ES2243759T3 - Junta protectora antirradiacion y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Junta protectora antirradiación para ser usada entre una pista del suelo de un dispositivo electrónico a proteger y una tapa, que comprende una espuma plástica (32) con una red de celdas alveolares (34) que están intercomunicadas, cuya espuma (32) está provista de una capa de metal conductor, caracterizada por el hecho de que la espuma plástica es una espuma anisotrópica (32), de cuya espuma las celdas (34) están orientadas con su dirección longitudinal en la dirección de la altura entre una pista del suelo y dicha tapa.

Description

Junta protectora antirradiación y procedimiento para su fabricación.

La presente invención se refiere a una junta protectora antirradiación, que comprende una espuma plástica con una red de celdas alveolares que están intercomunicadas, que está provista de una capa de metal conductor.

Una junta de este tipo y un procedimiento para su fabricación son conocidos, por ejemplo, a partir de la patente US 4,576,859. La protección de dispositivos electrónicos es usada para proteger el propio dispositivo electrónico de radiación interferente externa o para proteger el ambiente de radiación que es generada por el propio dispositivo electrónico, o para ambos propósitos. La protección de un componente electrónico de este modo en una placa de circuito impreso, referenciada desde ahora como PCB para abreviar, puede ser alcanzada con la ayuda de una cápsula fabricada de un material conductor eléctrico que se dispone sobre el componente electrónico que va a ser protegido y está conectada mediante una junta conductora eléctrica a un cable de masa en el PCB. La junta es usada para rellenar los orificios entre la cápsula, la cual parece proporcionar un buen cierre, y el PCB, y por tanto para evitar fugas de radiación.

La junta conocida anteriormente mencionada comprende un cuerpo de plástico espumado con una estructura esquelética tridimensional, estando la superficie esquelética de la cual provista de una capa de cobertura metálica, y una cobertura de un caucho y/o un plástico conductor aplicado a la misma. Esta junta se fabrica proporcionando una espuma de celdas alveolares, por ejemplo una espuma de poliuretano a partir de la cual las membranas han sido parcialmente extraídas por medio de un tratamiento con una base, con una capa de cobertura metálica, por ejemplo mediante un recubrimiento electrolítico de níquel. Ya que la elasticidad original de la espuma se ha perdido como resultado de la deposición de metal sobre la espuma plástica, el depósito de metal es deliberadamente quebrado parcialmente durante una operación de deformación posterior. Los poros son rellenados después o simultáneamente con un caucho y/o un plástico conductor. La deformación tiene lugar por compresión de la espuma metalizada. El caucho es usado para unir partículas de metal que están sueltas, por ejemplo como resultado de la operación de deformación, de manera que no puedan entrar en contacto con los componentes electrónicos y/o el circuito impreso, lo que podría causar un cortocircuito.

Un inconveniente de esta junta conocida, en particular el material a partir del cual se ha fabricado, es su peso. Después de todo, la impregnación de la espuma plástica metalizada con el caucho o plástico conductor tiene como resultado un material relativamente pesado. Además, existe un riesgo de envejecimiento de la espuma plástica como resultado de la hidrólisis. La hidrólisis de esta naturaleza conduce a que la espuma se aplaste, durante cuyo proceso las partículas metálicas pueden quedar libres y causar cortocircuitos. En términos generales, la durabilidad de las juntas conocidas deja algo que desear.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una junta protectora contra fugas de radiación electromagnética, lo que elimina o reduce los inconvenientes mencionados anteriormente.

