L'impatto del materiale di chiusura e del design sulle prestazioni di Emc nei dispositivi portatili

Fonti comuni di EMI all'interno di un dispositivo portatile includono:

• Orologi digitali ad alta velocità e databus
• Convertitori di potenza commutazione (ad esempio, convertitori DC-DC)
• Trasmettitori wireless (Wi-Fi, Bluetooth, cellulare)
• Eventi di scarico elettrostatico (ESD) attraverso i porti

L'energia EMI può accoppiarsi tramite campi irradiati (campo e vicino campo) o percorsi condotti lungo cavi e tracce. Un'efficace custodia attenua le emissioni irradiate e fornisce un percorso di bassa impedenza per terra per il rumore condotto.

Ruolo di Materiale di Contenimento

La conducibilità elettrica del materiale, la permeabilità magnetica e lo spessore ne determinano l’efficacia [] che ne determina l’efficacia (SE)[], misurata in decibel (dB). Più alta è la SE, maggiore è l’attenuazione dell’EM. Per dispositivi portatili, peso, costo e manufacturabilità impongono vincoli aggiuntivi.

Metalli

I metalli rimangono lo standard d'oro per la schermatura EMI. Alluminio, leghe di magnesio e acciaio sono scelte comuni:

• Aluminum:[[] Leggero, resistente alla corrosione e ampiamente disponibile. L'efficacia dello scudo dell'alluminio di 0,5 mm può superare i 60 dB fino a 1 GHz. Tuttavia, richiede un'attenta messa a terra alle cuciture.
• Leghe di magnesio:[] Ancora più leggero dell'alluminio, con buona rigidità. Utilizzate in computer portatili e tablet premium. Offrono SE simile ma sono più costosi e inclini alla corrosione galvanica.
• Steel (tin-plated o in acciaio):[[ La permeabilità magnetica più elevata fornisce una migliore schermatura a basse frequenze (ad esempio, 50 Hz–1 MHz).

Le custodie metalliche possono anche fungere da dissipatori di calore, aiutando la gestione termica, un duplice vantaggio.

Plastiche

Le plastiche non modificate (ABS, PC, policarbonato) sono isolatori elettrici e forniscono una schermatura trascurabile. Per renderle compatibili con l'EM, i progettisti applicano rivestimenti conduttivi o incorporano riempitivi conduttivi:

• Rivestimenti conduttivi:[[] strati a spruzzo o placcati elettrolitici di nichel, rame o argento. Le combinazioni di nichel-copper offrono una buona SE (30–50 dB) mentre il costo di bilanciamento.
• Pi plastiche conduttive:[[] Resine riempite con fibra di carbonio, fibre in acciaio inossidabile o grafite con nichel.Eliminano i gradini di rivestimento secondari ma hanno una SE inferiore ai metalli (di circa 20–40 dB) e costi materiali più elevati.

Le plastiche sono favorite quando sono necessari pesi, geometria complessa o trasparenza radiofrequenza (per antenne integrate) e in tali casi è necessario schermatura selettiva, che copre solo le superfici interne, che può mantenere le prestazioni dell'antenna.

Compositi e ibridi

Le custodie composite combinano strati di metallo e plastica per ottimizzare le prestazioni. Ad esempio, una sottile laminata in metallo con una scocca esterna in plastica può fornire un alto SE, consentendo colori e texture personalizzati. Un altro approccio utilizza ] muffa ad iniezione di metallo (MIM)] per strutture di schermatura integrate all'interno di una cornice di plastica.

Considerazioni di progettazione per l'OMC ottimale

Il design fisico dell'armadio, le sue cuciture, le aperture e la strategia di messa a terra, determina spesso il successo dell'EMC nel mondo reale.

Cuciture, Giunti e Guarnizioni

Ogni giunzione o cucitura in un contenitore metallico agisce come un potenziale antenna slot se non correttamente legato.

• Utilizzare guarnizioni conduttive (elastomeri pieni di grafite argento o nichel) a coperture e porte a batteria rimovibili
• Guarnizioni per il trasporto di merci per applicazioni ad alta frequenza (sopra 1 GHz)
• Saldatura, incollaggio con adesivi conduttivi, o utilizzando più elementi di fissaggio distanziati meno di λ/20 alla massima frequenza di preoccupazione
• Assicurare che tutte le parti metalliche siano incollate elettricamente con bassa impedenza al piano terra del sistema

Aperture e ventilazione

Le finestre, i connettori, i pulsanti e le prese di raffreddamento creano aperture che sfuggono all'EMI. Per un'apertura rettangolare, la SE scende di circa 20 dB per dieci anni aumentano di lunghezza delle fessure.

• Utilizzare le prese di miele con rete conduttiva per il flusso d'aria mantenendo SE
• Posizionare le aperture sul lato opposto alle principali fonti di irradiazione
• Guarnizioni conduttive dei vuoti intorno alle lunetta e ai fori del pulsante
• Utilizzare disegni di guida d'onda-sotto-taglio per fori circolari (ad esempio, per microfono o uscita LED)

Gestione cavi e connettori

I cavi che entrano o lasciano l'armadio agiscono come antenne. Le migliori pratiche includono:

• Utilizzo di perline ferrite o coppe comuni sui cavi interni
• Cuscini di messa a terra a entrambe le estremità con contatto a 360° (taglioli ridurre significativamente l'efficacia)
• Cavi di scorrimento lontano da aperture e lungo bordi di recinzione
• Aggiungere condensatori di alimentazione o connettori filtranti ai confini dell'alloggiamento

Partizione interna e layout componenti

La disposizione fisica delle sezioni PCB può ridurre il peso dell'alloggiamento. Circuiti rumorosi di gruppo (ad esempio, alimentatori a commutazione) lontano da circuiti analogici o RF sensibili.

Spessore del materiale, qualità della superficie e effetto della pelle

L'efficacia dello scudo non è semplicemente proporzionale allo spessore. Ad alte frequenze, l'effetto della pelle [[ confina corrente ad uno strato sottile vicino alla superficie. Per il rame a 1 GHz, la profondità della pelle è di circa 2 μm, quindi un rivestimento di 5 μm è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni ad alta frequenza.