Warum haben einige EMI/RF-Abschirmungen oben Löcher und andere nicht?

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Ich rede nicht von Ausschnitten für hohe Bauteile. Ich glaube nicht, dass sie für die Belüftung sind, da sie oft mit Herstelleretiketten bedeckt sind.

Nur meine 5 Cent, aber die mit nur dem kreuzförmigen Metall sind dem Lötteil des zweiteiligen Schildes sehr ähnlich, das ich einmal für ein Projekt gekauft habe. Man lötet den gelochten Teil und schnappt dann den massiven Teil darauf (wenn man sich die untere Reihe ansieht, sind die erste und zweite gleich groß, die dritte und vierte auch, also denke ich, dass sie zusammenpassen müssen: man lötet den ersten dann die zweite darauf schnappen)
Ja, das ist mir bewusst.
Ich liebe solche Fragen! Das „Warum“ bei kleinen Designentscheidungen zu fragen, die ich gesehen, aber nie beachtet habe, und Antworten zu erhalten, die eine Fülle von Designüberlegungen offenbaren.

Antworten (5)

Vorteile von Löchern im Schild:

  1. Ermöglicht einen gewissen Luftstrom für eine bessere Wärmeableitung. Dies ist der Hauptgrund.

  2. Weniger Gewicht.

Kleine Löcher beeinträchtigen die Abschirmung nicht wirklich, solange die Löcher deutlich kleiner sind als die Wellenlänge dessen, was die Abschirmung dämpfen soll.

Abgesehen davon werden Sie niemals lange Schlitze in HF-Abschirmungen sehen. Wenn eine größere Gesamtöffnung gewünscht wird, wird dies mit einer Anordnung von Löchern erreicht. Die Abschirmung ist dann in diesem Bereich immer noch ein Geflecht, das meistens so gut wie fest ist, solange die einzelnen Löcher klein im Vergleich zur Wellenlänge sind.

Ein einzelner langer und dünner Schlitz ist eigentlich eine Antenne. Stellen Sie sich ein leitendes Blatt vor, in dem HF-Strom in einer Dimension fließt. Ein Schlitz senkrecht zum Stromfluss hat die gleichen Eigenschaften wie eine Dipolantenne. Tatsächlich werden solche Dinge Schlitzantennen genannt . Offensichtlich wäre es schlecht, Schlitzantennen zu etwas hinzuzufügen, das als Abschirmung gedacht ist.

Gute Antworten hier bereits, aber ich würde auch hinzufügen, dass Löcher auch die thermischen / mechanischen Eigenschaften des Schildes erheblich verändern.

Wie Sie wissen, dehnt sich Metall aus, wenn es heiß wird, und es schrumpft, wenn es abkühlt.

Wenn eine EMI-Abschirmung vom "Can"-Typ auf die PCB gelötet wird und die Abschirmung fest ist, führt dies zu einem signifikanten Unterschied in den Ausdehnungsraten zwischen der PCB und der Abschirmung.

Dies kann Auswirkungen haben wie:

  1. Ausfall der Lötstellen, die die Abschirmung niederhalten,
  2. Abreißen der Lötpads von der Platine,
  3. Verziehen der Platine mit möglichen daraus resultierenden intermittierenden / fehlerhaften Verbindungen an anderer Stelle,
  4. Hörbares Knallen des Schildes, wenn interne Spannungen umverteilt werden. (Dies kann auch zu einer Erschütterung der Gelenke und der Leiterplatte führen.)
  5. Der zu entfernende Schild.

Dies kann ein erhebliches Problem darstellen, wenn die EMI-Abschirmung während der normalen Fertigung gelötet wird, wo die Platinen vor der Lötflussphase vorgewärmt werden. Wenn die Platine wieder abkühlt, wird eine Restspannung eingeführt. Bretter können tatsächlich mit einer ziemlichen Kurve oder Verwerfung herauskommen.

Schilde mit schön angelegten Löchern sehen auch viel "cooler" aus.

Trevor – Ich glaube nicht, dass es im Erweiterungsszenario helfen wird. Die Ausdehnung ist unabhängig davon, ob Löcher vorhanden sind oder nicht, da sich der Wärmekoeffizient und die Anfangslänge in keiner Richtung ändern. Was sagst du?
@Whiskeyjack in der Tat Löcher nur um der Löcher willen ändern die Gesamtausdehnung des Schildes allein nicht. Es ändert jedoch die Fähigkeit des Metalls, gegenüber der Leiterplatte zu ziehen/drücken, und gibt ihr eine Spannungsentlastung, sodass sie sich lokal verformen/verziehen kann.
Ja, ich fing an, dasselbe zu denken, nachdem ich meinen Kommentar eingegeben hatte. Durch die Ausdehnung erzeugte thermische Spannungen werden definitiv reduziert. :)

Durch das Vorsehen von Löchern wird eine Abschirmung bereitgestellt, während Materialkosten eingespart werden.

Das Vorhandensein von Löchern bedeutet nicht, dass HF-Signale ungedämpft passieren. Für die gegebene Perforationsdimension gibt es eine Grenzfrequenz. In Bezug auf die Wellenlänge wird es:

Grenzwellenlänge = 3,142 * Lochradius (für kreisförmige Perforationen)

Für eine 2,4-GHz-Welle ist die Wellenlänge = 12,5 cm

Somit dämpft ein Loch, das kleiner als 12,5/3,142 cm = 3,98 cm im Durchmesser ist, die HF-Signale.

