DE69400401T2

DE69400401T2 - Elektromagnetische Interferenzabschirmung für elektrische Baugruppen

Info

Publication number: DE69400401T2
Application number: DE69400401T
Authority: DE
Inventors: Mark Steven Lewis; Reuben Michael Martinez
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: DE69400401D1; US5483423A; EP0655882A1; EP0655882B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Abschirmung gegen Störstrahlung (EMI) und insbesondere die Schaffung einer verbesserten Störstrahlungsabschirmung durch ein Gerät mit Abschirmungen auf fünf Seiten und einer Rückwand mit einer Abschirmdichtung.

Hintergrund der Erfindung

Moderne Computer bestehen typischerweise aus einer Anzahl von Bauteilen, die gemeinsam ein vollständiges Computersystem bilden. Zusätzlich zu der Zentraleinheit und dem Hauptspeicher kann ein gegebenes Computersystem beispielsweise Bandaufwerke, Plattenlaufwerke oder Stromversorgungen mit separaten Gehäusen enthalten, wobei jedes dieser Geräte ein separates und verschiedenes Bauteil ist. Obwohl diese Bauteile separat und voneinander verschieden sind, sind sie typischerweise für einen modularen Einbau in einem größeren Aufbau gestaltet, etwa einem strukturell starren Rahmen oder Gehäuse. Das Gehäuse ermöglicht daher einen leichten Ein- und Ausbau der individuellen Geräte zwecks Reparatur und Austausch.
In dem Maße, in dem das System einen leichten Ein- und Ausbau der modularen Geräte zuläßt, ist es notwendig, die erforderlichen Einrichtungen zu berücksichtigen, durch die die Geräte gegen Störstrahlung abgeschirmt werden. So eine Störstrahlungsabschirmung ist besonders wichtig, wenn irgendein Gerät in dem Gehäuse ausgebaut werden kann, während andere Geräte im Gehäuse noch laufen. Mit anderen Worten ist es wichtig sicherzustellen, daß, wenn irgendeines der Geräte entfernt wird, während die anderen noch arbeiten, die Störstrahlungsabschirmung für die noch arbeitenden Geräte nicht unterbrochen wird.
Eine Methode, individuelle Abschirmungen für modulare Leiterplatten zu schaffen, ist offenbart im US-Patent 4,868,716, erteilt am 19. September 1989 für Taylor Speziell offenbart Taylor, modulare Leiterplatten in einer fünfseitigen Hülle einzuschließen. Gemäß Taylor wird die Abschirmung für die sechste Seite durch die obere Erdungsfäche einer Basisleiterpatte, eine aus einem langgestreckten Streifen aus Federmetall gebildete Dichtung und einen aus Verkleidungsstreifen und einem Metalleinsatz gebildeten Sockelaufbau geschaffen. Dementsprechend beinhaltet die Schaffung einer Abschirmung auf der sechsten Seite bei dem Taylor- Gerät die Verwendung dieser mehreren Bauteile, die an einigen Stellen zusammengebaut werden, um die Abschirmmethode zu verwirklichen.
Was benötigt wird, ist jedoch eine Abschirmmethode für die modularen Bauteile eines Computersystems, die zuverlässig, preiswert und relativ einfach zu verwirklichen ist. Insbesondere wird eine wirksame Methode zur Abschirmung gegen Störstrahung benötigt, die so wenige Bauteile wie möglich verwendet.

