專利名稱：多層結(jié)構(gòu)及多層結(jié)構(gòu)的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)案參照本申請(qǐng)受益于美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案，專利號(hào)S.N.60/233,259，申請(qǐng)時(shí)間2000年9月18日，其完全公開的內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
當(dāng)前EMI屏蔽的解決方案通常包括導(dǎo)電涂層塑料機(jī)殼、導(dǎo)電襯墊和金屬罩，其通過焊接等類似方法，與印刷電路板粘合起來，其中一些是半永久性的。然而，實(shí)際上無論如何，現(xiàn)存的解決方案造價(jià)昂貴，并且增加了提供諸如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、便攜式電腦、機(jī)頂盒、電纜調(diào)制解調(diào)器、包括開關(guān)、電橋和交叉互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等電子設(shè)備的成本。
為降低成本而又提高屏蔽效能，發(fā)展了對(duì)聚合物基片鍍金屬化的多種技術(shù)。例如Koskenmaki的美國(guó)專利，專利號(hào)5028490，說明了用鋁纖維迭放于聚合物基片并且燒結(jié)，以形成一層具有有效EMI控制(也稱為電磁控制或EMC)的金屬涂層的扁平材料。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，已顯示出該材料價(jià)格昂貴、使用困難并且較容易由于鍍金屬層開裂而導(dǎo)致性能變差。遺憾的是，由于熱形變模具中通常采用的密封半徑，所以金屬層材料不能禁受熱成型處理。
Gabower的美國(guó)專利，專利號(hào)5,811,050，其完全公開的部分以引用的方式并入本文中，提供了一種替代方法，其中，首先形成可熱形變基片(任意種聚合物)，然后金屬化。這種方法具有消除成型期間對(duì)金屬化層產(chǎn)生的應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)。此成果顯示了高的效用和相對(duì)低的造價(jià)。
因?yàn)樗芰蠙C(jī)殼不導(dǎo)電，所以不提供電磁輻射屏蔽。賦予塑料導(dǎo)電特性的方法包括固有導(dǎo)電塑料和填充導(dǎo)電填料(如，碳或鎳)塑料。通常這些塑料極其昂貴，或至少經(jīng)濟(jì)上不可行，而采用替代技術(shù)(如罩、襯墊、導(dǎo)電涂層等)。另外，屏蔽效果的級(jí)別也低，通常小于40dB，而很多計(jì)算設(shè)備—移動(dòng)和固定兩者都要求屏蔽效果為大于40dB。
歷史上，金屬已經(jīng)用做位置固定的儀器和電子設(shè)備的機(jī)殼。固定電子設(shè)備，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等，通常包含在金屬殼內(nèi)，或者，如果用塑料機(jī)殼，則對(duì)印刷電路板以某些方式(如所選擇的高發(fā)射組件和接地連接線的罩)進(jìn)行屏蔽。移動(dòng)設(shè)備經(jīng)常用塑料機(jī)殼，和導(dǎo)電襯墊、金屬罩以及機(jī)殼的導(dǎo)電涂層的某些組合來實(shí)現(xiàn)所希望的屏蔽效果。隨著發(fā)射頻率的增高—由更小的組件、電路和位置更接近的數(shù)/模電路所導(dǎo)致的結(jié)果—對(duì)屏蔽的需要以及對(duì)更大屏蔽效果的需要都增大了。在需要制造更小更輕移動(dòng)產(chǎn)品的驅(qū)駛下，也產(chǎn)生了對(duì)更輕更薄的屏蔽解決方案的需要。
最近，型內(nèi)與夾物注塑模壓處理法的應(yīng)用已引起了電子產(chǎn)品包裝企業(yè)的極大興趣。型內(nèi)處理法，將相對(duì)薄的材料拉入或放入注塑型模用作注塑材料的“壩”或阻擋，該注塑材料通常成為結(jié)構(gòu)機(jī)殼。此類處理法賦予多種產(chǎn)品一些有趣的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
盡管型內(nèi)處理法能夠有效用于制作裝飾機(jī)殼，然而現(xiàn)有的型內(nèi)處理法沒有解決EMI屏蔽這一難題。
在通常應(yīng)用中，本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)可用于制作機(jī)殼和具有與機(jī)殼集成的EMI屏蔽電子設(shè)備。本發(fā)明的機(jī)殼可提供大于40dB的屏蔽，輻射范圍在50Hz到1GHz或更大。除提供EMI屏蔽外，本發(fā)明的金屬層也可提供一層如“金屬外觀”或反射面的裝飾層。集成塑料/屏蔽機(jī)殼可用于固定和移動(dòng)兩種電子產(chǎn)品中。
通常，本發(fā)明的電子裝置包括一個(gè)具有薄膜層的機(jī)殼、至少一層具有足以阻擋EMI傳輸?shù)慕饘賹右约耙粚訕渲瑢?。電子裝置通常包括一個(gè)放置在屏蔽機(jī)殼中的印刷電路板，在屏蔽機(jī)殼中，EMI屏蔽層接地，。