In vielen Fällen ist eine Abschirmung gegen 50/60-Hz-Netzrauschen oder einige hundert kHz-Rauschen erforderlich, die von einem Schaltregler kommen. In diesem Fall kann sogar ein viel größeres Loch für eine Abschirmung sorgen, während effektiv Materialkosten eingespart und das System leicht gemacht werden.

Da das Metallkonfetti aus dem Stanzen von Löchern umgeschmolzen werden müsste, um nützlich zu sein, besteht die einzige signifikante Kosteneinsparung wahrscheinlich in den Beschichtungsmaterialien, WENN die Teile nach dem Stanzen beschichtet werden ...
Der Grund sind kaum Kosten, sondern eher Dinge wie Kühlung oder Öffnungen für Trimmtöpfe/-kappen.
Wenn Ihre Schaltkreise mindestens den Durchmesser des Lochs vom Loch entfernt sind, erhalten Sie eine Dämpfung von e ^ 6,26 für elektrische Felder. Ich mag WhiskeyJack auch. electronic.stackexchange.com/questions/295629/…
Ich habe die Belüftung nicht betont, weil OP bereits erwähnt hat, dass sie von einem Etikett abgedeckt wird. Selbst wenn es nicht abgedeckt ist, wird meiner Meinung nach der größte Teil der Wärme den Schild durch Leitung unter Verwendung der an Bord vorhandenen GND-Ebene erreichen, und sobald sich der Schild erwärmt, kann er die Wärme mit allen möglichen Mitteln abführen - Strahlung, Konvektion und weitere Leitung.
@Whiskeyjack Die Sache mit der Belüftung ist sowieso ein bisschen zweischneidig, kleine Löcher und der Hohlraum können sich bald mit Staub und Flusen füllen und die darunter liegenden Geräte tatsächlich heißer werden lassen.
Um den vorherigen Kommentar zu ergänzen und auf @Lundin zu antworten - ich bestreite nicht den Kühlfaktor (insbesondere wenn ein Lüfter verwendet wird) und Trimmtöpfe / -kappen, aber ich bin dennoch der Meinung, dass die Kosten ein wichtiger Faktor sind, der die Branche antreibt. Ich arbeite in einem Produktunternehmen und habe hitzige Diskussionen mit Herstellern erlebt, um den einen oder anderen Cent einzusparen. Multiplizieren Sie die Einsparungen mit einer Million Produktstücken, und es lohnt sich, Geld zu sparen.
Das Stanzen von Löchern durch eine Platte ist viel teurer, als sie unverändert zu lassen.
Wer hat nicht den Hinweis bekommen, dass Staub und Flusen zur Konstruktionszeit zu vernachlässigen sind und später als unerwarteter Ausfallgrund bezeichnet werden?

Sie können zum Reinigen dienen.

Ich habe ein paar kleine HF-Abschirmungen wie diese entworfen. Wir verwenden immer kleine runde Löcher, ähnlich denen, die in einigen der obigen Bilder gezeigt werden. Die Abschirmungen werden während des normalen Reflow-Prozesses gleichzeitig mit allen anderen Komponenten auf der Platine eingelötet. Nach dem Reflow werden die Platinen mit Hochdruckwasserstrahlen (oder manchmal Lösungsmitteln) gereinigt, um Flussmittelrückstände und andere Verunreinigungen zu entfernen. Ohne Löcher im Deckel würden Bereiche unter dem Schild nicht richtig gewaschen.

Würden Hochdruckwasserstrahlen nicht das Risiko von Schäden erhöhen, indem sie beispielsweise Risse in Lötstellen einbringen, wenn sie Komponenten nicht vollständig abschlagen?
Nein, die Reinigungsmaschinen, auf die ich mich beziehe, sind für diesen Zweck ausgelegt, sodass die Strahlen nicht zu stark sind (ähnlich wie bei einer großen Spülmaschine mit einem durchlaufenden Förderband).
Ich verstehe. Übrigens, wo lassen Sie Ihre kundenspezifischen Designs herstellen? Was ist das erwartete MOQ für solche Schilde? Versuchen Sie, die Schilde für mehrere Projekte wiederzuverwenden, oder sind sie billig genug, um sich nicht die Mühe zu machen und einfach eine individuelle Passform für jedes Projekt zu bestellen?
Wir verwenden einen kleinen Laden in Florida für die Prototypen namens Price Manufacturing, dann werden unsere Großaufträge von unserem Montagehaus in Übersee untervergeben. Price mfg kann sehr kleine Bestellungen wie 10 oder 20 Stück ausführen. Die NRE ist im Allgemeinen ziemlich hoch, daher versuchen wir, wenn möglich, dieselben Deckel für mehrere Jobs wiederzuverwenden.

Ein unlöchriges Schild bietet offensichtlich eine noch bessere Abschirmung und vermeidet Probleme, wenn etwas Abgeschirmtes näher am Schild ist als der Lochdurchmesser (was die Abschirmwirkung beeinträchtigen soll) - macht jedoch jegliche Zwangsluft- oder Konvektionskühlung unwirksam (außer was auch immer Wärme wird durch Konvektion innerhalb des Abschirmgehäuses auf das Abschirmmaterial übertragen).

Außerdem ermöglichen größere Löcher die Positionierung von Einstelleinrichtungen (Trimmerkappen und -töpfe) unter einem Loch, sodass sie zugänglich sind, ohne einen Teil der Abschirmung zu entfernen - was wichtig ist, da einige Schaltkreise von Natur aus verstimmt sind, wenn die Abschirmung weg ist, und/oder schwer einzustellen sind weil es massive Interferenzen einfangen wird.

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