101 EMI-afschermingstips en -trucs

2 Idealiter bestaat de afschermingslaag uit geleidende platen of metaallagen die door middel van lassen of solderen zonder onderbrekingen met elkaar worden verbonden. De afscherming is perfect als er geen verschil in geleidbaarheid is tussen de gebruikte materialen. Bij frequenties onder 30 MHz beïnvloedt de metaaldikte de effectiviteit van de afscherming. Ook voor kunststof behuizingen bieden wij diverse afschermingsmethoden aan. Een volledige afwezigheid van onderbrekingen is geen realistisch doel, aangezien de kooi van Faraday van tijd tot tijd geopend zal moeten worden, zodat elektronica, apparatuur of mensen naar binnen of naar buiten kunnen worden gebracht. Ook zijn er openingen nodig voor displays, ventilatie, koeling, voeding, signalen etc.

3 Afscherming werkt in beide richtingen, voorwerpen in de afgeschermde ruimte worden afgeschermd van invloeden van buitenaf. (Afb. 3.1)

5 Het is gebruikelijk om veldsterktecijfers op een logaritmische schaal (in dB) weer te geven .

6 De reductie is afhankelijk van de frequentie in Hz. Elke frequentie heeft een golflengte in meters. Bijvoorbeeld 100 MHz = 100.000 kHz = 3 meter. Voor een betere uitleg, zie onderstaande tabel.

Golven

7 Een golf is een combinatie van een elektrisch veld en magnetische velden.
Een elektromagnetische golf bestaat uit een magnetisch deel dat afhankelijk is van de elektrische stroom (ampère), en een elektrisch gedeelte, afhankelijk van de elektrische spanning (volt). Dichtbij de bron (near field) is het magnetische deel dominant. Op grotere afstand zijn het elektrische deel en het magnetische deel in een vaste verhouding aanwezig (far-field). (Afb. 7.1)

9 Voor zeer lage frequenties en DC, waar het magnetische veld dominant is, zijn naast dikke lagen ook speciale materialen zoals Mu-metaal en Mu-ferro-legeringen nodig. Bovendien zijn combinaties van meerdere lagen vereist om voldoende afschermende prestaties te verkrijgen. Raadpleeg onze ingenieurs.

10 Wanneer een draad een afscherming binnendringt die niet volledig met de afscherming is verbonden, zal deze als antenne werken en dit vermindert de afschermende werking van de kooi. Dit is vooral het geval bij hogere frequenties. (Afb. 10.1)

12 Overige aspecten gerelateerd aan afscherming

• Regelgeving met betrekking tot ESD (elektrostatische ontlading)
• Regelgeving inzake ATEX (explosieveiligheid)
• Bliksembeveiliging / EMP / HENNEP / NEMP
• Kortsluitbeveiliging / vonkpreventie

13 Identificatiesystemen zoals RFID (Radio Frequency Identification). Voorkom dat RFID contact maakt met de stations.
Verschillende frequentiebereiken, lagere frequenties zijn voor langere afstanden

• 125 kHz (lage frequentie)
• 13,56 MHz (hoge frequentie)
• 860 tot 950 MHz (ultrahoge frequentie)
• 2,45 GHz (magnetron)

14 Medische/persoonlijke bescherming
Het afschermen van bepaalde frequenties kan ziekten veroorzaakt door stralingsniveaus voorkomen. Beschermende kleding kan de veldsterkte verminderen. Afhankelijk van de dichtheid. Daartoe is er persoonlijke bescherming in de vorm van kleding, hoeden, handschoenen, kousen, slaapzakken, tenten, enzovoort.

Hoe u optimale EMI-afscherming creëert

15 Over het algemeen is een schild bestaande uit meer lagen of zones goedkoper te produceren dan een schild bestaande uit 1 hoogwaardige laag. Het is eenvoudig om 3 zones te creëren:
NIVEAU I Het onderdeel op de printplaat is afgeschermd door een blikje. Afscherming aan de bron ( fig. 15.1 )
NIVEAU II De gehele printplaat is afgeschermd door folie, wikkels of een doos ( fig. 15.2 ) of de printplaat en alle daarop aangesloten kabels bevinden zich in de afgeschermde doos
LEVEL III Of de buitenbehuizing is ook afgeschermd ( fig. 15.3 ).