在薄膜上沉積樹脂之前，將本發(fā)明結(jié)構(gòu)中所包括的薄膜層通常形變成想要的形狀。在實(shí)施例中，薄膜層是用傳統(tǒng)的熱成型技術(shù)(如真空、壓力或機(jī)械力)形變的熱成型。但可以理解，薄膜層也可用任何傳統(tǒng)的或?qū)Ｓ械姆椒ㄐ巫儭?br> 在薄膜層形變后，本發(fā)明的金屬層也通常加在薄膜層之上。如果在薄膜層形變前鍍金屬層，成型處理(例如熱成型)就會(huì)趨向使金屬層拉伸且部分變得薄弱。已發(fā)現(xiàn)，這種拉伸和變薄會(huì)削弱并且有時(shí)破壞金屬層的EMI屏蔽效能。根據(jù)本發(fā)明的EMI屏蔽具有一相當(dāng)均勻的厚度，足以有效阻擋EMI的通過。特別地，金屬層有大約1微米到50微米之間的厚度。在此種情況下，通常金屬層接地以產(chǎn)生法拉第筒。
特別地，用真空金屬化方法將金屬薄膜層沉積到薄膜層上。由于可使相當(dāng)均勻的金屬層鍍于成型膜之上以產(chǎn)生EMI屏蔽，所以真空金屬化是一種較佳方法。但是應(yīng)了解，在基片上沉積金屬層的其他方法只要不脫離本發(fā)明的范圍都可以用。除了用真空金屬化以外，例如隨機(jī)襯墊或纖維織物、濺射、涂漆、電鍍、沉積涂層、無電鍍、層壓導(dǎo)電層等類似的其他方法可用于在多層層壓板上沉積金屬層。
應(yīng)了解，除EMI屏蔽外，本發(fā)明的金屬層也可用作裝飾目的或反射目的。此類金屬層通常由如鋁和其合金、銅和其合金、錫和其合金、銀和其合金、鎳和其合金等類似的材料組成。另外，除了單層，可能用相同或不同材料形成兩層或更多層涂層。例如在一些實(shí)施例中，可能在聚合物薄膜層上鍍一層鎳和一層錫。在一較佳實(shí)施例中，用真空金屬化法制作的一層鋁金屬層具有類似鍍鉻物的光澤和反射特性。該金屬層是有益的，特別是在金屬層用作反射器時(shí)。
視材料的組合和沉積的順序而定，為提高層間的粘附力，多層結(jié)構(gòu)可能需要一保護(hù)性的底涂層，或者需要一保護(hù)層壓板上層的頂涂層。因此，如本文所用，“耦合兩層”或“粘合兩層”必須包括直接和間接(如兩層間的另一層)地將兩層粘合在一起。
本發(fā)明進(jìn)一步包括用于型內(nèi)和夾物模壓處理法的屏蔽/裝飾嵌入件。對(duì)于型內(nèi)制造處理法，本發(fā)明的多層嵌入件包括一成型基片(如熱成型)，其沿至少一面具有裝飾特征。金屬化層可置于基片的至少一面上并具有裝飾特征。
本發(fā)明的型內(nèi)和夾物模壓屏蔽的方法包括形成一用于型內(nèi)處理法的多層層壓板。裝飾特征可涂層于基片的至少一面上。然后將裝飾的基片成型為想要的形狀。然后將金屬層沉積在已裝飾并成型的基片的至少一面上。
多層嵌入件制成后(本地或遠(yuǎn)程)，可人工或自動(dòng)將成型金屬化基片放入注塑型模室，并且可將注塑型模樹脂沉積在金屬化基片上，型內(nèi)處理法導(dǎo)致的多層層壓板的結(jié)果提供了預(yù)成型薄膜，該薄膜具有耦合在其上的一層金屬層，并且注塑型模塑料既可與薄膜也可與金屬層耦合構(gòu)建。
在通常實(shí)施例中，與基片耦合的金屬層具有足以起到EMI屏蔽作用的厚度。因此，如果成型基片組成電子設(shè)備的機(jī)殼，電子設(shè)備將具有集成在機(jī)殼中一致的EMI屏蔽。視情況，多層結(jié)構(gòu)可包括第二金屬層。第二金屬層可為自然裝飾也可美學(xué)裝飾。
第一和第二金屬層的其中之一或兩者都可用于產(chǎn)生明亮、反射性及光澤的表面，以便產(chǎn)生設(shè)計(jì)要素。由于第二金屬層含有在基片的第一邊裝飾圖案和基片的第二邊EMI屏蔽，所以可產(chǎn)生一種高效能并且具有美學(xué)設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品。
另一方面，本發(fā)明提供了金屬化層接地的結(jié)構(gòu)和方法。例如，一具有印刷電路板接地連接線的屏蔽電子機(jī)殼。在實(shí)施例中，接地方法包括在電子機(jī)殼的肋狀部分上放焊膏，以便機(jī)械地和導(dǎo)電地接觸印刷電路板上的接地連接線。在另一通常實(shí)施例中，本發(fā)明在電子屏蔽內(nèi)制作一個(gè)通道或孔并且沉積導(dǎo)電膠或熔化的焊料，以便在屏蔽上的金屬層和接地連接線之間產(chǎn)生一個(gè)機(jī)械的和導(dǎo)電的粘合。其他方法包括焊接、超聲焊接、導(dǎo)電膠、激光融化等類似的方法。
通過參照本說明其余部分和附圖，可進(jìn)一步理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。
圖11說明并入本發(fā)明的一個(gè)通常電子機(jī)殼。
圖12說明并入本發(fā)明的一個(gè)簡(jiǎn)化的燈罩。
圖13至圖15說明成型和金屬化一層薄膜的一種具體方法。
圖16至圖18說明注塑型模，圖13所示的已形變和金屬化的薄膜的一種具體方法。
