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Na revisão de seleção da EMI protegendo fita de cobre, os engenheiros geralmente confirmam duas coisas: se a eficácia de proteção da folia de cobre é alta o suficiente, e se a condutividade da fita cumpre o padrão. O número de "efetividade de proteção 80 dB" na folha de especificação parece suficiente para satisfazer a maioria dos requisitos EMC. O material passa e o plano entra na montagem.
Os resultados dos testes EMC de toda a máquina estão fora, e a emissão de radiação excede o padrão. O engenheiro reexaminou a eficácia do escudo da fita de fólia de cobre e não encontrou problemas com o próprio material. O problema é se a camada de escudo é contínua após a fólia de cobre estar ligada.
O teto da eficácia do escudo não está na folha de cobre, mas nas cores
A eficácia do escudo dos corpos de escudo metal é teoricamente determinada pela condutividade e espessura do material. Para fólia de cobre, a profundidade da pele a 1 GHz é de aproximadamente 2,1 μm, e uma espessura de fólia de cobre de 0,03 mm muito superior à profundidade da pele. A eficácia de escudo do próprio material pode alcançar 80-100 dB. Este número descreve a capacidade de escudo de uma "fólia de cobre contínua sem fios".
As descontinuidades são o ponto de partida da fuga
Mas na montagem real, a fita de folha de cobre não é uma folha de cobre contínua e sem fios. É feita de múltiplas fitas divididas juntas, com cores entre cada fita; Há uma interface overlapping entre a cinta e a cobertura de escudo, o chassis e o plano de terra PCB; A borda da fita tem um corte, e o revestimento no corte é exposto mas não conectado a nenhum condutor. Esses pontos descontinuos constituem os canais de fuga eletromagnética.
Efeito de antena de distância: vazamento de 0,1 mm a 1 GHz
O grau em que ondas eletromagnéticas vazam através das lacunas depende da relação do tamanho da lacuna com seu comprimento de onda. Quando o comprimento da lacuna se aproxima de λ/2, a lacuna em si torna-se uma "antena de lacuna" eficiente, e a fuga aumenta significativamente. O comprimento de onda espacial livre de 1 GHz é de cerca de 300 mm, com λ/2 de 150 mm; o comprimento de onda de 10 GHz é de cerca de 30 mm, com λ/2 de 15 mm.
Essa relação pode parecer implicar que "pequenas lacunas não irão vazar", mas na engenharia prática, o vazamento das lacunas depende não só do seu comprimento, mas também da diferença de tensão entre os condutores de ambos os lados da lacuna e da profundidade da lacuna. Uma lacuna de 0,1 mm de largura e vários milímetros de comprimento pode não formar uma antena eficiente de slot a 1 GHz, mas criará uma descontinuidade local de impedância, perturbando a continuidade da corrente superficial da camada de escudo. A corrente superficial é forçada a passar pela lacuna, e a indutância do caminho de bypass eleva a impedância local, causando vazamento desses altos pontos de impedância. Quando múltiplas fitas são divididas, o número e o comprimento total das cores determinam diretamente a quantidade total de vazamento. Uma cor de 1 metro de comprimento, mesmo que a lacuna seja apenas de 0,05 mm de largura, o vazamento acumulado na banda de frequência GHz pode diminuir a eficácia do escudo do sistema de 80 dB para abaixo de 40 dB.
A impedência de sobreposição: o "último centímetro" entre a cinta e a cobertura de escudo
A interface overlapping between copper foil tape and shield cover, chassis or PCB ground plane is another easily overlooked source of leakage. A fita adesiva é ligada à superfície metal através de um adesivo de apoio, e a condutividade da camada adesiva (única ou dupla) determina a impedância de ligação. Mesmo com cinta dupla condutiva, a condutividade do eixo Z depende do contato físico das partículas sob pressão. Quando a pressão é insuficiente ou a superfície é contaminada, a impedência de sobreposição pode ser muito maior do que esperado.
Mais importante, a área e a forma da interface que se sobrepõe. Se a fita apenas se sobrepor com a cobertura de escudo na borda, a área de sobreposição é pequena, e a densidade atual da corrente de alta frequência na sobreposição é alta, causando a impedência local aumentar. Se a fita cobre toda a parede interior da cobertura de escudo, a área de sobreposição é grande, a distribuição corrente é uniforme, e a influência da impedência de sobreposição é dispersa. O design do método de sobreposição determina a eficácia do escudo do sistema mais do que a condutividade da própria fita.
