Un material conductor multiplanar de juntas para el blindaje contra interferencias electromagnéticas,

que comprende:

un núcleo de espuma (20);

al menos una capa de tejido conductor (40) que comprende una mezcla combinada de una pluralidad de fibras conductoras y no conductoras (43) dispuesta sobre un primer lado (22) de dicho núcleo de espuma (20); y

una cantidad predefinida de dicha mezcla combinada de dicha pluralidad de fibras conductoras y no conductoras intercaladas (43) que se extiende completamente a través de dicho núcleo de espuma

Junta de blindaje multiplano EMI y procedimiento para su fabricación.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas. En particular, la presente invención se refiere a una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas que presenta conductividad eléctrica a través de la junta.

Las juntas de blindaje contra interferencias electromagnéticas se utilizan para sellar eléctricamente huecos en recubrimientos metálicos que envuelven componentes electrónicos. Los huecos entres los paneles, las compuertas, etc. y un alojamiento proporcionan una oportunidad no deseada para el paso de interferencias electromagnéticas/interferencias de radio frecuencia a través del blindaje. Los huecos también interfieren con corrientes eléctricas que circulan a lo largo de las superficies del alojamiento a partir de energía de interferencia electromagnética/interferencia de radio frecuencia, que se absorbe y se conduce a tierra. Los huecos reducen la eficacia de la trayectoria de conducción a tierra e incluso pueden dar como resultado que el blindaje se convierta en una fuente secundaria de escapes de interferencias electromagnéticas/interferencias de radiofrecuencia.

A lo largo de los años se han desarrollado diversas configuraciones de juntas para cerrar los huecos y generar la menor perturbación posible en las corrientes de conducción a tierra. Cada una busca establecer una trayectoria conductora de electricidad lo más continua posible a través de los huecos. Algunas son útiles solamente en aplicaciones estáticas mientras que otras pueden utilizarse en aplicaciones tanto estáticas como dinámicas. Una aplicación estática es aquella en la que las partes funcionan a una altura fija y en la que la fuerza de carga es constante. Una aplicación dinámica es aquella en la que las partes funcionan a una altura variable entre un límite máximo y un límite mínimo y en la que las fuerzas de carga varían de manera inversamente proporcional a la altura. Un ejemplo de una aplicación dinámica es aquella en la que las placas, compuertas, etc., se separan de y vuelven a conectarse repetidamente a un alojamiento.

Los recubrimientos que alojan diversos componentes electrónicos deben abrirse y cerrarse frecuentemente para realizar el mantenimiento de los componentes electrónicos internos. Para poder soportar numeras aperturas y cierres de los recubrimientos, una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas debe ser adecuada para aplicaciones dinámicas. Desafortunadamente, existen compromisos inevitables entre la capacidad de una junta de acoplarse y adaptarse completamente y sin fricciones a la superficie del alojamiento adyacente a los huecos, la capacidad conductora de la junta, la facilidad de montaje de la junta, la capacidad de la junta de soportar roturas y desgastes por abrasión así como una compresión y relajación constantes, y el coste de fabricación de la junta. Se han desvelado numerosas juntas de blindaje contra interferencias electromagnéticas de la técnica anterior.

La patente estadounidense número 6.309.742 B1 (Clupper y col., 2002) desvela una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas/interferencias de radiofrecuencia. La junta conductora de electricidad presenta un sustrato de espuma metalizada de células abiertas con una estructura principal y un revestimiento metálico dispuesto sobre la estructura principal. La junta puede recuperarse y deformarse sustancialmente bajo una pequeña presión. La metalización de la espuma está en forma de revestimiento metálico sobre la estructura principal de la espuma. El revestimiento metálico está depositado sobre la mayor parte de las superficies por todo el sustrato de espuma de células abiertas sobre la estructura principal. Una desventaja del dispositivo de Clupper es que el proceso de metalización debe controlarse cuidadosamente con el fin de recubrir suficientemente la junta con metal por todo el sustrato de espuma para proporcionar una conductividad pasante adecuada, aunque sin recubrirla demasiado de manera que la espuma metalizada se vuelva difícil de comprimir y/o insuficientemente elástica.

La patente estadounidense número 6.395.402 B1 (Lambert y col., 2002) desvela procedimientos para preparar una espuma polimérica conductora de electricidad. Los procedimientos incluyen las etapas de (a) poner la espuma polimérica en contacto con una disolución de agente tensoactivo; (b) poner la espuma polimérica en contacto con una disolución de sensibilización; (c) poner la espuma polimérica en contacto con una disolución de activación; y (d) formar al menos una capa metálica sobre la espuma polimérica con un proceso de revestimiento por reacción química.

