基座样结构、支柱、肋状物、浮凸或圆柱。这些突出物可定位于垫片的一侧或两个相对表面上。本专利技术垫片可用填充有导电微粒填充剂的弹性体聚合材料形成。弹性体聚合物可为(例如)硅酮、氨基甲酸酯或氟硅酮。导电微粒填充剂通常是微米或亚微米范围内的导电金属颗粒，例如铜、银、镍、铝、锡或其合金的导电颗粒。垫片通常可在既需要EMI屏蔽也需要腐蚀抗性的相邻金属表面之间形成并成型为具有用于特定应用的所选尺寸的薄板、条带或管。优选地，相邻表面是定位于飞机外部的招表面。突出物是使用已知技术在垫片材料的一或多个表面上形成，例如通过压缩模制或注射模制来形成。突出物既可用于增加可用接触表面以改良垫片表面与要密封的相邻结构之间的电接触，也可用于减少垫片的总表面积以改良柔韧性。将凝胶涂层施加到垫片表面，填充突出物之间的空间，之后将垫片置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.12 US 61/333,7921.一种电磁干扰EMI屏蔽垫片，其包含由导电弹性体聚合材料形成的垫片主体，所述主体的至少一个表面具有多个从所述表面延伸的突出物，所述突出物彼此隔开且界定其之间的空间；和施加到所述垫片主体的所述表面的至少一部分的不导电凝胶涂层，所述涂层填充所述空间的至少一部分。2.根据权利要求1所述的垫片，其中所述主体大体为平面、管状、圆柱状，或否则细长且沿纵轴纵向延伸；且所述突出物配置为一系列沿所述纵轴延伸的肋状物。3.根据权利要求1所述的垫片，其中所述主体具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述突出物从...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·H·布尼安，乔治·R·沃奇科，威廉·G·里奥内塔，
申请(专利权)人：派克汉尼芬公司，
类型：
国别省市：