Abriß der Erfindung

Die Erfindung lehrt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schaffung einer preiswerten und praktischen Störstrahlungsabschirmung für eine Vielfalt von elektrischen Bauteilen, die paketweise in einem Gehäuse befestigt werden. Die Erfindung findet sich in ihrer breiten Form in einer Vorrichtung zur Abschirmung wie im Anspruch 1 angegeben. Wie nachstehend beschrieben, enthält die Vorrichtung ein Rahmenteil zur Unterbringung des elektrischen Bauteils, das einer Abschirmung bedarf. Das Rahmenteil weist eine nicht abgeschirmte Seite auf, die einen Rand enthält, der leitend ist. Der Rand bildet eine geschlossene geometrische Form, und der Rand ist elektrisch leitend.
Außerdem enthält die Vorrichtung eine Dichtung, die einen elastomeren Kern aufweist, der mit einer elektrisch leitenden Fläche bedeckt ist. Die Dichtung ist in der gleichen geometrischen Form wie der durch den Rand des Rahmens definierte geometrische Rand befestigt. In dieser Hinsicht hat die Dichtung den Zweck, den Rand des Rahmens im Druckkontakt mit der Dichtung zu halten, so daß zwischen dem Rand des Rahmens und der Dichtung eine Abdichtung erzeugt wird.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung umfassen eine Störstrahungsabschirmung für das elektrische Bauteil mittels des Rahmens auf allen Seiten mit Ausnahme der einen Seite, die nicht abgeschirmt ist. Außerdem ist die Dichtung auf einer Rückwand eines Gehäuses befestigt, in dem der Rahmen befestigt ist, und die Rückwand liefert die Störstrahlungsabschirmung. Mit dem Rahmen, der auf allen Seiten außer einer Abschirmung erzeugt, und der Rückwand, die die Abschirmung für die nicht abgeschirmte Seite liefert, wenn der Rahmen im Gehäuse befestigt ist, stellt die Abdichtung somit die elektrischen Verbindungen zwischen dem Rand des Rahmens und der Dichtung her.
Noch weitere Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Verfahren, ein Rahmenteil mit einem leitenden Rand in einer geometrischen Form und eine Dichtung aneinander zu befestigen.
Vorteilhafterweise ist die Dichtungsanordnung nicht nur praktisch und preiswert zu verwirklichen, sondern gewährt auch individuellen Störstrahlungsschutz für sämtliche elektrischen Bauteile im Gehäuse. Auch wenn alle Bauteile noch arbeiten, kann daher irgendein Bauteil aus dem Gehäuse ausgebaut werden, ohne die Abschirmung für die anderen zu unterbrechen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Ein detailliertes Verständnis der Erfindung gewinnt man aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand von Beispielen und in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, worin:
Figur 1 liefert eine isometrische Ansicht eines Gehäuses zum Speichern und zur Störstrahlungsabschirmung von modularen Einbaugeräten, von denen ein Gerät vollständig in das Gehäuse eingeschoben, ein anderes teilweise eingeschoben und das dritte außerhalb des Gehäuses gezeigt ist.
Figur 2 liefert eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, wobei jedoch in Figur 2 eine Hälfte des Gehäuses abgeschnitten worden ist und zwei geschnittene Geräte voll ständig oder teilweise in das Gehäuse eingeschoben gezeigt sind.
Figur 3 liefert eine detailliertere Ausschnitt-Schnittansicht eines Teils des Gehäuses und der Geräte, die in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind, wobei der Ausschnitt-Teil durch die Linie 3-3 in Figur 2 gezeigt ist.
Figur 4A liefert eine vergrößerte Teilansicht der Abschirmdichtung und der hinteren Teile von zwei schemenhaft gezeigten Geräten.
Figur 4B liefert eine Querschnittsansicht der in Figur 4A gezeigten Abschirmdichtung, wie durch die Linie 4B-4B in Figur 4A geschnitten.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In Figur 1, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Gehäuse 20 gemäß der vorliegenden Erfindung zusammen mit drei modularen Geräten 22 gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform besteht das Gehäuse 20 aus zwei mit 20a bzw. 20b numerierten Hälften, die im zusammengefügten Zustand allgemein eine vierseitige Hülle bilden. In dem Umfang, in dem die beiden Hälften 20a, 20b zusammenpassend miteinander verbunden werden, enthält jede Hälfte komplementäre Verbindungsstücke 24, die es ermöglichen, die Hälften leicht zusammenschnappen zu lassen, um das Gehäuse 20 zu bilden. Auf diese Weise kann das Gehäuse 20 leicht zusammengebaut werden, nachdem die Hälften 20a, 20b gebildet worden sind. Außerdem können die Hälften 20a, 20b des Gehäuses 20 durch Lösen der Verbindungsstücke 24 voneinander getrennt werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform besteht das Gehäuse 20 aus PC/ABS mit Glaszusatz. Zum Beispiel hat sich das PC/ABS mit Glaszusatz, das unter dem Handelsnamen "Celstran PCG40-02-4" durch Polymer Composite Incorporated kommerziell erhältlich ist, als ein geeignetes Material für das Gehäuse 20 erwie sen. Die beiden Hälften 20a, 20b des Gehäuses 20 können durch ein Spritzguß verfahren hergestellt werden. Dementsprechend ist das Gehäuse 20 relativ preiswert herstellbar, und seine Gestalt kann leicht geändert werden, um es an verschieden große Geräte 22 anzupassen.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, enthält außerdem jede Hälfte des Gehäuses 20 eine Anzahl von im Abstand angeordneten und parallelen Kanälen 26, die zur Befestigung der Geräte 22 verwendet werden, wie nachstehend detailliert beschrieben wird.