圖19A和圖19B說明置于本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)中一個(gè)薄的電子封裝。并且圖20至圖22說明用印刷電路板的接地連接線對(duì)一個(gè)電子機(jī)殼接地的多種方法。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)可采用多種構(gòu)成。通常，多層層壓板包括一層薄膜層、一層金屬層和一層樹脂層。應(yīng)了解，對(duì)于參考例，以平面顯示的本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)僅是用于說明目的。本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)可采用任何種對(duì)稱或不對(duì)稱的三維形狀，以便制造用于各類電子產(chǎn)品、反射器、微波組件、無線產(chǎn)品、個(gè)人電腦、外部光驅(qū)等類似產(chǎn)品的機(jī)殼。例如，可設(shè)計(jì)適合固定個(gè)人電腦或打印機(jī)的形狀因數(shù)的多層層壓板，其中機(jī)殼在任何方向都會(huì)在幾英尺的數(shù)量級(jí)。另外，可設(shè)計(jì)適合移動(dòng)產(chǎn)品形狀因數(shù)的多層層壓板，其中機(jī)殼在任何方向都會(huì)在幾英寸的數(shù)量級(jí)。
圖1和圖2說明本發(fā)明通常的多層結(jié)構(gòu)10的一部分。多層結(jié)構(gòu)10包括沉積在薄膜14上的金屬層12，其中14用來制作金屬化薄膜15，和既可與薄膜14也可與金屬層12耦合的樹脂層16。如圖1所說明的，薄膜14可沉積在樹脂層16和金屬層12之間。另一選擇為，如圖2所示，金屬層12可沉積在薄膜14和樹脂層16之間。
如圖3所示，在另一實(shí)施例中，多層結(jié)構(gòu)可包括沿薄膜14兩面的金屬層12、12’。已發(fā)現(xiàn)兩層金屬層可提高屏蔽效能并且增加用來做接地連接點(diǎn)的有效導(dǎo)電表面積。
如圖3所示，如果金屬層12暴露，為了保護(hù)金屬層12，希望在金屬層12的至少一部分上涂一層彈性頂涂層18，如氨基甲酸酯等類似的材料。如果金屬層用作EMI屏蔽，頂涂層18可有助于維持金屬層的電導(dǎo)率并防止刮擦、電擊穿等類似的情況。如果金屬層用作裝飾或反射層，頂涂層18可維持金屬層的光澤并/或防止金屬層磨損。
如圖4所示，另一情況為，如果金屬層12夾在薄膜14和樹脂16之間，在制造期間為保護(hù)金屬層12，可在注塑型模處理期間用一彈性底涂層、微孔泡沫等類似的材料在熔化樹脂間產(chǎn)生阻擋。
在圖5實(shí)施例中，在注塑型模處理產(chǎn)生熱期間，為了保護(hù)金屬層12，可在金屬層12和樹脂16之間加上底涂層19，底涂層可改善樹脂層16和金屬層12之間的粘合特性。
本發(fā)明的金屬層12可做多種用途。在圖1至圖5說明的實(shí)施例中，金屬層12既可做裝飾層也可做功能層或同時(shí)具有前述兩種用途。如果金屬層做功能層，如擔(dān)當(dāng)電磁干擾、靜電放電及射頻干擾和/或增加用來做接地連接點(diǎn)的有效導(dǎo)電表面積。如果金屬層12做EMI屏蔽，金屬層通常有大約1微米到50微米間的一個(gè)厚度，以至于能提供大于大約40dB的屏蔽效能以阻擋范圍在50Hz到1GHz或更大的電磁輻射的傳輸。
在金屬層12單純用于裝飾目的的實(shí)施例中，金屬層12不必導(dǎo)電并且金屬層12可有比上述范圍更小的厚度。此外，裝飾層時(shí)常僅涂層于薄膜14的一部分。作為可選，為提供更好的裝飾效果，可為金屬層12著色。
在通常實(shí)施例中，金屬層12可沉積在薄膜層14上，以便使金屬層用作裝飾、反射性表面。在這種情形下，多層結(jié)構(gòu)可用做機(jī)動(dòng)運(yùn)輸工具(如小汽車、飛機(jī)等)的反射器；可用做電子設(shè)備、徽章、名片等類似的外殼。此構(gòu)造的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過如透明或有色的樹脂16或頂涂層18這樣的保護(hù)層可看到金屬層。不象傳統(tǒng)的涂層方法經(jīng)常將裝飾特征置于外暴露面上，而是通過將金屬層置于保護(hù)層之后，金屬層的光澤和裝飾特征可維持很長(zhǎng)一段時(shí)間。另外，如果金屬層按照字母(如警告或說明)的形狀成型，可保護(hù)裝飾特征避免分層、磨損并且防止使用者擦掉該字母。
金屬層12可通過多種方法沉積在多層型模內(nèi)。在通常的方法中，金屬層12可真空金屬化在薄膜12上。研究發(fā)現(xiàn)真空金屬化提供能產(chǎn)生反射面的更光滑、類似鏡子的表面光潔度。例如，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)真空金屬化鋁提供類似于鍍鉻物的表面光潔度。在Gabower的美國(guó)專利中，專利號(hào)5,811,050，其完全公開的部分以引用的方式并入本文中，可找到熱成型真空金屬化更詳盡的說明。
本發(fā)明的薄膜層14也可采用多種形式。具體材料包括，但并不限于如聚氯乙烯的熱塑樹脂、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、丙烯酸纖維、丙烯腈丁二烯苯乙烯、乙酸纖維素、丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、高密度聚乙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚丙烯、ABS樹脂、固有導(dǎo)電聚合物(ICP)等類似的材料。