NIVEAU I 17 Clipmontage
Afschermingsbussen worden op de printplaat gemonteerd met SMD-clips, die in verschillende maten verkrijgbaar zijn. Na het reflowen wordt het blik (een deksel met wanden eraan) in de clips geplaatst en kan vervolgens worden verwijderd voor aanpassingen. ( afb. 17.1 )

Kabel afscherming

LEVEL II 21 Kabels in de behuizing
Zodra de printplaat is afgedekt, kunnen ook de aangesloten kabels worden afgeschermd. Hoe langer een kabel, hoe groter de kans dat hij lagere frequenties uitzendt. Het afschermen van een draad in de behuizing voorkomt ook overspraak en zorgt ervoor dat de hoofdbehuizing als holte gaat fungeren en zo de straling versterkt. Om dit te voorkomen kan de behuizing (deels) gelamineerd worden met EM-absorptiemateriaal. (Afb. 21.1)

NIVEAU III 23 De behuizingen zelf, dwz het rek, de doos, de behuizing, de gemetalliseerde doos en de kooi van Faraday, vormen de hoofdafdekking van het hele systeem en ook de verbinding met de buitenwereld. Behuizingen zijn uitgerust met displays, ingangen voor stroom- en signaalleidingen en koelventilatieopeningen. Voor meer informatie, zie de casus aan het begin van dit artikel.

NIVEAU III 24 Elementen die de effectiviteit van een kooi van Faraday kunnen verminderen

• NIVEAU III A Naden ( fig. 24.1 ) 26 / 32
• NIVEAU III B Deuren 45
• NIVEAU III C Inzendingen 10 , 63 / 69
• LEVEL III D Transparante displays 70 / 74
• NIVEAU III E Ventilatiepanelen 79
• LEVEL III F Kabels voor voeding 64 / 69
• LEVEL III G Kabels voor signalen 65
• LEVEL III H Leidingen voor vloeistoffen, lucht, verwarming ( fig. 24.2 ) 64 / 69
• LEVEL III I Kabels voor optische aansluiting 64 / 69

26 Kenmerken van een optimale naad

• Het is vlak en glad 27
• Het heeft de juiste afmetingen ( fig. 26.1 ) 32
• De constructie is stijf genoeg ( fig. 26.1 ) 41 / 44
• Het is en blijft corrosievrij ( fig. 26.2 ) 33
• Indien mogelijk bevindt het zich in één vlak

28 Om de kosten te verlagen kan de verbinding verbeterd worden door gebruik te maken van een
geleidende pakking , die eventuele gaten opvult. Een pakking kan ook worden gebruikt om af te dichten tegen water of om aan andere IP-eisen te voldoen. ( afb. 26.1 ) ( afb. 26.2 ).

29 Hoe zachter de pakking , hoe meer tolerantie kan worden gecompenseerd en hoe lichter de uiteindelijke constructie zal zijn. ( afb. 29.1 ).

31 Een lichtere constructie kan ook worden gerealiseerd door kleinere afstanden tussen de bevestigingen te hanteren: dit resulteert in meer scharnieren, meer sloten en meer bouten. Al deze extra elementen resulteren in hogere kosten en langere montage- en demontagetijden.

32 Juiste maatvoering Het is mogelijk om een ​​IP-afdichting te integreren met de EMI-pakking. De IP-pakking aan de “waterzijde” beschermt de EMI-pakking tegen corrosie.

Preventie van corrosie

33 In de ontwerpfase is het belangrijk om de omgeving te specificeren.
Het maakt verschil of de constructie alleen bestand moet zijn tegen vocht, of tegen blootstelling aan water (mogelijk zelfs zout water), mist of condensatie, bijvoorbeeld tijdens transport.

34 Als het metaal van de behuizing gevoelig is voor corrosie , kan een afwerking van bijvoorbeeld nikkel en chroom ervoor zorgen dat het contactoppervlak de vereiste geleidbaarheid behoudt. Materialen als aluminium en verzinkt staal ontwikkelen een oxidatielaag, die het corrosieproces vermindert maar minder geleidend is.

35 Galvanische corrosie
Zelfs als de materialen van de behuizing goed bestand zijn tegen corrosie, is het belangrijk dat ze niet alleen met elkaar samenwerken, maar ook met de pakking ( fig. 35.1 ).

37 Rondom de boutgaten moet voldoende ruimte zijn voor een waterslot . Water mag nooit via de boutgaten de EMI-pakking of de constructie bereiken. Als alternatief kan er extra waterafdichting rond de bouten worden aangebracht in de vorm van ringen. ( afb. 37.1 ).