Wie in Figur 1 gezeigt, erstrecken sich von der Rückseite des Gehäuses 20 aus zwei Lüfterabdeckungen 30, die allgemein die Lüfter 32 umschließen, die zum Kühlen der im Gehäuse 20 verwendeten Geräte 22 verwendet werden. Die Lüfter 32, von denen in der Teilschnittansicht von Figur 1 nur einer zu sehen ist, sind im hinteren Teil des Gehäuses 20 befestigt und werden dazu verwendet, Umgebungsluft durch das Gehäuse 20 zu ziehen oder zu drücken, um die Geräte 22 im Betrieb gekühlt zu halten.
Weiterhin sind in Figur 1 drei Geräte 22 gezeigt, von denen eines vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben ist, das zweite teilweise in das Gehäuse 20 eingeschoben ist und das dritte sich außerhalb des Gehäuses 20 befindet. Obwohl das Gerät 22 eines von vielen Arten von modular einbaubaren elektronischen Bauteilen sein kann, die einer Störstrahlungsabschirmung bedürfen, ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besonders für Geräte 22 wie Bandlaufwerke, Plattenlaufwerke oder Stromversorgungen geeignet. In der bevorzugten Ausführungsform bedarf jedes Gerät 22 einer Abschirmung gegen Störstrahlung im Betrieb.
In der bevorzugten Ausführungsform ist ein Gerät 22 außerdem aus einer starren, kastenförmigen Hülle gebildet, die auf beiden Außenseiten parallele Schienen 34 enthält. Betrachtet man speziell das Gerät 22, das sich außerhalb des Gehäuses 20 befindet, so kann man zumindest auf einer Seite sehen, daß sich die Schienen 34 allgemein entlang der Länge des Gerätes 22 erstrecken. Jedes dieser Paare Schienen 34 ist in bezug auf ein entsprechendes Paar Kanäle 26 im Gehäuse 20 passend gestaltet und positioniert, so daß das Gerät 22 auf den Schienen 34 in das Gehäuse 20 eingeschoben werden kann. Während des Einschiebens greift das Paar Schienen 34 auf der Außenseite des Gerätes 22 in die entsprechenden Kanäle 26 ein, so daß das Gerät 22 leichtgängig im Gehäuse 20 gleitet.
Wie in Verbindung mit der Erörterung von Figur 3 noch detailliert beschrieben wird, besteht die Hülle, die das Gerät 22 bildet, aus einem geformten Kunststoffrahmen dessen Innenseite mit einer leitenden Metallschicht plattiert ist. Der Kunststoffrahmen und die Metallschicht des Gerätes 22 sind Figur 1 zwar nicht detailliert gezeigt, in Figur 3 ist der Kunststoffrahmen aber als Bezugszeichen 41 gezeigt und ist die innenliegende Metallschicht als Bezugszeichen 40 gezeigt. In dem Maße, in dem die Metallschicht 40 das im Gerät 22 untergebrachte elektrische Bauteil, etwa ein Plattenlaufwerk, ein Bandlaufwerk oder eine Stromversorgung, umgibt, wirkt die Metallschicht als Teil der Störstrahlungsabschirmung für das Gerät 22. Insbesondere wirkt die Metallschicht 40, die den Kunststoffrahmen 41 umgibt, auf vier Seiten des Gerätes 22 als Abschirmung gegen Störstrahlung.
Eine fünfte Seite des Gerätes 22, nämlich die Vorderseite wie in Figur 1 gezeigt, ist mittels einer vorderen Abdeckung 42 abgeschirmt. Ähnlich wie bei den vier Seiten des Gerätes 22 besteht die vordere Abdeckung 42 aus geformtem Kunststoff, dessen Innenseite mit einer Metallschicht bedeckt ist. Wenn die vordere Abdeckung 42 am Rahmen 41 befestigt ist, ist die Metallbeschichtung auf der Innenseite der vorderen Abdeckung 42 leitend mit der Metallbeshichtung auf der Innenseite des Rahmens 41 verbunden. Unter den vier Seiten und der Vorderseite des Gerätes 22, die mit einer Störstrahlungsabschirmung versehen sind, ist daher nur die Rückseite des Gerätes 22 nicht abgeschirmt, d.h. die Seite des Gerätes 22, die gegen eine Rückwand im Inneren des Gehäuses 20 stößt. Wie nachstehend erörtert wird, liefert die Rückwand jedoch eine Abschirmung auf der sechsten Seite jedes individuellen Gerätes 22, wenn das Gerät 22 im Gehäuse 20 befestigt ist, so daß, wenn irgendein gegebenes Gerät 22 aus dem Gehäuse 20 herausgezogen wird, alle anderen, noch arbeitenden Geräte 22 abgeschirmt bleiben.
Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 1 enthält jede vordere Abdeckung 42 ein Paar einander entgegengesetzt angeordnete Schnappverschlüsse 44. Wenn das Gerät 22 vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben wird, werden die Schnappverschlüsse 44 automatisch nach innen gedrückt, bis sie passend in die Seiten des Gehäuses 20 eingreifen. Durch diesen Paßeingriff halten die Schnappverschlüsse 44 das Gerät 22 an Ort und Stelle fest. Wenn das Gerät 22 vom Gehäuse 20 zu entfernen ist, können die Schnappverschlüsse 44 jedoch nach innen gedrückt werden, wodurch das Gerät 22 vom Gehäuse 20 gelöst wird.