Para este fin, de acuerdo con la invención la junta del tipo descrito anteriormente se caracteriza en que las celdas están orientadas en la dirección de la altura de la junta, de tal manera que la compresibilidad elástica en la dirección de la altura de la junta es mayor que el 80%. De acuerdo con este aspecto de la invención, el conjunto de espuma plástica y capa metálica aplicada a la misma tiene una compresibilidad elástica mayor que el 80%, con el resultado de que la junta soporta excelentemente y hace contacto eléctrico por un lado con un cable de masa sobre un PCB, por ejemplo, y por el otro lado con una tapa protectora. No hay interrupciones en este contacto, de modo que se asegura la apropiada protección. También, cualquier cambio en la distancia entre el cable de masa y la tapa, ambos localmente y sobre el transcurso del tiempo, está compensado por la resiliencia de la junta. En las juntas de acuerdo con el estado de la técnica, la compresibilidad elástica era insuficiente para alcanzar esto. En este contexto, la espuma plástica juega un papel relativamente importante, ya que realiza la máxima contribución a la elasticidad y compresibilidad, y soporta o lleva el metal. Debe tenerse en cuenta que el término "compresibilidad elástica" es entendido como la propiedad de permitir la compresión al nivel establecido bajo carga y virtualmente volver a la forma original cuando la carga es extraída. En este caso, una compresibilidad mayor que el 80% significa que una junta con una altura (espesor) de 1 cm puede ser comprimida al menos 8 mm. La dirección de la altura es la dirección entre la pista del suelo y la tapa. Las celdas de la espuma plástica están orientadas con su dirección longitudinal en la dirección de la altura de la junta, es decir, la dirección longitudinal de las celdas se extiende desde la superficie en la que la junta es fijada al PCB hasta la superficie en la que la junta es fijada a la cápsula o tapa. La altura de la junta generalmente oscila entre 1.0 y 3.0 mm. Su anchura es generalmente 0.6-2.0 mm. Es preferible que al menos 1.5 celdas de espuma plástica estén presentes como se ha visto en la anchura de la junta, ya que esto asegura que una capa protectora de metal ininterrumpida esté presente. Las condiciones anteriores significan que la compresibilidad no tiene que ser al menos el 80% en todas las direcciones.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, la espuma plástica utilizada es anisotrópica. La selección de una espuma plástica anisotrópica, es decir, una espuma plástica con propiedades dependientes de la dirección, como material de partida para la fabricación de la junta de acuerdo con la invención, permite que la compresibilidad elástica sea mejor con respecto al material conocido. Es preferible para esta compresibilidad elástica ser mayor que el 80% y/o para las celdas estar orientadas en la dirección de la altura, como se ha definido en el aspecto descrito anteriormente. Además, es posible que una capa muy fina de metal sea suficiente, de modo que esta capa no reduzca la compresibilidad elástica a un grado inaceptable. El depósito de metal es también flexible con una extensión suficiente para que no se rompa durante la carga, parcialmente debido al soporte de espuma plástica, mientras que tampoco es necesario para las celdas alveolares ser rellenadas con un caucho sintético conductor para retener las partículas que se han desprendido. Por tanto, la invención produce una junta metálica de peso muy ligero.

En la invención, es ventajoso para la espuma de poliuretano basada en poliéter ser usada como material de partida, ya que es hidrolíticamente estable y por tanto apenas experimenta cualquier envejecimiento con todos los inconvenientes asociados.

La espuma plástica con una red de celdas alveolares que están intercomunicadas puede ser obtenida quebrando parcialmente las paredes (membranas) de plástico que delimitan las burbujas de aire, de modo que se forma una red de poros o celdas que están intercomunicadas. Obviamente, parte de las paredes permanecen en su sitio. Las dimensiones de la celda (tamaño de celda) están ventajosamente en el rango de 150-750 micras, más preferentemente 200-450 micras. En el campo especializado, el término "tamaño de celda" es entendido como el valor medio para el diámetro máximo de la sección transversal circular de un número de celdas.

Como ya se ha mencionado anteriormente, la capa de metal es fina, de modo que la elasticidad y compresibilidad de la junta no se deteriora significativamente como resultado de la capa de metal. El metal usado para la capa de metal puede ser seleccionado, por ejemplo, de níquel, cobre, acero inoxidable, aluminio y titanio y aleaciones de los mismos. También puede usarse indio y estaño y aleaciones de los mismos. El níquel es preferible.

La densidad de la espuma plástica está ventajosamente en el rango de 30-70 kg/m^{3}. El níquel puede ser depositado en una densidad de 10-100 kg/m^{3}, preferentemente 30 kg/m^{3} aproximadamente. La densidad de la junta está por tanto en el rango de 40-170 kg/m^{3}.

La presente invención también se refiere a un procedimiento para fabricar una junta de acuerdo con la invención, cuyo procedimiento comprende las etapas de depositar un metal conductor sobre una espuma plástica con una red de celdas alveolares que están intercomunicadas y formar una junta. El procedimiento de acuerdo con la invención se caracteriza en que el metal conductor es depositado de tal manera sobre la espuma plástica que, las celdas de la cual están orientadas en la dirección de la altura de la junta, la compresibilidad elástica de la junta en la dirección de la altura es al menos el 80%. El resultado es una junta con una excelente compresibilidad y resiliencia. De acuerdo con otro aspecto, el metal es depositado sobre una espuma plástica anisotrópica, de modo que la compresibilidad elástica es excelente en al menos una dirección, la cual es preferentemente usada como la dirección de la altura de la junta.