39 Voor grotere onderdelen kan het efficiënter zijn om een ​​gecombineerde pakking te gebruiken. Een EMI-pakking met een waterslot gemaakt van neopreen, siliconen of EPDM-rubber. ( afb. 39.1 )

Vuistregels voor de keuze van pakkingen, AFHANKELIJK VAN HET TYPE BEHUIZING

41 Zeer kleine constructie , (kleiner dan 150 x 150) groeven, gegoten, gegoten of machinaal bewerkt: geleidende profielen, o-ringen of gesneden pakkingen uit sterk geleidend rubber zijn geschikt ( fig. 41.1 ).

47 Ter indicatie: bij een serverkast van 600 x 2500 mm mag een pakking van 6 mm dik worden gebruikt en bij een elektronicabehuizing van 200 x 600 mm is een pakking van 6 x 4 mm een ​​optimale maat. Al onze pakkingen kunnen ook voorzien worden van waterafdichting. Om ervoor te zorgen dat een pakking voldoende stabiliteit heeft, moet de breedte groter zijn dan de hoogte.

48 Bij een schroefverbinding bij een behuizing, buitenpost, raam of ventilatiepaneel is de sluitkracht minder belangrijk. Afhankelijk van de plaatdikte en boutafstand is 1-2 mm gebruikelijk en is Amucor Shield een zeer goede keuze voor de meest gebruikte materialen.

49 Wanneer de behuizing slechts één randflens heeft terwijl een water- en EMI-afdichting nodig is, kan dit worden gerealiseerd door gebruik te maken van clip-on pakkingen. Van deze pakkingen zijn meer dan 200 verschillende vormen geproduceerd, omzoomd met gaas of sterk geleidend textiel. Ze worden gemonteerd door middel van klemming. Wanneer wij ze naar wens van de klant in vorm snijden, kunnen ze zelfs hoeken van 90 graden maken.

50 Voor instrumenten en het introduceren van hoge stromen in een constructie maken wij ruim 2400 verschillende Be-Cu vingerstrips. Deze zijn niet in elk land toegestaan ​​en kunnen beschadigd raken als ze worden gebruikt in een constructie die niet goed is beschermd (meskant).

51 Pakkingen kunnen worden gemaakt in de vorm van een frame , compleet met montagegaten en zelfklevende strip voor montage indien gewenst. ( afb. 51.1 ).

52 Om te voorkomen dat een pakking te veel wordt samengedrukt , is het mogelijk om compressiestops naast de boutgaten toe te voegen. Als er voldoende ruimte is, kunnen kunststof of metalen ringen (compressiestops) met de uiteindelijke dikte in de pakking worden geïntegreerd.

53 Voor eenvoudige montage zijn er pakkingen in een P-vorm of U-vorm leverbaar. Deze pakkingen zijn door hun vorm eenvoudig op een velg te monteren. ( afb. 53.1 ).

54 L-vormige pakking kan worden gebruikt in constructies waar EMI met waterafdichting vereist is en wanneer er slechts één flens is. Maximale compressie is 30%. ( afb. 54.1 ).

57 Waterdichte EMI-pakkingen in elke vorm kunnen worden gesneden uit vellen materiaal zoals geleidend rubber, of uit meerdere schilden met kleine geleidende draden in het materiaal. Ze hebben een compressie van 10-15%. ( afb. 57.1 ).

59 Gebreid gaas voor militair en laagfrequent gebruik is verkrijgbaar, gemaakt van volledig metaal (10-15% compressie) neopreenschuim bedekt met gebreide metaaldraden die een compressie van 30-40% hebben. Siliconenbuis bedekt met breiwerk heeft tot 50% compressie en een lage compressiekracht.

60 De gebreide pakking kan in een groef worden gemonteerd of kan worden uitgevoerd met een vin zodat deze kan worden geschroefd of vastgeklemd.

61 Als er geen groef in uw constructie zit, kan de gebreide draadgaaspakking op zelfklevend rubber worden gelijmd, om deze op zijn plaats te houden.

62 Voor hoogwaardige pakkingen om gaten in bijvoorbeeld Faraday-kooien af ​​te dichten voor gevoelige metingen kunnen de pakkingen in een dubbele uitvoering worden geproduceerd en in het midden worden vastgeschroefd.

