一前言
在當今高度電子化的世界中,電子設備的電磁兼容性(EMC)至關(guān)重要。而隨著產(chǎn)品更新迭代,產(chǎn)品芯片工作頻率越來越高,從而使得產(chǎn)品內(nèi)部溫度越高,EMC環(huán)境也愈發(fā)復雜。
結(jié)合這兩點情況,有部分產(chǎn)品則設計了結(jié)構(gòu)型屏蔽,從而滿足散熱和屏蔽,但如果設計不合理,則達不到良好的屏蔽效果。
二案例分析
本案例的產(chǎn)品是一款主機,產(chǎn)品為金屬外殼,為了同時滿足產(chǎn)品的散熱需求以及屏蔽罩需求,結(jié)構(gòu)工程師設計如下結(jié)構(gòu),希望同時滿足兩個需求,形成一個結(jié)構(gòu)型屏蔽罩:

理想中的結(jié)構(gòu)型屏蔽罩
但因為考慮到模具生產(chǎn)時的誤差以及結(jié)構(gòu)和PCB板接觸時產(chǎn)生的壓力導致PCB板形變,實際上的結(jié)構(gòu)型屏蔽罩是和PCB板存在縫隙的,如下圖:

實際上的結(jié)構(gòu)型屏蔽罩
而產(chǎn)品的實際測試情況如下:

未整改前數(shù)據(jù)
可以看出數(shù)據(jù)存在大量高頻的時鐘輻射,而經(jīng)過排查,源頭為結(jié)構(gòu)屏蔽罩內(nèi)的解碼IC引起,從側(cè)面印證了該結(jié)構(gòu)屏蔽罩的效果不佳甚至是失效,主要原因是屏蔽罩存在縫隙導致屏蔽效能降低。
三整改思路
縫隙是造成屏蔽效能降級的主要原因之一。在實際情況中,常常用縫隙的阻抗來衡量縫隙的屏蔽效能??p隙的阻抗越小,則電磁泄漏越小,屏蔽效能越高。而縫隙的阻抗可以用電阻和電容并聯(lián)來等效。低頻時,電阻分量起主要作用;高頻時,電容分量起主要作用。【影響縫隙上電阻成分的因素主要有】:接觸面積(接觸點數(shù))、接觸面的材料、接觸面的清潔程度、接觸面上的壓力、氧化腐蝕等。而根據(jù)電容器的原理,很容易知道:兩個表面之間的距離越近,相對的面積越大,則電容越大。所以我們可以得出減小縫隙電磁泄漏的基本思路:減小縫隙的阻抗(增加導電接觸點、加大兩塊金屬板之間的重疊面積、減小縫隙的寬度)。根據(jù)結(jié)論,我們可以用SMT導電硅橡膠將PCB板的GND和結(jié)構(gòu)型屏蔽罩進行連接,從而降低整體的阻抗。

(紅圈內(nèi)為SMT導電硅橡膠)
而經(jīng)過整改增加SMT導電硅橡膠后,該產(chǎn)品的測試結(jié)果如下:

整改后增加SMT導電硅橡膠數(shù)據(jù)
四總結(jié)
在實際應用中,電磁屏蔽是解決電磁兼容問題的重要手段之一。大部分電磁兼容問題都可以通過電磁屏蔽來解決。而優(yōu)化電磁屏蔽則需要更多的其他輔助手段以提高屏蔽效能。
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