Wie in Figur 1 gezeigt, enthält die vordere Abdeckung 42 Lüftungsschlitze 50, die den Durchgang von Luft durch die Hülle des Gerätes 22 zulassen, was die Kühlung des Gerätes 22 erleichtert. Die physischen Abmessungen der Lüftungsschlitze 50 können eingestellt werden, um sicherzustellen, daß die von dem im Gerät 22 enthaltenen elektrischen Bauteil ausgestrahlte Störstrahung zumindest auf anwendbare Störstrahlungsstandards reduziert wird. Außerdem enthält die Abdeckung 42 eine Anzahl von LED's 51, die mit dem elektronischen Bauteil des Gerätes 22 elektrisch verbunden sind, um den Betriebszustand eines gegebenen Gerätes 22 anzuzeigen.
Figur 2, auf die nun Bezug genommen wird, liefert eine Darstellung ähnlich der in Figur 1 gezeigten; in Figur 2 ist jedoch die Hälfte 20b des Gehäuses 20 entfernt, um größere Details in bezug auf das Innere des Gehäuses 20 zu zeigen. Außerdem liefert Figur 2 Schnittansichten von zwei Geräten 22, von denen eines teilweise und das andere vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben ist. Im Zusammenhang mit der Betrachtung von Figur 2 beachte man jedoch, daß die interne elektrische Baugruppe des Gerätes 22 nicht gezeigt ist, da sie für diese detaillierte Erläuterung nicht benötigt wird.
Wie in Figur 2 zu sehen, ist nun zu erkennen, daß sich die ursprünglich in Figur 1 gezeigten Kanäle 26 von der Vorderseite des Gehäuses 20 nach der Rückwand 52 des Gehäuses 20 erstrecken, so daß jeder eine glatte, definierte Bahn liefert, in der die entsprechenden Schienen 34 des Gerätes 22 gleiten können. In der in Figur 2 gezeigten speziellen Ausführungsform enthält das Gehäuse 20 einen Kreuzschienenaufbau, der dem Gehäuse 20 tendenziell eine verbesserte Steifigkeit und einen verbesserten strukturellen Zusammenhalt verleiht.
Auf der Rückseite des Gehäuses 20 ist eine Rückwand 52 befestigt, die eine fünfte Wand des Gehäuses 20 bildet. In der bevorzugten Ausführungsform besteht die Rückwand 52 aus einem Epoxyglas-Material FR4, Kupfer und einer Lotplattierung. Weitere Details in bezug auf die Zusammensetzung und den Aufbau der Rückwand 52 werden nachstehend in Verbindung mit der Erörterung von Figur 3 gegeben.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 und Figur 2 zusammen ergibt sich, daß das Gehäuse 20 ohne darin eingeschobene Geräte 22 tatsächlich eine hohler, kastenförmiger Aufbau ist, wobei die Hälften 20a, 20b des Gehäuses 20 vier Seiten des Kastens bilden und die Rückwand 52 die fünfte Seite des Kastens bildet. Wie in den Zeichnungen zu erkennen ist, ist der hohle Innenteil des Gehäuses 22 für den modularen Einbau der Geräte 22 eingerichtet. In der bevorzugten Ausführungsform können bis zu acht Geräte 22 im Gehäuse 20 untergebracht werden.
Wie nachstehend detailliert beschrieben wird, sind die Geräte 22 physisch mit der Rückwand 52 verbunden, wenn sie vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben sind. Diese physische Verbindung bildet nicht nur einen Weg für elektrischen Strom und den Austausch von Signalen zwischen den Geräten 22 und der Rückwand 52, sondern bildet auch die physische Verbindung, durch die die Störstrahlungsabschirmung der sechsten Seite des Gerätes 22 zustande gebracht wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 2 sind auf der Rückwand 52 eine Anzahl von Rückwand-Steckverbindern 54 befestigt. Jeder Rückwand-Steckverbinder 54 ist so gestaltet, daß er passend an einem Geräte-Steckverbinder angreift, der auf der Rückseite des Gerätes 22 befestigt und in Figur 3 als Bezugszeichen 55 gezeigt ist. Wenn ein gegebenes Gerät 22 vollständig eingeschoben ist, steht daher der Rückwand-Steckverbinder 54 passend mit dem Geräte-Steckverbinder 55 ml Eingriff, um die leitenden Wege herzustellen, über die elektrische Signale zwischen dem Gerät 22 und der Rückwand 52 geleitet werden. In der bevorzugten Ausführungsform sind der Rückwand-Steckverbinder 54 und der Geräte-Steckverbinder 55 ein Aufbau mit Stiften und Buchsen, so daß bei einem vollständig in das Gehäuse 20 eingeschobenen Gerät 22 vom Rückwand-Steckverbinder 54 vorstehende Stifte passend in entsprechende Buchsen im Geräte-Steckverbinder 55 eingeschoben sind.
Unter weiterer Konzentration auf die Rückwand 52 ist auf der Rückwand 52 außerdem eine Abschirmdichtung 56 befestigt, deren detaillierte Beschreibung nachfolgend gegeben wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung 56 an der Innenseite der Rückwand 52 festgeklebt, auf eine Weise, die eine Anzahl von aneinander angrenzenden rechteckigen Mustern bildet, wobei sich ein gegebener Rückwand-Steckverbinder 54 im allgemeinen in der Mitte jedes solchen Rechtecks befindet. Die speziellen Abstände und Maße jedes Rechtecks sind so angelegt, daß es an die rechteckige Form des hinteren Rands eines gegebenen Gerätes 22 angepaßt ist, wenn das Gerät 22 vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben ist.