Kabel afscherming

63 Kabels die een kooi van Faraday binnenkomen, kunnen ongewenste signalen de behuizing in en uit transporteren . Wanneer deze kabels afgeschermd zijn, dient de kabelafscherming 360 graden rond de kabel te liggen en met behulp van een wartel of kabeldoorvoerplaat op de behuizing te worden aangesloten. Toegangsafscherming is ook verkrijgbaar in waterdichte en vlamvertragende versies. Hoogspanningslijnen en signaallijnen moeten worden gefilterd als het niet zeker is welke frequenties zich op de lijn bevinden. (Afb. 63.1)

67 Het is het beste om alle filters dicht bij elkaar te plaatsen, maar de signaallijnfilters gescheiden te houden van de stroomlijnfilters om te voorkomen dat stromen door de kooiwand van de stroomlijnfilters de signaallijnfilters verstoren.

68 De afgeschermde behuizing creëert een nieuwe “aarde” en mag uitsluitend om veiligheidsredenen worden aangesloten op de gemeenschappelijke aarde van het gebouw. Dit is om te voorkomen dat er spanning op de kooi staat ten opzichte van de aarde.

69 Wanneer u een schone aardleiding in de kooi wilt invoeren , heeft u naast de aardleiding van de behuizing ook een aardleidingfilter nodig voor deze extra schone aardleiding.

Beeldschermen

70 Producten voor transparante afscherming

• Geweven gaas 73
• Geweven gaas tussen platen acrylaat, polycarbonaat of glas, aan de randen verbonden (randverlijmd) ( fig. 73.1 ) 73
• Geweven gaas, volledig gelamineerd tussen platen van acrylaat, polycarbonaat of glas ( fig. 73.1 ) 73
• Geweven gaas tussen folie met of zonder zelfklevend (gaasfolie) 73
• Indiumtinoxide (ITO) op folie of glas, 4 of 6 mm (transparante folie) ( fig. 74.1 ) 74
• Koperrooster op folie, hoge lichttransmissie versus afschermende werking
• Hoogwaardige combinaties van bovenstaande materialen, ingelijst in metaal met pakkingen voor eenvoudige montage ( fig. 75.1 ) 75
• Transparante folie met antistatische laag (ESD-folie)

71 Een transparant raam monteren
Om een ​​goede afscherming te garanderen, kan een transparant geleidend scherm worden voorzien van een zilveren contactrail. Sommige schilden kunnen worden gemaakt met vliegend gaas zodat het vliegend gaas kan worden aangesloten op de afgeschermde behuizing. Het afgeschermde venster moet aan alle zijden volledig contact maken met de behuizing door middel van geleidende lijmen, geleidende afdichtingen, tape met geleidende lijm of indien gewenst vastklemmen met een pakking. ( afb. 71.1 ).

Keuze uit transparant materiaal

73 Gaasfolie
Voor afscherming bij lage frequenties vertonen mesh-afschermingstypen de beste prestaties. Ze hebben een lagere lichttransmissie dan bijvoorbeeld ITO-gecoate ramen en folies, maar dat wordt eerder als normaal voor een display beschouwd dan als een probleem. (Afb. 73.1)

Wanneer de folie op een monitor wordt aangebracht en de lijnen van het gaas in de folie komen niet overeen met de punten van de monitor, ontstaat er Newton's ringeffect of een moirépatroon. Door het gaas onder een bepaalde hoek tussen 17 en 45 graden te oriënteren, wordt dit effect geminimaliseerd. Let op: er is een fysieke regel: hoe fijner het gaas, hoe donkerder het materiaal, hoe beter de afschermende werking.

77 Voor behuizingen met complexe vormen kan een afschermende verf of spray (in blik) worden gebruikt. De verf is gevuld met geleidende metaaldeeltjes zoals nikkel, koper, zilver of combinaties ervan.

78 Metalliseren onder vacuüm (sputteren) is een andere optie; dit kan ook gedeeltelijk. Omdat voor dit proces een mal nodig is, wordt dit niet aanbevolen voor kleine productiehoeveelheden. ( afb. 78.1 ).

Ventilatiepanelen

80 Binnen enkele dagen kunnen wij Honingraatventilatiepanelen produceren volgens de tekening van de klant. De honingraatstructuur lijkt op golfgeleiders en laat lucht door terwijl wordt voorkomen dat elektromagnetische golven binnendringen.