如本技術(shù)領(lǐng)域公知的，樹脂16通過注塑型模處理法地通常涂在金屬化薄膜15上。如下面所將詳細(xì)說明的，在注塑型模前，金屬化薄膜層15通常要形變。視應(yīng)用、最終產(chǎn)品等情況而定，樹脂16可采用多種形式。適合樹脂的例子包括，但并不限于聚碳酸酯、聚碳酸酯與ABS的摻合物、PETG、PBT、PC/PETG摻合物、固有導(dǎo)電聚合物(ICP)等類似的材料。
圖6至圖10說明了用于本發(fā)明多層結(jié)構(gòu)10的一些其他的化合物。除屏蔽層22外，多層結(jié)構(gòu)可包括一層或更多層裝飾層20。屏蔽層通常具有與上述的金屬層12一樣的特性。然而，裝飾層20可包括多種傳統(tǒng)或?qū)Ｓ醒b飾層的任何形式。裝飾層可包括非導(dǎo)電涂層的美觀層、著色或透明薄膜以及其他非功能層。該裝飾層可通過移動(dòng)印刷(pad printing)、絲網(wǎng)印刷(screen printing)、傳熱成型、升華墨傳輸(sublimation ink-transfer)、可印刷掩模等類似的方法沉積。
如圖6所示，在某些實(shí)施例中，薄膜的第一表面和第二表面兩者都可用裝飾層20、20’裝飾，金屬屏蔽層22可與至少一層裝飾層(本實(shí)施例中20’)耦合以便為置于多層結(jié)構(gòu)10里面或后面的任何電子元件提供屏蔽。
如圖7至圖10所示，薄膜層14可有一僅沿一個(gè)表面的裝飾層20。在本實(shí)施例中，金屬層22可直接(圖7和圖10)或間接(圖8和圖9)與薄膜層14耦合。
在圖8中，薄膜層14可是透明的并且為最終產(chǎn)品的外表面，其允許透過透明薄膜層14可見。另一選擇為，樹脂層16可沿著機(jī)殼的外表面并且可為透明，這樣容許透過層16可見。關(guān)于圖9，層14、16可為透明并且/或者層22不覆蓋裝飾層。
在每一實(shí)施例中，視其特定用途而定，樹脂層16既可沿最終產(chǎn)品的外表面也可沿內(nèi)表面。例如，在圖2中，透明的或著色的樹脂層16可在電子機(jī)殼的外表面，以便通過樹脂層看到金屬層12。作為另一選擇，圖4說明的一實(shí)施例，其中頂涂層18可沿最終產(chǎn)品的外表面安排以便于保護(hù)金屬層12免于環(huán)境影響。但應(yīng)了解，由本發(fā)明基本原理提供的靈活性允許替換圖4的組合，以便樹脂層16沿最終產(chǎn)品的外表面，并且頂涂層18可為一絕緣層來提供保護(hù)避免任何封入的電子與屏蔽的導(dǎo)電部分意外接觸。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)10的具體應(yīng)用包括構(gòu)成一電子裝置24，如蜂窩電話機(jī)殼、個(gè)人數(shù)字助理、便攜式電腦、視頻游戲控制臺(tái)或其他用塑料機(jī)殼的設(shè)備。如圖11所示，電子設(shè)備24的機(jī)殼25將通常包括樹脂層16、金屬屏蔽層22和裝飾層20的任何上述組合。在該實(shí)施例中，為了使金屬屏蔽層接地并產(chǎn)生法拉第筒，金屬屏蔽層可用一如導(dǎo)電接頭、導(dǎo)電膠、機(jī)殼螺紋金屬螺釘、襯墊等類似的接地元件26將金屬屏蔽層接地于印刷電路板28的接地連接線。生產(chǎn)具有集成塑料/屏蔽結(jié)構(gòu)，提供封入電子產(chǎn)品所需要的屏蔽和機(jī)械保護(hù)的電子設(shè)備24與用其他解決方案獲得的電子設(shè)備相比成本低、重量輕并且設(shè)計(jì)緊湊。
如圖12所示，在其他通常的應(yīng)用中，本發(fā)明可制作用于如燈罩、交通工具反射器或頭燈、閃光燈等的改良反射面。在該實(shí)施例中，樹脂層16和金屬化薄膜層15構(gòu)造制作燈罩30以便反射和聚焦光源32所發(fā)射的光。
圖13至圖18說明一種制作本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化方法。如圖13所示，平面薄膜34，如熱成型薄膜，可置于陽或陰真空型模36上并且薄膜可用包括真空成型、壓成型和/或附加使用插入物的傳統(tǒng)方法熱成型。(圖14)在某些方法中，平面薄膜34在至少一邊上預(yù)裝飾，如


35、35’所示。其可被理解，裝飾特征將會(huì)改變，導(dǎo)致了在成型期間發(fā)生的所熟知的變形。一些通常的裝飾方法為可印刷掩模、絲網(wǎng)印刷、燙印(hotstamping)、涂漆、絹印(silkscreening)、移動(dòng)印刷等類似的方法。
在其他實(shí)施例中，也可以在平面薄膜34成型后裝飾薄膜。例如，對(duì)于復(fù)雜設(shè)計(jì)，對(duì)在成型期間可能扭曲的復(fù)雜裝飾采取后成型會(huì)節(jié)省費(fèi)用。
視情況，在薄膜成型為想要的形狀后，如果薄膜還沒有預(yù)裝飾，薄膜14的一邊或兩邊可用金屬或非金屬裝飾特征35、35’裝飾，以便制作裝飾并成型的嵌入件38(圖15)。如果需要，成型并裝飾的嵌入件38可用金屬層40金屬化(圖16)。如上述提到的，如果金屬層40用作EMI屏蔽，最好在薄膜38成型后沉積EMI屏蔽40。通過在預(yù)成型薄膜38上沉積金屬層40，可維持金屬層的連續(xù)性和屏蔽效能以便提供有效的EMI屏蔽。