Un boletín de nuevos productos de Laird Technologies desvela una espuma conductora retardadora de llama que proporciona conductividad en los ejes x, y, z para mejorar la eficacia del blindaje. Una desventaja de la espuma conductora de Laird es que está diseñada para zonas no dinámicas de baja tensión tales como blindajes de entrada/salida así como otras configuraciones de conector estándar.

La patente estadounidense número 6.465.731 (Stanley Miska, 2002) desvela un blindaje conductor pasante contra interferencias electromagnéticas. El dispositivo de Miska utiliza un núcleo conductor que presenta o bien fibras metalizadas incrustadas en el núcleo o bien un núcleo de espuma metalizada. Una desventaja de este dispositivo es que el revestimiento metalizado puede romperse debido a una compresión y relajación constantes provocando una degradación en la conductividad pasante de la junta.

Las espumas conductoras metalizadas de las anteriores descripciones no pueden reutilizarse en aplicaciones dinámicas debido a que las superficies metalizadas dispuestas en las células de la espuma son rígidas. Estas superficies metálicas rígidas se romperán después de que se haya producido una compresión inicial.

Por lo tanto, lo que se necesita es un material para juntas de blindaje contra interferencias electromagnéticas que sea flexible y no deformable para su utilización en aplicaciones dinámicas. Lo que se necesita además es un material para juntas de blindaje contra interferencias electromagnéticas que proporcione conductancia a lo largo de un núcleo de espuma pero que no presente una composición metalizada rígida. Lo que se necesita además es un material para juntas de blindaje contra interferencias electromagnéticas que proporcione conductancia a través de los ejes X, Y, y Z. Lo que se necesita además es un procedimiento de fabricación de una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas que no sea caro y que mantenga la elasticidad del núcleo de espuma y características compatibles.

Resumen de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas que pueda utilizarse en aplicaciones dinámicas. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas que mantenga una conductancia relativamente alta durante los ciclos de compresión y relajación de reutilización. Otro objeto adicional de la presente invención es proporcionar una eficacia de blindaje sustancialmente similar con la reutilización. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas que dé protección en los ejes X, Y y Z tridimensionales. Otro objeto adicional de la presente invención es proporcionar un procedimiento de fabricación de una junta de blindaje contra interferencias electromagnéticas que no sea caro y que mantenga la elasticidad del núcleo de espuma y características compatibles.

La presente invención consigue éste y otros objetivos proporcionando una junta de blindaje multiplanar contra interferencias electromagnéticas que presenta un núcleo de espuma flexible, un tejido de fibra conductora sobre al menos un lado del núcleo de espuma, y una pluralidad de fibras conductoras mezcladas y entretejidas por todo el núcleo de espuma. Una realización preferida de la presente invención incluye además una tela de refuerzo contra el núcleo de espuma en la que la pluralidad de fibras conductoras mezcladas también está entretejida en la tela de refuerzo. La pluralidad de fibras conductoras mezcladas se extiende desde la superficie superior del núcleo de espuma, a través del interior del núcleo...

1. Un material conductor multiplanar de juntas para el blindaje contra interferencias electromagnéticas, que comprende:

un núcleo de espuma (20);

al menos una capa de tejido conductor (40) que comprende una mezcla combinada de una pluralidad de fibras conductoras y no conductoras (43) dispuesta sobre un primer lado (22) de dicho núcleo de espuma (20); y

una cantidad predefinida de dicha mezcla combinada de dicha pluralidad de fibras conductoras y no conductoras intercaladas (43) que se extiende completamente a través de dicho núcleo de espuma.

2. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, que comprende además una tela de refuerzo dispuesta sobre dicho núcleo de espuma.

3. El material conductor para juntas según la reivindicación 2, en el que dicha una cantidad predefinida de dicha mezcla combinada de dicha pluralidad de fibras conductoras y no conductoras se extiende a través de dicha tela de refuerzo.

4. El material conductor para juntas según la reivindicación1, que comprende además una tela de refuerzo dispuesta entre dicha al menos una capa de tejido conductor y dicho núcleo de espuma.

5. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, que comprende además una segunda capa de tejido conductor dispuesta sobre dicho segundo lado de dicho núcleo de espuma.

6. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dicha mezcla combinada de dicha pluralidad de fibras conductoras y no conductoras se termofija para minimizar el movimiento de las fibras conductoras.

7. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un material de tejido conductor presenta una proporción de mezclado en el intervalo de 1 a 1 aproximadamente hasta 3 a 1 aproximadamente de dichas fibras conductoras con respecto a dichas fibras no conductoras.

8. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un material de tejido conductor presenta una proporción de mezclado de al menos 1 a 1 de dichas fibras conductoras con respecto a dichas fibras no conductoras.