De celgrootte van de honingraten is 3,2 mm en combinaties van meerdere lagen zijn mogelijk, zelfs onder kruisconstructies voor hogere prestaties. Een cross-cell-honingraat bestaat uit minimaal twee lagen honingraatmateriaal die 90 graden ten opzichte van elkaar zijn getrapt en gedraaid. Dit resulteert in een goede afschermingsprestatie, onafhankelijk van de polarisatie van de golven. ( afb. 80.1 ).

84 Voor buitengebruik kan de honingraat worden behandeld met een nikkel- of andere afwerking. Dit is om het honingraatventilatiepaneel te beschermen tegen omgevingsinvloeden zoals corrosie. ( afb. 80.1 ).

85 Om te voorkomen dat er regendruppels in de behuizing vallen, kunnen we de honingraat ook schuin maken (45 graden is standaard) ( fig. 81.1 ).

86 Twee schuin tegenover elkaar geplaatste lagen honingraat maken het bovendien onmogelijk dat metalen staven de kooi binnendringen en beschermen zo tegen elektrocutie.

87 Het monteren van ingelijste honingraten kan gebeuren via doorlopende gaten of draadgaten die in het frame worden geboord om een ​​goede schroeflengte te verkrijgen. Vloeiboren is beter dan het gebruik van klinknagels die los kunnen raken.

88 Honingraten kunnen ook worden gebruikt als stromingsrichters, omdat de structuur van het honingraatmateriaal ervoor zorgt dat lucht in een vaste richting wordt geblazen.

89 Optioneel kunnen de honingraten worden voorzien van een flens zodat na montage de honingraat één geheel vormt met de afgeschermde behuizing. ( afb. 89.1 & afb. 89.2 ).

91 Optimale kabelafscherming kan worden bereikt met verschillende materialen, zoals geleidende flexibele afschermingsbuizen, wikkels van gebreid metaal, sterk geleidend textiel of folies. Al deze materialen zijn leverbaar met of zonder zelfklevend

92 De kabelafscherming moet een lage impedantie hebben, aangesloten op de ingang van het scherm, de muur of het lichaam van de afgeschermde behuizing. Zo ontstaat er niet alleen een galvanische verbinding, maar ontstaat er ook een hoogfrequente koppeling.
Een volledige 360 ​​graden verbinding rond de kabel werkt het beste. Hiervoor produceren wij kabeldoorvoeringen ( fig. 92.1 ).

Vingerstrips

94 Om hogere stromen voor toegangsplaten en dergelijke door te geven , zijn berylliumkopervingerstrips een heel goed product. Houd er rekening mee dat niet alle landen deze accepteren vanwege het percentage beryllium dat giftig is. Daarom hebben we veel andere soorten geleidende pakkingen ontwikkeld. Die vriendelijker zijn voor het milieu en ook minder gevoelig voor schade. Een andere goede oplossing is om gebreid gaas tussen het toegangspaneel en de kooiwand te plaatsen.

95 Voor schroefverbindingen zijn de gedraaide vingerstrips uit de 2400-serie erg populair. Ze kunnen worden samengedrukt tot een materiaaldikte van de vingerstrips, bijvoorbeeld 0,25 mm. De meeste versies kunnen worden geplakt met een zelfklevende strip om de strip op zijn plaats te houden.

96 Voor afgeschermde deuren en kooideuren van Faraday heb je een groter compressiebereik nodig. Deze vindt u in de 2800-serie vingers die kunnen worden geklemd, gesoldeerd of geschroefd.

97 De clip-on montage Fingerstrips uit de 2100-serie kunnen worden geklemd op reguliere metalen plaatdiktes zoals 0,5, 0,8, 1 en 1,5 mm. Sommigen hebben zelfs lansen zodat de strip niet snel loslaat.

98 Wanneer er een breed scala aan compressie vereist is , kunnen onze opklikbare vingerstrips uit de 2200-serie of onze zelfklevende vingerstrips uit de 2300-serie geschikt zijn. Deze vingerstrips met zelfklevend materiaal kunnen in de constructie worden geïntegreerd.
Snap-on Fingerstrips kunnen stevig in sleuven in uw constructie worden gemonteerd, zodat ook een compressie van bijna 0,25 kan worden gerealiseerd. ( afb. 98.1 ).

101 Voor schuif-, draai- en bewegende toepassingen kunt u contact opnemen met onze specialisten. Om slijtage te voorkomen is er een geleidend smeermiddel verkrijgbaar.