雖然有可能在成型前金屬化薄膜，但是申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在成型期間彎曲處和急彎處的金屬層趨于變薄或裂紋。該變薄和裂紋降低了金屬層40的屏蔽效能。
在實(shí)施例中，金屬層40和裝飾層可通過真空金屬化處理沉積。真空金屬化處理顯示出可產(chǎn)生相當(dāng)均勻的層，這樣就產(chǎn)生了相當(dāng)均勻的EMI屏蔽。但應(yīng)了解，可用其他沉積方法沉積金屬層。例如，在薄膜34上沉積金屬層40的其他方法包括涂層、濺射、電鍍、沉積涂層、非電鍍、層壓導(dǎo)電層等類似的方法。例如，雖然在薄膜34上涂導(dǎo)電層是可能的，但傳統(tǒng)的導(dǎo)電涂料和墨僅提供小于大約45dB的屏蔽效能。另外，該涂料和墨要求用銀作為基本材料的部分，并且由于沉積處理過程產(chǎn)生大量的有機(jī)揮發(fā)，該銀涂料不合乎環(huán)境要求。由于州和聯(lián)邦法令禁止銀基涂料的傾倒，該涂層結(jié)構(gòu)的回收是進(jìn)一步的問題。由于這些原因，鋁(或其他環(huán)保材料)的真空金屬化優(yōu)于導(dǎo)電涂料和墨涂層。
如圖17所示，人工或自動(dòng)將預(yù)成型且金屬化的嵌入件42放入注塑型模腔44。如本技術(shù)領(lǐng)域公知的，注塑型模通常包括注塑型模腔44和型心46。注塑型模型心46通常包括一個(gè)模流口，在其內(nèi)部熔化的塑料注射入腔。熔化的塑料樹脂43被移入注塑型模腔44，以便接觸金屬化嵌入件42。在圖18說明的實(shí)施例中，熔化的樹脂43直接接觸金屬層40。然而在其他實(shí)施例中，熔化的樹脂43可接觸底涂層(圖5)或薄膜層(圖1)。特殊層的嚴(yán)格層組合將取決于多層結(jié)構(gòu)特定的最終用途、用于每層的材料和用于每層的材料的特性(如耐熱性、成本、耐化學(xué)性、耐沖擊性要求、美感等類似的特性)。
再參照?qǐng)D11，本發(fā)明為無線和固定電子裝置提供了改良的屏蔽電子機(jī)殼。如圖19A和19B所示，有可能在層組合上加一個(gè)小而薄的電子組件48。薄的電子組件可用于天線、傳感器、照明、MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))等類似的用途中。電子裝置可以，但并不限于，置于薄膜層(裝飾或未裝飾的)與金屬屏蔽層之間。該組合將允許電子儀器組件屏蔽來自于包含在機(jī)殼內(nèi)的電子設(shè)備的內(nèi)部噪聲。
為屏蔽本發(fā)明的電子設(shè)備和電子機(jī)殼，多層基片內(nèi)的金屬化層必須接地，通常接地于置于機(jī)殼內(nèi)的PCB接地連接線。圖20至圖21說明將機(jī)殼金屬化層接地于PCB的兩個(gè)具體方法，如圖20所示，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可按照外機(jī)殼52的形狀塑形已成型并金屬化的聚合物嵌入件50(如金屬化聚碳酸酯層)。這樣，可用金屬化基片改型外機(jī)殼以便屏蔽置于電子屏蔽殼內(nèi)的電子元件。如圖20所說明的，電子屏蔽殼52通常包括可接觸印刷電路板58的接地連接線56的支撐肋54。為接地金屬化基片50于印刷電路板的接地連接線，可在金屬化基片50上沉積焊膏60到接地連接線56一邊，并且焊接或熱回流焊接到印刷電路板上。
圖21A和圖21B顯示了一個(gè)與印刷電路板58耦和的成型屏蔽62。如圖所示，成型屏蔽包括一層夾在兩個(gè)形變聚合物嵌入件66、68之間的金屬層64。如上所述，金屬層64通常真空金屬化在聚合物嵌入件之一上。但應(yīng)了解，可用上述多種方法的任何方法涂一層或多層。為了使夾層金屬層64接地于接地連接線56，可通過屏蔽62構(gòu)成一個(gè)通路70。然后用熔化的焊料或?qū)щ娔z72填充通路70，以便制作接地連接線56與金屬層64之間的電路。更有利地，熔化的焊料傾向于沿金屬纖維或金屬層在兩聚合物層之間進(jìn)入以便提供到金屬層的更強(qiáng)的接地連接。膠或焊一旦固化，焊料可擔(dān)當(dāng)鉚釘?shù)淖饔靡员銠C(jī)械且導(dǎo)電地連接屏蔽與印刷電路板。但應(yīng)了解，雖然圖21所說明的方法顯示了置于兩聚合物層之間的金屬層，但對(duì)具有暴露金屬層的屏蔽，粘合方法可起同樣較好作用。
除圖20、圖21A和圖21B說明的方法外，也可用其他方法導(dǎo)電且機(jī)械地連接屏蔽與接地連接線。例如，焊、壓力膠、導(dǎo)電膠等類似的方法可用于粘合金屬層與接地連接線。另外，激光加熱、超聲焊等類似的方法可用于熔化或軟化部分沉積在接地連接線上的金屬層。
最后，如圖22所示，在制作印刷電路板期間，在印刷電路板58內(nèi)接地連接線56位置可制作一個(gè)井或凹坑76。這些井76可適合接受屏蔽或機(jī)殼的肋54的匹配輪廓。有利地，井76可增加位于屏蔽與接地連接線之間的接觸表面，并且可為涂層期間匯集焊料或?qū)щ娔z提供一個(gè)凹坑。