Es ventajoso en primer lugar fabricar la espuma plástica conductora depositando una capa fina de metal conductor sobre la misma, y después depositar una capa de mayor espesor del mismo o diferente metal sobre esta capa fina mediante electroformación. Por ejemplo una capa fina de cobre o níquel es depositada mediante pulverización iónica. El estaño puede ser depositado por vaporización o aplicado pasando la espuma a través de un baño de fusión de estaño (el punto de fusión del estaño es aproximadamente 260ºC). Una espuma plástica que ha sido preparada de esta manera puede ser electroformada con níquel, indio o estaño hasta que el espesor de capa deseado haya sido alcanzado. La capa superior electroformada preferentemente tiene un espesor de más de 0 hasta aproximadamente 10 micras.

La junta de acuerdo con la invención es usada en dispositivos electrónicos que pueden ser sensibles a la radiación interferente, tal como radiación electromagnética, por ejemplo dispositivos de regulación electrónica, control o conmutación, y comunicación, y equipos de procesamiento de datos. Ejemplos de tales dispositivos incluyen procesadores de microdatos, computadores, circuitos integrados, microinterruptores, teléfonos móviles, equipos de transmisión y recepción, equipos de paginación, televisión, etc.

La invención es explicada a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Fig.1 muestra una realización diagramática de un PCB con protección; y

Fig.2 muestra una vista en perspectiva de una sección transversal del material a partir del cual la junta de acuerdo con la invención es fabricada.

La Fig.1 muestra una placa 10 que está provista de un circuito impreso 12. Un componente electrónico 14 está conectado eléctricamente al circuito impreso 12. Además, hay un cable de masa 16 separado sobre el PCB. Una cápsula 20 de material conductor eléctrico ha sido posicionada sobre el componente electrónico 14 para proteger el componente electrónico de radiación interferente externa y proteger el ambiente de radiación generada por el componente electrónico. El espesor de la cápsula es aproximadamente 0.8 mm. Entre la cápsula y el cable de masa 16 hay una junta 30 de acuerdo con la invención. La forma de la junta coincide con la del cable de masa 16 y la cápsula 20. La junta evita fugas de radiación interferente hacia dentro o hacia fuera a través del orificio que de otro modo puede estar presente entre la cápsula 20 y el cable de masa 16.

Como puede apreciarse en Fig.2, la junta 30 consiste en un material de espuma 32, en particular una espuma de poliuretano con cadenas de poliéter con una dimensión de celda de 400 micras, sobre el cual una capa de metal (no mostrada) de estaño con un espesor de 2 micras ha sido depositada. Todas las celdas 34 están orientadas en la altura vertical, es decir la dirección longitudinal de la celda 34 es paralela a la altura vertical de la junta 30. El resultado es un material de junta con una excelente resiliencia en la altura vertical. En el caso de una junta de este tipo con un espesor de 1.5 mm, esta junta puede ser comprimida a un espesor de 0.3 mm, mientras que después de que la carga es extraída la junta retorna a un espesor mayor que 1.0 mm aproximadamente. Además, la resistencia eléctrica en la altura vertical es menor comparada con la espuma con celdas sustancialmente redondas, lo cual es favorable para las propiedades de protección.

Claims (10)

1. Junta protectora antirradiación para ser usada entre una pista del suelo de un dispositivo electrónico a proteger y una tapa, que comprende una espuma plástica (32) con una red de celdas alveolares (34) que están intercomunicadas, cuya espuma (32) está provista de una capa de metal conductor, caracterizada por el hecho de que la espuma plástica es una espuma anisotrópica (32), de cuya espuma las celdas (34) están orientadas con su dirección longitudinal en la dirección de la altura entre una pista del suelo y dicha tapa.

2. Junta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la espuma plástica (32) es una espuma de poliuretano (32) basada en poliéter.

3. Junta de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que la compresibilidad elástica en la dirección de la altura de la junta (30) es mayor que el 80%.

4. Junta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que las dimensiones de las celdas (34) oscilan en el rango de 150-750 micras.

5. Junta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la densidad de la junta (30) está en el rango de 40-170 kg/m^{3}.

6. Junta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el espesor de la capa de metal es mayor que 0 hasta aproximadamente 10 micras.

7. Junta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el metal de la capa de metal es níquel.

8. Procedimiento para la fabricación de una junta protectora antirradiación para ser usada entre una pista del suelo de un dispositivo electrónico de un dispositivo a proteger y una tapa, cuyo método comprende las etapas de depositar una capa de un metal conductor sobre una espuma plástica con una red de celdas alveolares que están intercomunicadas, y formar una junta, caracterizado por el hecho de que la capa de un metal conductor es depositada sobre una espuma anisotrópica (32), de cuya espuma las celdas (34) están orientadas con su dirección longitudinal en la dirección de la altura entre dicha pista del suelo y dicha tapa.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el metal es depositado sobre una espuma de poliuretano basada en poliéter.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, en el que el metal conductor es depositado de tal manera que la compresibilidad elástica de la junta (30) fabricada en la dirección de la altura es al menos del 80%.