Soweit die Dichtung 56 im Handel in Streifen von eigentlich beliebiger Länge erhältlich ist, kann die Dichtung 56 in praktischen Anwendungen aus einer Anzahl von individuellen Segmenten aus Material gebildet werden, das in dem speziellen geometrischen Muster zerschnitten und festgeklebt wird, die zur Anpassung an die hinteren Ränder der gegebenen, im Gehäuse 20 zu befestigenden Geräte 22 notwendig ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Innenseite der Rückwand 52 auf dem Teil der Rückwand 52, der innerhalb des Umfangs der Dichtung 56 liegt, mit einer isolierenden Beschichtung bedeckt. Andererseits ist der Umfang der Rückwand 52 unbeschichtet, um so einen leitenden Streifen 60 zu bilden, der den inneren Umfang der gesamten Rückwand 52 umgibt. Wie unten näher erläutert wird, ist die Innenseite der Rückwand 52 tatsächlich eine Kupfererdungsfläche. Der nicht mit der isolierenden Beschichtung bedeckte Teil der Innenseite dieser Kupfererdungsfläche ist somit das, was als der leitende Streifen 60 bezeichnet wird.
Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, sind um den Umfang der Rückwand 52 herum außerdem eine Anzahl von Erdungsstichen 62 angeordnet. In der bevorzugten Aus führungsform sind die Stiche 62 lotplattierte Durchgangslöcher, die in dem durch den leitenden Streifen 60 definierten Bereich durch die Rückwand 52 gebohrt sind. Jedes Durchgangsloch weist einen ringförmigen Ring auf, der auf den beiden Außenseiten der Rückwand 52 bloßliegt. Die Verbindung zwischen Paaren von ringförmigen Ringen, einem auf der innenwand und dem anderen auf der Außenwand der Rückwand 52, wird mit Hilfe von Lot hergestellt, das in einem Lotaufschmelzprozeß fließen gelassen wird. In praktischen Anwendungen weist jeder Stich 62 einen Fertig-Lochdurchmesser von 0,96 mm (0,038 Inch) auf und ist jeder Stich 62 ungefähr 1 2,7 mm (0,5 Inch) von benachbarten Stichen 62 getrennt.
Wie ebenfalls in Figur 2 gezeigt, benutzen Geräte 22, die einander benachbart im Gehäuse 20 angeordnet sind, wobei ein Gerät 22 unmittelbar über dem anderen angeordnet ist, einen horizontal angeordneten Teil der Dichtung 56 gemeinsam, um die Abschirm-Abdichtung für ihre jeweiligen unteren und oberen Querränder zu erzeugen. Mit anderen Worten, wenn zwei einander benachbarte Geräte 22 vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben sind, benutzt der untere horizontale Rand des oben angeordneten Gerätes 22 einen Querteil der Dichtung 56 gemeinsam mit dem oberen horizontalen Rand des unten angeordneten Gerätes 22. Die vertikal angeordneten Teile der Dichtung 56 greifen an den Seitenrändern jedes Gerätes 22 an.
Man beachte, daß die spezielle geometrische Form des hinteren Randes des Rahmens 41 rechteckig ist; in anderen Anwendungen kann sie jedoch eine andere Form aufweisen. Abgesehen davon, daß die bevorzugte Ausführungsform des Rahmens 41 natürlich rechteckig ist, ist die Rechteckform eine solche, die ein zu sammenhängendes und geschlossenes geometrisches Muster mit einer definierten Innenseite und Außenseite definiert. In dem Maße, in dem das Zusammenpassen des Gerätes 22 und der Dichtung 56 eine Abdichtung herstellen soll, wird das Erreichen dieses Ziels durch das geschlossene geometrische Muster erleichtert.
In der bevorzugten Ausführungsform enthält die Dichtung 56 einen Klebestreifen der der Länge nach die Außenseite der Dichtung 56 entlang läuft. Wenn daher die Dichtung 56 auf ihre gewünschte Länge geschnitten worden ist, kann sie im Bereich des leitenden Streifens 60 an der Rückwand 52 festgeklebt werden. Auch wenn die Klebemasse, die den Klebstoff enthält, den leitenden Streifen 60 berührt stehen an beiden Seiten des Klebstoffs die leitenden Teile der Dichtung 56 in leitendem Kontakt mit dem leitenden Streifen 60.
Wenn das Gerät 22 in das Gehäuse 20 geschoben wird, um passend an der Rückwand 52 anzugreifen, greift der rechteckig geformte hintere Rand des Gerätes 22 zusammendrückend an der passend gestalteten Form der Abschirmdichtung 56 an Zu Zwecken dieser Erläuterung bedeutet der Ausdruck "zusammendrückend angreifen", daß eine Randfläche gegen die andere Randfläche gedrückt wird; in diesem Fall wird die Randfläche des hinteren Teils des Gerätes 22 gegen die äußere leitende Oberfläche der Dichtung 56 gedrückt. Man beachte, daß die Metallschicht 40 so auf der Rückseite des Rahmens 41 angeordnet ist, daß sie eine bloßliegende leitende Randfläche bildet, die mit Druck gegen die Abschirmdichtung 56 befestigt werden kann. So befestigt wird zwischen der Metallschicht 40 des Gerätes 22 und der Abschirmdichtung 56 eine leitende Dichtung hergestellt.
In dem Maße, in dem es notwendig ist, daß die Rückwand 52 und die Geräte Steckverbinder 54, 55 zusammenpassend aneinander angreifen und daß die Rückseite des Gerätes 22 passend an der Dichtung 56 angreift, sind in praktischen Anwendungen die Abstandsmaße der Steckverbinder 541 55 und der Dichtung 56 derart, daß durch alle diese Elemente Paßverbindungen hergestellt werden, wenn das Gerät 22 fest in das Gehäuse 20 eingeschoben ist.
Figur 3, auf die nun Bezug genommen wird, liefert eine seitliche Schnittansicht der in Figur 2 gezeigten Rückwand 52, wenn die Rückwand 52 durch die Ausschnitt-Schnittlinie 3-3 in Figur 2 geschnitten wird. In Figur 3 ist zu erkennen, daß die Rückwand 52 aus drei Hauptschichten besteht. Insbesondere besteht die innere Schicht 70 aus dem Epoxyglas FR4, das zwischen zwei massive Kupfererdungsflächen 72, 74 geschichtet ist. Die Flächen 72 sind somit tatsächlich leitende Platten, die die beiden großen Seiten der Rückwand 52 bilden. Als große leitende Platten, die leitend mit einer elektrischen Erde verbunden sind, bilden die Flächen 72, 74 allgemein die Störstrahlungsabschirmung für die sechste Seite jedes Gerätes 2, wenn es in das Gehäuse 20 eingeschoben ist.