雖然上面是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例作出的全面說明，但是可采用多種替代、修改和相當(dāng)方法。例如，其他組合或裝飾層、薄膜層、EMI屏蔽層、樹脂層、底涂層和頂涂層的數(shù)目可在不脫離本發(fā)明范圍內(nèi)的使用。進(jìn)一步，除電子機(jī)殼和反射器外，本發(fā)明可用于提供獨(dú)特裝飾外觀，尤其是當(dāng)使用透明或著色塑料時(shí)。盡管為清楚理解，前面已詳細(xì)說明，但很明顯在附錄的權(quán)利要求的范圍以內(nèi)可施行一定的修改。
權(quán)利要求
1.一種形成用于型內(nèi)處理的多層層壓板的方法，該方法包括將基片成型為所需形狀；在所述基片的至少一個(gè)表面上涂裝飾特征；以及在裝飾過且已成型基片的至少一個(gè)表面上沉積一層金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬層具有足夠的厚度來屏蔽電磁干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬層厚度大約在1微米到50微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中成型包括熱成型所述基片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中涂層包括使用可印刷掩膜、絲網(wǎng)印刷、傳熱型模、升華墨傳輸或移動(dòng)印刷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 進(jìn)一步包括將一層樹脂注塑型模到所述裝飾特征、金屬層和基片中至少之一上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中成型包括將所述基片放置于真空型模上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中涂層是在成型后實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中涂層是在成型前完成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中涂層包括裝飾所述基片的第一表面和第二表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中涂層包括只裝飾所述基片的第一表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積包括將所述金屬層真空金屬化到所述基片上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中沉積包括通過涂層、濺射、電鍍、沉積涂層、非電鍍、層壓導(dǎo)電層將所述金屬層沉積到所述基片上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬層提供一個(gè)反射面。
15.一種形成多層結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括放置一個(gè)預(yù)成型金屬化嵌入件到注塑型模室內(nèi)，以及在該金屬化嵌入件上注塑型模一層樹脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬化基片包括一層薄膜和至少一層金屬層，其中該至少一層金屬層足以屏蔽電磁干擾。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬化基片包括一層薄膜和至少一層金屬層，其中該至少一層金屬層具有大約在1微米到50微米之間的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中提供包括成型所述基片；以及沉積一層金屬層到所述成型基片的至少一個(gè)表面上以形成所述金屬化基片。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中沉積包括真空金屬化所述金屬層到所述成型基片上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中沉積包括涂所述金屬層到所述成型基片上。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中在所述基片成型前，涂至少一層裝飾層到所述基片上。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬化基片進(jìn)一步包括至少一層裝飾層。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬化基片包括一層薄膜和一層金屬層，其中注塑型模包括將樹脂粘合到該金屬層上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括在將樹脂粘合到所述金屬層前，在該金屬層上沉積一個(gè)底涂層。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬化基片包括一層薄膜和一層金屬層，其中注塑型模包括將樹脂與該薄膜粘合。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，包括在所述金屬層上沉積一層頂涂層。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述頂涂層包括氨基甲酸酯。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述金屬化基片包括一成型的熱成型和一層金屬層。
