Warum haben manche EMI / RF-Abschirmungen Löcher oben und manche nicht?
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Ich spreche nicht von Ausschnitten für hohe Bauteile. Ich glaube nicht, dass sie der Belüftung dienen, da sie oft mit Herstelleretiketten versehen sind.
Nur meine 5 Cent, aber die mit nur dem kreuzförmigen Metall sind dem Lötteil des zweiteiligen Schildes, den ich einmal für ein Projekt gekauft habe, sehr ähnlich. Sie löten das gelochte Teil und schnappen dann das feste Teil darauf (wenn Sie die untere Reihe betrachten, sind das erste und das zweite Teil gleich groß, das dritte und das vierte ebenfalls, also denke ich, dass sie zusammenpassen müssen: Sie löten das erste dann schnappen Sie die zweite darauf)
frarugi87
Ja, das weiß ich.
Dojo
5
Ich liebe Fragen wie diese! Fragen nach dem "Warum" bei kleinen Designentscheidungen, die ich gesehen, aber nie beachtet habe, und Antworten, die eine Fülle von Designüberlegungen aufzeigen.
Jalalipop
Antworten:
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Vorteile der Löcher im Schild:
Ermöglicht einen gewissen Luftstrom für eine bessere Wärmeableitung. Dies ist der Hauptgrund.
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 nie lange Schlitze in HF-Abschirmungen sehen. Wenn eine größere Gesamtöffnung gewünscht wird, wird dies mit einer Reihe von Löchern erreicht. Die Abschirmung ist dann in diesem Bereich noch ein Netz, das meistens so gut wie massiv ist, solange die einzelnen Löcher im Vergleich zur Wellenlänge klein sind.
Ein einzelner langer und dünner Schlitz ist eigentlich eine Antenne. Stellen Sie sich eine leitende Folie vor, bei der 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 schon, aber ich möchte auch hinzufügen, dass Löcher auch die thermischen / mechanischen Eigenschaften des Schildes erheblich verändern.
Wie Sie wissen, dehnt sich Metall beim Erhitzen aus und schrumpft beim Abkühlen.
Wenn eine EMI-Abschirmung vom Typ "Dose" auf die Leiterplatte gelötet wird und diese Abschirmung fest ist, führt dies zu einem signifikanten Unterschied in der Expansionsrate zwischen der Leiterplatte und der Abschirmung.
Dies kann zu folgenden Effekten führen:
Ausfall der Lötstellen, die den Schirm niederhalten,
Abreißen der Lötpads von der Platine
Verwölbung der Platine mit möglicherweise auftretenden zeitweiligen / fehlerhaften Verbindungen an anderer Stelle
Akustisches Knallen der Abschirmung, wenn interne Spannungen umverteilt werden. (Dies kann auch einen Erschütterungsschock für die Gelenke und die Leiterplatte verursachen.)
Der Schild, den man ablösen muss.
Dies kann ein erhebliches Problem sein, wenn die EMI-Abschirmung während der normalen Herstellung verlötet wird, wobei die Leiterplatten vor der Lotflussphase vorgewärmt werden. Wenn die Platine wieder abkühlt, entsteht eine Restspannung. Bretter können tatsächlich mit einer gewissen Krümmung oder Verwerfung herauskommen.
Schilde mit schön angelegten Löchern sehen auch viel "cooler" aus.
Trevor - Ich denke nicht, dass es im Expansionsszenario helfen wird. Die Ausdehnung ist gleich, unabhängig davon, ob Löcher vorhanden sind oder nicht, da sich der Wärmekoeffizient und die Anfangslänge in keiner Richtung ändern. Was sagst du?
Whiskeyjack
@ Whiskeyjack in der Tat Löcher nur um der Löcher willen nicht die Gesamtausdehnung des Schildes auf eigene Faust ändern. Es verändert jedoch die Fähigkeit der Metalle, gegen die Leiterplatte zu ziehen / zu drücken, und verringert die Spannung, so dass sie sich lokal verformen / verziehen kann.
Trevor_G
1
Ja, ich fing an, dasselbe zu denken, nachdem ich meinen Kommentar getippt hatte. Die durch die Ausdehnung entstehende thermische Belastung wird sich auf jeden Fall verringern. :)
Whiskeyjack
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Das Vorsehen von Löchern schützt vor Abschirmung und spart gleichzeitig Materialkosten.