in der seitlichen Ausschnitt-Schnittansicht erkennt man außerdem einige Stiche 62, die sich um den Umfang der Rückwand 52 herum erstrecken und die die Fläche 72 mit der Fläche 74 verbinden. In dem Maße, in dem sich die Erdungsstiche 62 um den Umfang der Rückwand 52 herum erstrecken, wie in Figur 2 gezeigt, wird irgendwelche Störstrahung, die durch den internen elektrischen Schaltungsteil der Rückwand 52 erzeugt wird und die die Tendenz haben kann aus den vier dünnen Seiten der Rückwand 52 zu entweichen, durch die Erdungsstiche 62 wirksam gestoppt, so daß irgendwelche Störstrahlung, die aus den Seiten der Rückwand 52 entweichen kann, zumindest auf die anwendbaren vorgeschriebenen Standards reduziert wird. Dementsprechend liefern nicht nur die beiden Ebenen eine Störstrahlungsabschirmung längs der beiden großen Seiten (d.h. vorne und hinten) der Rückwand 52, sondern es liefern außerdem die Erdungsstiche 62 eine Störstrahlungsabschirmung um die vier dünnen Seiten der Rückwand 52 herum.
Außerdem ist in Figur 3 eine vergrößerte Ansicht der Dichtung 56 zu sehen, die ein elastomerer, schaumgummiartiger Kern 80 ist, der mit einem leitenden Überzug 82 beschichtet ist. In dem Maße, in dem die Dichtung 56 tatsächlich eine elastomere Beschaffenheit aufweist, verformt sie sich gegen die Preßkraft des Gerätes 22, wenn dieses vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben wird. Wie oben erörtert, bilden die Erdungsflächen der Rückwand 52 allgemein eine Störstrahlungsabschirmung für die Rückseite jedes Gerätes 22, das vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben ist. Durch das Zusammendrücken der Dichtung 56 durch den hinteren leitenden Rand des Gerätes 22 wird außerdem eine Abdichtung zwischen der Dichtung 56 und dem hinteren Rand des Rahmens 41 erzeugt, was eine Störstrahlungs-Abdichtung zwischen dem Gerät 22 und der Rückwand 52 liefen.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf Figur 3 kann man aus der seitlichen Schnittansicht erkennen, daß der Rückwand-Steckverbinder 54 an der Rückwand 52 befestigt ist und der Geräte-Steckverbinder 55 am Gerät 22 befestigt ist. In Figur 3 sind Teile des Rückwand-Steckverbinders 54 und des Geräte-Steckverbinders 55 schemenhaft eingezeichnet, wegen des Umstandes, daß sie durch die Dichtung 56 oder die Seiten der Geräte 22 verdeckt werden. Eine hintere Platte 57, die die Rückseite des Gerätes 22 bildet, ist ebenfalls schemenhaft skizziert. In der bevorzugten Ausführungsform ist die hintere Platte keine massive Wand; vielmehr weist sie eine Anzahl von (nicht gezeigten) Öffnungen auf, wie eine Öffnung, durch die der Geräte-Steckverbinder 55 vorstehen kann.
Wie aus der in Figur 3 gegebenen Ansicht zu erkennen ist, ist die hintere Platte 57 zwecks Anpassung an die rückwärtige Ausdehnung des Geräte-Steckverbinders 55 etwas gegenüber dem hintersten Teil des Rahmens 41 vertieft. In der bevorzugten Ausführungsform erleichtert die Verlängerung des hinteren Teils des Rahmens 41 in bezug auf die hintere Platte 57 das zusammendrückende Angreifen des Umfangs des hinteren Umfangsrandes des Gerätes 22 an der Dichtung 56.
In Figur 3 ist eines der Geräte 22 den ganzen Weg in das Gehäuse 20 eingeschoben worden, so daß sein Geräte-Steckverbinder 55 einen Paßeingriff mit seinem entsprechenden Rückwand-Steckverbinder 54 hergestellt hat. Andererseits ist ein weiteres Gerät 22 gezeigt, das noch nicht vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben worden ist. Aus den in Figur 3 vorgesehenen gestrichelten Linien erkennt man jedoch, daß, wenn das zweite Gerät 22 weiter eingeschoben wird, sein Geräte-Steckverbinder 55 mit dem entsprechenden Rückwand-Steckverbinder 54 zusammenpaßt.
Es wird nun auf das in Figur 3 gezeigte Gerät 22 Bezug genommen, das vollständig in das Gehäuse 20 eingeschoben gezeigt ist, und man kann erkennen, daß das Gerät 22, wenn es vollständig eingeschoben ist, tendenziell die Dichtung 56 zusammendrückt und dadurch eine leichte elastische Verformung verursacht Durch das zusammendrückende Angreifen des leitenden Überzugs 82 der Dichtung 56 an der leitenden Metallschicht 40, die den hinteren Randumfang des Gerätes 22 bedeckt, wird zwischen dem Gerät 22 und der Rückwand 52 eine Störstrahlungs-Abdichtung hergestellt. Erinnert man sich, daß jedes Gerät 22 an fünf seiner Seiten durch die Metallschichten 40 auf den Innenseiten des Rahmens 41 und der vorderen Abdeckung 42 störstrahlungsabgeschirmt ist, so ist nun zu erkennen daß die Rückwand 52 die Abschirmung für die sechste Seite liefert.