29.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該樹脂為透明或黑色。
30.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該金屬化基片產(chǎn)生一個(gè)反射面。
31.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該金屬化基片是著色的。
32.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該金屬化基片包括一層非導(dǎo)電薄膜和一層導(dǎo)電金屬層。
33.一種形成多層結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括成型基片為想要的形狀；沉積一金屬層到該成型基片的至少一個(gè)表面上；放置金屬化基片到注塑型模腔內(nèi)；以及在該金屬化基片上注塑型模一層樹脂。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中成型包括熱成型所述基片。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中沉積包括真空金屬化金屬層到成型基片上。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中注塑型模包括粘合樹脂到金屬層上。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中注塑型模包括粘合樹脂到成型基片上。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其進(jìn)一步包括涂裝飾特征在基片和金屬層至少其中之一上。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其包括涂底涂層和頂涂層至少其中之一到金屬層上。
40.一種形成多層結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括涂一層裝飾層到基片的至少一邊，成型裝飾基片為想要的形狀；沉積一層金屬層到裝飾過的已成型基片的至少一個(gè)表面上；放置金屬化基片到注塑型模腔內(nèi)；以及注塑型模一層樹脂在金屬化基片上。
41.一種用于型內(nèi)處理法的多層嵌入件，該嵌入件包括一成型基片，沿至少一個(gè)表面包括裝飾特征；以及一層金屬化層，置于基片和裝飾特征的至少一個(gè)表面上。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中該基片包括熱成型。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中該金屬化層包括一層真空金屬化層。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中該金屬化層在基片成型后粘合到基片上。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中該金屬化層具有足以阻擋電磁干擾的厚度。
46.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中該金屬化層具有大約在1微米到50微米之間的厚度。
47.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中所述基片包括第一表面和第二表面，其中金屬化層置于第一表面和第二表面兩者之上。
48.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中所述裝飾特征僅置于第一表面上，金屬化層則置于第二表面上。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的嵌入件，其中第二金屬化層置于裝飾特征上。
50.根據(jù)權(quán)利要求41所述的嵌入件，其中該金屬化層提供一反射面。
51.一種多層層壓板，其包括一層預(yù)成型薄膜；一層與預(yù)成型薄膜耦合的金屬層，該金屬層具有足以阻擋電磁干擾的厚度；以及一注塑型模塑料結(jié)構(gòu)，其與預(yù)成型薄膜和金屬層至少其中之一耦合。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，包括至少一層裝飾層，其與預(yù)成型薄膜和金屬層至少其中之一耦合。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，其中該預(yù)成型薄膜包括第一和第二表面，其中該金屬層與第一表面耦合，其中該層壓板進(jìn)一步包括與預(yù)成型薄膜的第二表面耦合的第二金屬層。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，其中該金屬層具有大約在1微米到50微米之間的厚度。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，其中該注塑型模塑料直接與該金屬層耦合。