Das Vorhandensein von Löchern bedeutet nicht, dass HF-Signale ungedämpft durchgelassen werden. Für das angegebene Perforationsmaß gibt es eine Grenzfrequenz. In Bezug auf die Wellenlänge wird es:
Für eine 2,4-GHz-Welle ist die Wellenlänge = 12,5 cm
Ein Loch mit einem Durchmesser von weniger als 12,5 / 3,142 cm = 3,98 cm dämpft die HF-Signale.
In vielen Fällen ist eine Abschirmung gegen 50/60 Hz-Leitungsrauschen oder einige Hundert kHz-Rauschen erforderlich, die von einem Schaltregler ausgehen. In diesem Fall kann sogar ein viel größeres Loch für eine Abschirmung sorgen, während Materialkosten effektiv eingespart und das System leicht gemacht werden.
Da die Metallkonfetti aus Stanzlöchern umgeschmolzen werden müssten, um nützlich zu sein, ist die einzige signifikante Kostenersparnis wahrscheinlich beim Plattieren von Materialien, WENN die Teile nach dem Stanzen plattiert werden ...
rackandboneman
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Der Grund sind kaum Kosten, sondern Dinge wie Kühlung oder Öffnungen für Trimmtöpfe / Kappen.
Lundin
1
Wenn Ihre Stromkreise mindestens den Durchmesser des Lochs von dem Loch entfernt haben, erhalten Sie eine Abschwächung der elektrischen Felder. Ich mag auch WhiskeyJack anwer. electronics.stackexchange.com/questions/295629/…
analogsystemsrf
Ich habe nicht auf Belüftung Wert gelegt, da OP bereits erwähnt hat, dass es mit einem Etikett versehen ist. Selbst wenn es nicht abgedeckt ist, wird der größte Teil der Wärme durch Leitung mit der an Bord befindlichen GND-Ebene zum Schutzschild gelangen. Sobald sich der Schutzschild erwärmt, kann er die Wärme unter allen Umständen abführen - Strahlung, Konvektion und weitere Leitung.
Whiskeyjack
2
Das Stanzen von Löchern durch eine Platte ist viel teurer als das unmodifizierte Stanzen.
Lundin
4
Eine nicht löchrige Abschirmung bietet offensichtlich eine noch bessere Abschirmung und vermeidet Probleme mit Abschirmungen, die näher an der Abschirmung liegen als der Lochdurchmesser (was die Abschirmwirkung beeinträchtigen soll) Wärme wird durch Konvektion innerhalb des Abschirmgehäuses auf das Abschirmmaterial übertragen.
Bei größeren Löchern können Einstellmöglichkeiten (Trimmerkappen und -töpfe) unterhalb eines Lochs so positioniert werden, dass sie zugänglich sind, ohne dass ein Teil der Abschirmung entfernt werden muss. Dies ist wichtig, da einige Schaltkreise von Natur aus nicht in Einklang mit der Abschirmung sind und / oder schwer einzustellen sind weil es massive Störungen fängt.
Ich habe ein paar kleine HF-Abschirmungen wie diese entworfen. Wir verwenden immer kleine runde Löcher, die denen in den obigen Abbildungen ähneln. Die Abschirmungen werden während des normalen Reflow-Vorgangs zusammen mit allen anderen Komponenten auf der Platine verlötet. Nach dem Aufschmelzen werden die Platten mit Hochdruckwasserstrahlen (oder manchmal Lösungsmitteln) gereinigt, um Flussmittelreste und andere Verunreinigungen zu entfernen. Ohne Löcher im Deckel würden Bereiche unter dem Schild nicht richtig gewaschen.
Erhöhen Hochdruckwasserstrahlen nicht die Gefahr von Beschädigungen, etwa durch Risse in Lötstellen, wenn Bauteile nicht vollständig abgerissen werden?
Dojo
Nein, die Reinigungsmaschinen, auf die ich mich beziehe, wurden für diesen Zweck entwickelt, damit die Düsen nicht zu stark sind (wie eine große Geschirrspülmaschine mit einem durchlaufenden Förderband).
Waffe
Aha. Übrigens, woher bekommen Sie Ihre Sonderanfertigungen? Was ist das erwartete MOQ für solche Schilde? Versuchen Sie, die Schutzschilde für mehrere Projekte wiederzuverwenden, oder sind sie billig genug, um sich nicht die Mühe zu machen, und bestellen Sie einfach für jedes Projekt eine individuelle Passform?