9. El material conductor para juntas según la reivindicación 4, en el que dicha pluralidad de fibras conductoras y no conductoras se termofija para minimizar el movimiento de las fibras conductoras.

10. El material conductor para juntas según la reivindicación 9, en el que dicha termofijación incluye el termomoldeado de dicho material para juntas en una forma predefinida.

11. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dichas fibras no conductoras incluyen fibras adhesivas y fibras retardadoras de llama.

12. El material conductor para juntas según la reivindicación 11, en el que dichas fibras adhesivas son fibras con un punto de fusión bajo.

13. El material conductor para juntas según la reivindicación 11, en el que dicha mezcla combinada de dicha capa de tejido conductor presenta una proporción de fibras conductoras, de fibras adhesivas y de fibras retardadoras de llama del 65 por ciento, del 20 por ciento y del 15 por ciento.

14. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dicha tela de refuerzo presenta un revestimiento retardador de llama dispuesto sobre la misma.

15. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dichas fibras conductoras presentan un contenido metálico en el intervalo comprendido entre el 18 por ciento y el 27 por ciento aproximadamente.

16. El material conductor para juntas según la reivindicación 1, en el que dichas fibras conductoras presentan una cantidad predeterminada de contenido metálico suficiente para proporcionar una resistencia de dicho material conductor para juntas de aproximadamente 10 miliohmios cuando están comprimidas en el intervalo del 50% aproximadamente o menos.

17. Un procedimiento de formación de un material conductor para juntas, que comprende:

colocar al menos un capa de tejido conductor (40) que comprende una mezcla combinada de fibras conductoras y fibras no conductoras (43) sobre un núcleo de espuma (20); y

puncionar con agujas dicha capa de tejido conductor (40) y dicho núcleo de espuma (20) formando un material compuesto conductor para juntas que presenta una cantidad predefinida de dicha mezcla combinada de dicha pluralidad de fibras conductoras y no conductoras intercaladas (43) y que se extiende completamente a través de dicho núcleo de espuma.

18. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además colocar una tela de refuerzo sobre dicho núcleo de espuma.

19. El procedimiento según la reivindicación 18, en el que dicha etapa de punzonado con agujas incluye además puncionar con agujas dicha tela de refuerzo.

20. El procedimiento según la reivindicación 17, en el que dicha etapa de estratificado de tejido conductor incluye colocar una capa de tejido conductor que comprende una mezcla combinada de fibras conductoras, fibras con un punto de reblandecimiento bajo y fibras retardadoras de llama.

21. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además calentar dicho compuesto conductor hasta el punto de reblandecimiento de dichas fibras no conductoras.

22. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además colocar una segunda capa de tejido conductor sobre un lado opuesto de dicho núcleo de espuma.

23. El procedimiento según la reivindicación 22, que comprende además puncionar con agujas dicha segunda capa de tejido conductor y dicho núcleo de espuma.

24. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además colocar una capa de tejido no conductor que comprende fibras no conductoras entre dicha al menos una capa de tejido conductor y dicho núcleo de espuma antes de dicha etapa de punzonado con agujas.

25. El procedimiento según la reivindicación 24, que comprende además la termoformación de dicho material compuesto conductor para juntas.

26. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además mezclar una pluralidad de fibras conductoras y una pluralidad de fibras no conductoras formando dicha capa de tejido conductor.

27. El procedimiento según la reivindicación 26, en el que dicha etapa de mezclado incluye mezclar dicha pluralidad de fibras conductoras y dicha pluralidad de fibras no conductoras en una proporción de mezclado de 1 a 1 aproximadamente hasta 3 a 1 aproximadamente de fibras conductoras con respecto a fibras no conductoras.

28. El procedimiento según la reivindicación 26, en el que dicha etapa de mezclado incluye mezclar dicha pluralidad de fibras conductoras y dicha pluralidad de fibras no conductoras en una proporción de mezclado de al menos 1 a 1 de fibras conductoras con respecto a las fibras no conductoras.

29. El procedimiento según la reivindicación 20, en el que dicho procedimiento incluye además mezclar dicha combinación de fibras en una proporción del 65% aproximadamente de fibras conductoras, del 20% aproximadamente de fibras con un punto de reblandecimiento bajo y del 15% aproximadamente de fibras retardadoras de llama.

30. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además colocar un revestimiento retardante de llama sobre dicha tela de refuerzo.

31. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además formular dichas fibras conductoras con un contenido metálico conductor en un intervalo del 18% al 27% aproximadamente.

32. El procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además formular dichas fibras conductoras con una cantidad predeterminada de contenido metálico suficiente para proporcionar una resistencia de dicho material conductor para juntas de 10 miliohmios aproximadamente cuando están comprimidas en el intervalo del 50% aproximadamente o menos.