Ögat på: EMC från bricka till bricka, del 21

EMC & SKÄRMNING . DEL 4: Diverse metoder för EMC-tätning. EMC måste tas om hand i alla delar, såväl på elektrisk som på mekanisk systemnivå, och på alla nivåer i en utrustning på ett systematisk och planerat sätt. Denna gång tittar vi närmare på hur man åstadkommer EMI-tät omslutning.

Idag kapslas elektronik in i både ledande och ickeledande material . Det är svårare att uppnå god skärmning med plastmaterial, eftersom plast i sig inte har någon skärmande egenskap. Man kan antingen ha en metallåda innanför plasthöljet eller metallisera plasthöljet. Man kan belägga plasten med elektrisk ledande material eller använda plastkomposit med inblandning av elektriskt ledande partiklar. Hur bra dämpning man behöver är avhängig av EMC-kraven för den bestämda produkten, vilket bestäms av marknaden, myndighetskrav, tillämpbara standarder mm.

Skärmningsnivåer

Generellt kan man ange önskade dämpningsvärden som funktion mellan två kretsar, t ex. mellan två antenner eller mellan en antenn och en krets. Vid bedömning av totaldämpning kan följande värden användas som tumregel:

Apparatlåda av metall

De vanligaste materialen för apparatlådor är aluminium, järn, stål, mässing och koppar. Alla metaller är goda skärmmaterial för elektromagnetiska fält. Som nämnts tidigare, det är öppningarna som avgör skärmningseffektiviteten i den färdiga konstruktionen. Ju större öppningar ju mer läckage (tabell 1). Skarvar mellan plåtar måste således ha många kontaktpunkter mellan sig. Vid materialval till apparathöljen måste vi då även tänka på möjliga korrosionsrisker pga olämpliga materialsammansättningar.

Tabell 1. Skärmning: Läckage genom slits.

Ytbehandling

När det gäller skärmning och ytbehandling är det särskilt ytbehandlingen i skarvarna som är viktigt. Dessa måste vara varaktigt elektriskt ledande. Ytbehandlingsmetoder, som är acceptabla med hänsyn till ovanstående, framgår av tabell 2.

Tabell 2. Ytbehandlingsmetoder.

Korrosion

När olika metaller sammanfogas i fuktiga miljöer uppstår lätt korrosion i fogarna, vilken dramatiskt försämrar övergångsimpedansen mellan metalldelarna. Det gäller att förhindra att korrosion uppstår genom val av metaller och ytbehandling, förhindra att fukt når de konstaterande ytorna samt att fukt kan ventileras bort från skarvar. Särskilt viktigt är detta vid användning av packningar, då packningsmaterialet ofta består av en annan metall än lådan.

Tabell 3. Galvanisk korrosion.

Tabell 3 visar potentialskillnader mellan olika metaller relativt silver i en saltlösning. Enligt en god tumregel för kombination av olika metaller så bör denna potentialskillnad ej överstiga 0,3 V för användning utomhus och för användning inomhus max 0,5 V.

Teckenfönster, ventilationshål mm.

Dämpning i stora öppningar kan åstadkommas genom att lägga ett metallgaller eller nät över öppningen. Ett alternativ är att ha många små öppningar i stället för en stor, med t ex perforerad plåt. Det är viktigt att hela omkretsen i en håltätning har god elektrisk förbindelse med apparatlådan. (Se figur 1). Hur stora maskerna i nätet eller perforeringshålen får vara bestämmes av skärmningskravet. Figur 2 och 3 visar reflektionsförlust i nät relativt maskstorlek.

Figur 1. Metoder för skärmning av öppningar med nät.

 

Figur 2. Reflektion i nät.

 

Figur 3. Skärmningseffektivitet för metallnät.

 

En annan metod, som ofta nyttjas för teckenfönster av glas eller plast, är ett tunt på-ångat ledande skikt av metall. Skiktet kan vara så tunt att läsbarheten inte försämras nämnvärt. Då skiktet är så tunt består skärmningsverkan i huvudsak av reflektionsdämpning.

 

Metall med hög ledningsförmåga måste användas, ofta guld. Det finns även fönster med en duk av ledande metalltrådar laminerade mellan två skivor av glas eller plast. ”Glaset” levereras färdigt med inlagd duk som sticker ut på sidorna. Det gäller att ansluta metallduken i hela sin omkrets. Se figur 4.

Figur 4. Anslutning av fönsterskärm.

Apparatlåda av plast

Plast har många fördelar, men är ur skärmningssynpunkt värdelöst eftersom plast är ett icke-ledande material. Det har utvecklats tekniker, som gör det möjligt att uppnå godtagbara skärmningsresultat:

 

I tabell 2 ges en jämförelse mellan olika beläggningstekniker.

 

 

Miklos Steiner
Teknikredaktör