Dojo
Wir nutzen einen kleinen Laden in Florida für die Prototypen namens Price Manufacturing, dann werden unsere Großaufträge über unser Übersee-Montagehaus vergeben. Preis mfg kann sehr kleine Aufträge wie 10 oder 20 Stücke tun. Das NRE ist im Allgemeinen ziemlich hoch, daher versuchen wir, die gleichen Deckel für mehrere Jobs zu verwenden, wenn dies möglich ist.
Antworten:
Vorteile der Löcher im Schild:
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 nie lange Schlitze in HF-Abschirmungen sehen. Wenn eine größere Gesamtöffnung gewünscht wird, wird dies mit einer Reihe von Löchern erreicht. Die Abschirmung ist dann in diesem Bereich noch ein Netz, das meistens so gut wie massiv ist, solange die einzelnen Löcher im Vergleich zur Wellenlänge klein sind.
Ein einzelner langer und dünner Schlitz ist eigentlich eine Antenne. Stellen Sie sich eine leitende Folie vor, bei der 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.
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Gute Antworten hier schon, aber ich möchte auch hinzufügen, dass Löcher auch die thermischen / mechanischen Eigenschaften des Schildes erheblich verändern.
Wie Sie wissen, dehnt sich Metall beim Erhitzen aus und schrumpft beim Abkühlen.
Wenn eine EMI-Abschirmung vom Typ "Dose" auf die Leiterplatte gelötet wird und diese Abschirmung fest ist, führt dies zu einem signifikanten Unterschied in der Expansionsrate zwischen der Leiterplatte und der Abschirmung.
Dies kann zu folgenden Effekten führen:
Dies kann ein erhebliches Problem sein, wenn die EMI-Abschirmung während der normalen Herstellung verlötet wird, wobei die Leiterplatten vor der Lotflussphase vorgewärmt werden. Wenn die Platine wieder abkühlt, entsteht eine Restspannung. Bretter können tatsächlich mit einer gewissen Krümmung oder Verwerfung herauskommen.
Schilde mit schön angelegten Löchern sehen auch viel "cooler" aus.
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Das Vorsehen von Löchern schützt vor Abschirmung und spart gleichzeitig Materialkosten.
Das Vorhandensein von Löchern bedeutet nicht, dass HF-Signale ungedämpft durchgelassen werden. Für das angegebene Perforationsmaß gibt es eine Grenzfrequenz. In Bezug auf die Wellenlänge wird es:
Abgeschnittene Wellenlänge = 3,142 * Lochradius (für kreisförmige Perforationen)
Für eine 2,4-GHz-Welle ist die Wellenlänge = 12,5 cm
Ein Loch mit einem Durchmesser von weniger als 12,5 / 3,142 cm = 3,98 cm dämpft die HF-Signale.
In vielen Fällen ist eine Abschirmung gegen 50/60 Hz-Leitungsrauschen oder einige Hundert kHz-Rauschen erforderlich, die von einem Schaltregler ausgehen. In diesem Fall kann sogar ein viel größeres Loch für eine Abschirmung sorgen, während Materialkosten effektiv eingespart und das System leicht gemacht werden.
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Eine nicht löchrige Abschirmung bietet offensichtlich eine noch bessere Abschirmung und vermeidet Probleme mit Abschirmungen, die näher an der Abschirmung liegen als der Lochdurchmesser (was die Abschirmwirkung beeinträchtigen soll) Wärme wird durch Konvektion innerhalb des Abschirmgehäuses auf das Abschirmmaterial übertragen.
Bei größeren Löchern können Einstellmöglichkeiten (Trimmerkappen und -töpfe) unterhalb eines Lochs so positioniert werden, dass sie zugänglich sind, ohne dass ein Teil der Abschirmung entfernt werden muss. Dies ist wichtig, da einige Schaltkreise von Natur aus nicht in Einklang mit der Abschirmung sind und / oder schwer einzustellen sind weil es massive Störungen fängt.
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Sie können zur Reinigung sein.
Ich habe ein paar kleine HF-Abschirmungen wie diese entworfen. Wir verwenden immer kleine runde Löcher, die denen in den obigen Abbildungen ähneln. Die Abschirmungen werden während des normalen Reflow-Vorgangs zusammen mit allen anderen Komponenten auf der Platine verlötet. Nach dem Aufschmelzen werden die Platten mit Hochdruckwasserstrahlen (oder manchmal Lösungsmitteln) gereinigt, um Flussmittelreste und andere Verunreinigungen zu entfernen. Ohne Löcher im Deckel würden Bereiche unter dem Schild nicht richtig gewaschen.
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