56.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，其中該注塑型模塑料與具有底涂層的金屬層耦合。
57.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，其中該注塑型模塑料與該預(yù)成型薄膜耦合。
58.根據(jù)權(quán)利要求51所述的模具，其中該預(yù)成型薄膜包括一個(gè)熱成型。
59.一種用于電子元件的屏蔽塑料機(jī)殼，該機(jī)殼包括一注塑型模層；一熱成型層，其包括一層金屬層，其具有足以阻擋電磁干擾傳輸?shù)暮穸龋渲薪饘賹优c熱成型層其中之一與注塑型模層耦合，以及一層裝飾層與注塑型模層、熱成型層及金屬層其中之一耦合。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的機(jī)殼，其中該金屬層透過注塑型模層可見。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的機(jī)殼，其中該金屬層提供了一反射面。
62.一種電子裝置，其包括一種塑料機(jī)殼，其包括一層注塑型模層；一層熱成型層，其包括一層金屬層，其具有足以阻止電磁干擾的傳輸?shù)暮穸?，其中金屬層與熱成型層其中之一與注塑型模層耦合；以及一置于塑料機(jī)殼內(nèi)的印刷電路板。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，其中該金屬層具有一接地元件以便建立與印刷電路板上接地的電接觸。
64.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，其中該塑料機(jī)殼包括一層裝飾層，其與注塑型模層、熱成型層及金屬層至少其中之一耦合。
65.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，其中該注塑型模層為透明的或著色的，并且該金屬層透過注塑型模層可見。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的裝置，其中該金屬層提供一反射面。
67.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，其中注塑型模層基本透明，其中該裝置進(jìn)一步包括一層裝飾層，其透過注塑型模層可見。
68.一種屏蔽印刷電路板的電子元件的方法，該方法包括提供一印刷電路板，其具有一電子元件及一接地連接線；在電子元件周圍放置電子機(jī)殼；使一包括一層金屬屏蔽層的聚合物嵌入件相匹配于該電子機(jī)殼；以及用印刷電路板上的接地連接線接地該聚合物嵌入件的金屬屏蔽層。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中該機(jī)殼包括肋，其中接地包括使與肋匹配的聚合物嵌入件的金屬層的一部分與印刷電路板上的接地連接線接觸。
70.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中提供包括真空金屬化該金屬層到聚合物嵌入件上。
71.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中接地包括在該金屬層與接地連接線之間沉積導(dǎo)電膠或焊料。
72.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中接地包括激光加熱或超聲焊焊接所述金屬層到所述接地連接線上。
73.一種屏蔽印刷電路板的電子元件的方法，該方法包括提供一具有電子元件及接地連接線的印刷電路板；在該電子元件周圍放置一包括一層金屬屏蔽層的電子機(jī)殼；創(chuàng)建一通過該機(jī)殼一部分的通路；在接地連接線一邊確定通路的位置；以及在通路上沉積導(dǎo)電膠帶和焊料至少其中之一以便將該機(jī)殼中的該金屬層接地于該接地連接線。
74.根據(jù)權(quán)力要求73所述的方法，其中所述機(jī)殼是電子裝置的一個(gè)外殼。
全文摘要
多層型模和制作多層型模的方法。一層金屬化層(40)可沉積在基片(38)的至少一面上?；?38)可形變，然后金屬層(40)可沉積到基片(38)上。或者，注塑型模樹脂(43)可沉積在基片(38)和/或金屬層(40)上。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1474742SQ01818989
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2001年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月18日
發(fā)明者羅基·R·阿諾德, 約翰·扎爾加尼斯, 史蒂夫·遠(yuǎn)山, 遠(yuǎn)山, 扎爾加尼斯, 羅基 R 阿諾德 申請(qǐng)人:電子設(shè)備屏蔽公司