Efeito de bordo: "porto aberto" na borda da fita
A borda da fita de folha de cobre é o limite físico da camada de escudo. A fólia de cobre cortada na borda é exposta ao ambiente e não conectada a nenhum condutor. Da perspectiva dos campos eletromagnéticos, esta borda é um "porto aberto" - onde as correntes superficiais terminam e o campo eletromagnético radia para fora.
A gravidade dos efeitos de borda depende da distância entre a borda e a parede de escudo. Se a borda da fita estiver estreitamente ligada à parede da cobertura de escudo e a borda estiver "selada", a fuga é limitada; Se a borda da fita é suspensa ou há uma lacuna entre ela e a parede, a borda se torna a localização concentrada de vazamento. A prática comum na engenharia é alargar a borda da fita além da parede da cobertura de escudo, e então usar placas condutivas ou uma segunda camada de cinta para apertar a borda e "selar".
Rápidos adesivos e bolhas: canais de vazamento invisíveis para o olho nua
A fita de folha de cobre é propensa a esfregar e bolhas durante a instalação manual. A fólia de cobre no creme é levantada, formando uma lacuna de ar entre ela e o substrato, que se torna um canal de vazamento. A camada adesiva na bolha não está em contato com o substrato, e a condutividade do eixo Z não é estabelecida, resultando em um aumento da impedência de sobreposição local.
Esses defeitos podem não ser óbvios durante a inspecção visual, mas em altas frequências, cada ruído e bolha é um ponto de transição local de impedância. Para cenários que requerem alta eficácia de escudo, a consistência da qualidade de montagem é mais difícil de controlar do que os parâmetros materiais da própria fita, e também mais difícil de detectar através da inspecção entrante.
Seleção e julgamento de construção de EMI protegendo fita de folha de cobre baseada na "continuidade do sistema"
Primeiro, converter o valor alvo da eficácia de proteção de "nível material" em "nível de sistema"
O 80 dB na folha de especificação representa a eficácia de escudo do material em condições ideales. A eficácia do escudo no nível do sistema precisa deduzir as contribuições de vazamento de cores, sobreposições e bordos. Se o alvo do sistema requer 40 dB, o grau de material 80 dB pode ser suficiente; Se o objetivo do sistema requer um nível de 60 dB ou mais, o design de articulações e sobreposições precisa ser prestado a mesma atenção que a seleção de material.
Em segundo lugar, reduzir o número de cores e priorizar usando corte de pedaços inteiros em vez de múltiplos cortes
As focas são a principal fonte de fuga. Se o tamanho da área de escudo permitir, a prioridade deve ser dada ao uso de fita de cobre cortada inteira em vez de dividir múltiplas fitas de largura padrão juntas. O custo de corte de pedaços inteiros é maior do que partir, mas elimina fuga de cor e melhora a consistência da eficácia do sistema de escudo.
Em terceiro lugar, a interface que se sobrepõe deveria ter "contato de superfície" em vez de "contato de linha"
A sobreposição entre a cinta e a cobertura de escudo ou o plano terrestre deve ser maximizada na área de contato. A borda da fita estende-se além da parede da cobertura de escudo, e a borda é comprimida com um tampão condutivo ou estrutura de pressão de bordo para formar um contato de superfície em vez de um contato de fio. A limpeza da superfície sobreposta é igualmente crucial, pois manchas de petróleo e camadas de óxido podem bloquear o contato de partículas e aumentar a impedância sobreposta.
Em quarto lugar, incorporar a qualidade da montagem nas especificações do processo, ao invés de confiar na sensação do operador
Os enrolamentos e bolhas são fontes escondidas de vazamento de alta frequência. Ao montar, usar uma ferramenta de rolamento para remover ar do centro até as bordas, em vez de suavizar com dedos. Para cenários que requerem alta eficácia do escudo, a inspecção de amostragem deve ser realizada após instalação para confirmar que a superfície da cinta é plana, livre de bolhas visíveis e bordos curvados.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto da cinta de folha de cobre de EMI protege substratos de cobre nua, de lata revestida e de níquel, com estruturas condutivas simples e duplas disponíveis. Ele suporta corte de peças inteiras e corte irregular para reduzir o número de cores.
O produto pode fornecer dados de eficácia de proteção de nível material e fornecer sugestões de esquema de corte de morte baseadas no tamanho da área de proteção do cliente e método de sobreposição, ajudando os engenheiros a converter eficácia de proteção de nível material em design de continuidade de nível do sistema. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.