Figur 3 liefert ferner zusätzliche Ansichten des Aufbaus des Rahmens 41 des Gerätes 22. Insbesondere enthält Figur 3 eine Teuschnittansicht des Gerätes 22, so daß zu erkennen ist, daß das Gerät 22 den Rahmen 41 enthält, dessen Innenseite mit der Metaischicht 40 plattiert ist, die die Störstrahlungsabschirmung des Gerätes 22 bildet, wie oben detailliert beschrieben wurde. Aus der Schnittansicht des hinteren Teils des Gerätes 22, der nicht gegen die Dichtung 56 gedrückt wird kann man außerdem erkennen, daß die Metalschicht 40 den hinteren Teil des Kunststoffrahmens 41 bedeckt, um den leitenden hinteren Rand des Gerätes 22 zu erzeugen. Wie angezeigt, stellt dieser leitende Rand den Kontakt mit der Dichtung 56 her, wenn das Gerät 22 vollständig eingeschoben ist.
In bevorzugten Ausführungsformen ist der Rahmen 41 des Gerätes 22 aus Kunststoff, etwa dem Kunststoff, der unter dem Handelsnamen "Mobay Blend" mit der Typnummer FR1441-9189 von Mobay vertrieben wird. Wenn er aus Kunststoff ist kann der Rahmen 41 durch ein Spritzgußverfahren hergestellt werden, und er kann leicht zur Anpassung an unterschiedliche Anordnungen der Bauteile, die die Geräte 22 aufweisen können, in verschiedenen Anwendungen eingerichtet werden.
Nach dem Spritzgießen wird der Kunststoffrahmen 41 selektiv auf seiner Innenseite plattiert, um die Innenseite mit der in Figur 3 gezeigten Metallschicht 40 zu beschichten. Die Metallschicht 40 kann vorzugsweise durch stromlose Nickelplattierung gebildet werden. In bevorzugten Ausführungsformen kann der Kunststoffrahmen 41 eine Dicke von 2,28 mm (0,90 Inch) aufweisen und weist die Metallschicht 40 eine bevorzugte minimale Dicke von 2,45 x 10&sup4; mm (0,00001 Inch) auf, was einen spezifischen Widerstand der Plattierungsfläche von 0,1 Ohm pro Quadratinch ergibt.
Wie oben angezeigt und obwohl nicht getrennt detailliert beschrieben, sind die Zusammensetzung und das Herstellungsverfahren der vorderen Abdeckung 42 im allgemeinen natürlich die gleichen wie die, die im Zusammenhang mit dem Rahmen 41 detailliert beschrieben wurden. Andererseits ist der Aufbau der vorderen Abdeckung 42 wegen des Umstandes, daß die vordere Abdeckung 42 Schnappverschlüsse 44, Lüftungsschlitze 50 und LED's 51 enthält, in bezug auf den Rahmen 42 etwas anders.
Figur 4A, auf die nun Bezug genommen wird, liefert eine vergrößerte schräge Schnittansicht in bezug auf die Dichtung 56 und ihr Zusammenpassen mit dem hinteren Rand des Gerätes 22; jedoch sind das Gehäuse 20, die Rückwand 52 und die Rückwand-Steckverbinder 54 nicht gezeigt. Wie in Figur 4A gezeigt, in der schemenhaft Gerte 22 dargestellt sind, benutzen sie einen horizontal angeordneten Teil 56H der Dichtung 56 gemeinsam, wenn ein Gerät 22 unmittelbar über dem anderen im Gehäuse 20 angeordnet ist. Der gemeinsam benutzte Teil der horizontal angeordneten Dichtung 56 erzeugt dann die Abschirm-Abdichtung für die jeweiligen unteren und oberen Querränder der beiden Geräte 22. Wie oben angezeigt, greifen die vertikal angeordneten Teile 56V der Dichtung 56 an den Seitenrändern jedes Gerätes 22 an. Außerdem ist in der Darstellung von Figur 4A der leitende Überzug 82, der die Dichtung 56 bedeckt, vergrößert gezeigt.
Figur 4B liefert eine Ansicht der in Figur 4A gezeigten Dichtung 56 in einem Schnitt längs der Linie 4B-4B. In Figur 4B ist zu erkennen, daß in der bevorzugten Ausführungsform die Dichtung 56 aus einem thermoplastischen EDPM-Schaumgummikern 80 aufgebaut ist. Der Kern 80 ist mit dem leitenden Überzug 82 beschichtet, der ein Gittermaterial auf der Oberfläche des Kerns 80 ist und der aus einer Wirkware aus silberplattierten Nylonfäden besteht. Außerdem zeigt Figur 4B einen Klebstoff 84, der verwendet wird, um die Dichtung 56 auf eine Oberfläche wie die Rückwand 52 zu kleben; wenn sie so auf eine Oberfläche geklebt werden, stellen jedoch die leitenden Teile an beiden Seiten des Klebstoffs einen physischen Kontakt mit der Oberfläche her, auf die die Dichtung 56 geklebt wird.
Die in der bevorzugten Ausführungsform verwendete spezielle Dichtung wird vertrieben durch Chomerics, Inc., 1616 East Main, Suite 206, Mesa, Arizona 85203. Der Schaumkern weist eine spezifizierte Kompressionskraft von 0,60 lbs/in (max) für 30% Durchfederung und 1,70 lbs/in (max) für 50% Durchfederung auf. Der Klebstoff ist ein drucksensitives doppeltklebendes Transferband mit leicht lösbarem Kaschierpapier. Das Transferband weist ein minimales Haftvermögen von 2,0 ppi auf. Durch den leitenden Überzug 82 weist die Dichtung 56 einen maximalen Kontaktwiderstand von 1,0 Ohm/Inch auf und liefert 60 dB (Minimum) Störstrahlungsabschirmung von 50 MHz bis 1 GHz für eine Durchfederung im Bereich von 30% bis 50%.
In Verbindung mit dieser detaillierten Beschreibung sind einige Arten von Geräten und Strukturbauteilen speziell angegeben worden. Für den Fachmann ist jedoch klar, daß die gezeigten und erörterten Geräte und Strukturbauteile durch andere ersetzt werden können. Die Erfindung in ihrem weiteren Sinne ist daher nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Details, repräsentativen Vorrichtungen und veranschaulichenden Beispiele beschränkt. Von diesen Details kann somit abgewichen werden, ohne den beanspruchten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zur Abschirmung eines elektrischen Bauteils enthaltend:

einen abgeschirmten Behälter (22) zum Umschließen des elektrischen Bauteils und mit einer Störstrahlungsabschirmung auf allen Seiten mit Ausnahme einer nicht abgeschirmten Seite, wobei die nicht abgeschirmte Seite einen Rand mit einer bekannten geometrischen Form aufweist und wobei der Rand elektrisch leitend ist; und

ein Gehäuse (20) zum Festhalten des Behälters im Gebrauch, wobei das Gehäuse eine Wand enthält, die so gestaltet ist, daß Störstrahlungsemissionen abgeschirmt werden;

eine leitende Dichtung (56), die in elektrischem Kontakt mit der Wand angebracht ist, wobei die Dichtung einen elastomeren Kern (80) aufweist, der von einer elektrisch leitenden Deckfläche (82) bedeckt ist, und allgemein die bekannte geometrische Form aufweist, wodurch zwischen dem Rand und der Dichtung eine elektrische Verbindung hergestellt wird, wenn sich der Behälter im Druckkontakt mit der Fläche der Dichtung befindet.

2. Vorrichtung wie in Anspruch 1, wobei der Kern ein elektrisch isolierendes Material aufweist.

3. Vorrichtung wie in Anspruch 2, wobei das isolierende Material Schaumgummi aufweist.

4. Vorrichtung wie in Anspruch 2, wobei die Dichtungsfläche ein elektrisch leitendes Gitter aufweist.

5. Vorrichtung wie in Anspruch 1, wobei der abgeschirmte Behälter eine Plattierung aus elektrisch leitendem Material aufweist, die elektrisch mit dem Rand verbunden ist.

6. Vorrichtung zur Abschirmung eines elektrischen Bauteils, enthaltend: ein Gehäuse (20) mit einer elektrisch leitenden Wand;

einen Behälter (22) zum Einschließen des elektrischen Bauteils, wobei der Behälter mehrere Seiten aufweist, von denen eine nicht gegen Störstrahung abgeschirmt ist, wobei die nicht abgeschirmte Seite einen Rand aufweist, der elektrisch leitend ist und der eine bekannte geometrische Gestalt aufweist, wobei der Behälter dafür eingerichtet ist, im Gebrauch in das Gehäuse eingesetzt zu werden; und

eine elastische Dichtung (56), die eine elektrisch leitende Fläche (82) aufweist und die auf der Wand und in elektrischem Kontakt mit der Wand angebracht ist, wobei die elektrisch leitende Dichtung wenigstens einen Abschnitt mit der geometrischen Gestalt aufweist, derart, daß der Rand zusammendrückend an der Dichtung angreift, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Rand und der Dichtung zu bilden, wenn der Behälter in das Gehäuse eingesetzt ist.

7. Vorrichtung wie in Anspruch 6, wobei die Dichtung einen elektrisch isolierenden, elastomeren Kern aufweist.

8. Vorrichtung wie in Anspruch 7, wobei die Dichtung ein leitendes Gitter über dem Kern aufweist.