电磁屏蔽性结构设计规范

《电磁屏蔽性结构设计规范》摘录

一．定义：在有屏蔽体时，被屏蔽空间内某点的场强与没有屏蔽体时该点场强的比值。以dB为单位表示

；一般低频段比高频段高10~15,也可写成30~1000MHz：20 dB。

四．紧固方式

缝隙搭边深度值超过30mm时，作用不明显；推荐缝隙搭边深度：15~25mm。

五．局部开孔

定义：数量不多的开孔

根据经验：开口最大尺寸小于电磁波波长的1/20时，屏蔽效能20 dB；开口最大尺寸小于电磁波波长的1/50时，屏蔽效能30 dB。

例如：屏蔽效能为20 dB/1GHz时，局部开孔的最大尺寸应小于15mm。

一．提高缝隙的屏蔽效能可采取以下几种措施：增加缝隙深度、减小缝隙的最大长度尺寸、减小缝隙中紧固点的间距、增强基材的刚性和表面光洁度。

二．影响穿孔金属板屏蔽效能的最大因素是开孔的最大尺寸，其次是孔深，影响最小的是孔间距。

三．针对电缆穿透问题，可采取：在电缆出屏蔽体时增加滤波，或采用屏蔽电缆，同时屏蔽电缆屏蔽层与屏蔽体之间要良好电接触。

四．屏蔽方案

1.机柜屏蔽：成本较高，由于缺陷较多，屏蔽效能一般不能做到太高。

2.插箱/子架屏蔽：对于屏蔽电缆的接地和增加滤波都比较方便，适合大量出线的产品。

3.单板/模块屏蔽：结构复杂，成本较高，对散热不利。

4.单板局部屏蔽：在无线产品中较常见，主要通过安装屏蔽盒实现，实现较容易。

原则上，最靠近辐射源的屏蔽措施是最有效和最经济的；一般说，屏蔽需求导致结构件成本增加10%~20%左右。

五．缝隙屏蔽设计

1.紧固点连接缝隙

屏蔽效能最主要的影响因素是缝隙的最大尺寸和缝隙深度，减小紧固点间距、增加连接零件刚性。

2.增加缝隙深度

单排紧固时缝隙深度超过30mm后屏蔽效能差别就不明显，一般推荐值为15~25mm。增加缝隙深度可采取一些迷宫或嵌入式结构，或采用双排紧固点方式（最好将两排紧固点错开分布）。

3.紧固点间距

下表是按照DKBA0.460.0031屏蔽效能测试方法得出的单排紧固点缝隙在不同间距下的屏蔽效能，测试样品T=1.5mm，大小600×600mm。在选择紧固点间距时应该参照该表推荐数据，并根据实际结构形式进行一定的调整5~10mm。

图：双排紧固六．屏蔽材料的选用

常用屏蔽材料

七．开孔屏蔽设计

1.通风孔屏蔽

穿孔金属板的孔隙率在30%~60%之间，一般可满足绝大多数产品散热需要；屏蔽效能在10~30dB/1GHz之间。

影响穿孔金属板的屏蔽效能最大的因素是开孔最大尺寸。

注：表10为开孔数量50×50，测试方法遵循DKBA0.460.0031

2.局部开孔屏蔽

局部开孔意指数量不多的开孔，一般指光纤出线孔、指示灯、拨码开关、调测孔和观察孔等，局部开孔的屏蔽效能可根据经验来判断，当开孔的最大尺寸小于电磁波波长的1/20时，屏蔽效能为20dB，当开孔的最大尺寸小于电磁波波长的1/50时，屏蔽效能为30dB。例如：当要求屏蔽效能为20dB/1GHz 时，局部开孔的最大尺寸应小于15mm（1GHz时波长为300mm）。

3.塑胶件屏蔽

塑胶件屏蔽设计主要有两种方案：在塑胶件内侧喷涂导电漆或者内衬薄金属片。

喷涂导电漆方案一般用于屏蔽效能不高于15dB/1GHz的场合，推荐选用含Ag/Cu颗粒的导电漆，这种类别的导电漆性价比比较合适。

导电漆固化后表面电阻应小于0.2ohm/inch2 ；对于具体产品，可将指标换算成最大对角线电阻要求。

塑胶盒体中盒体盒盖之间的缝隙是塑胶件屏蔽最大难题。接缝的屏蔽措施一般有三种，如图12所示，分别用于不同的应用场合。

方式一通过两个零件的接缝处相互咬合，利用塑胶件自身的弹性保证缝隙的接触。这种屏蔽方式比较简单，两个零件通过少数的几个螺钉连接即可。但这种缝隙的结合方式很难保证缝隙可靠接触，屏蔽效能不超过10dB/1GHz。

方式二在接缝处增加屏蔽材料，屏蔽材料在两个零件压紧之后提供良好的屏蔽效果。在结构设计允许的情况下，推荐采用这种性价比很好的解决方案。

方式三是在盒体的内侧固定不锈钢片，利用不锈钢片与盒盖（已喷导电漆）的内侧接触。屏蔽效能可达到20dB/1GHz。

4.单板局部屏蔽

（1）盒体式屏蔽盒

盒体式结构屏蔽盒采用0.3~0.5mm厚冷孔板或镀锡钢板冲压、折弯而成，通过盒体管脚与PCB 板经过波峰焊固定，如图13所示。屏蔽效能一般可达20dB/1GHz。盒体的引脚间距应小于12mm，引脚自身宽度一般为0.8mm~0.9mm，引脚长度不大于3mm。盒体对角有一对预紧引脚，安装屏蔽盒时，先将屏蔽盒扣上PCB板，拧转预紧引脚，将屏蔽盒固定在PCB板上，再进行波峰焊。

图13 盒体式屏蔽盒（波峰焊）

如果屏蔽盒需要更高的屏蔽效能，通过引脚焊接的方式屏蔽性能可能不能满足要求，可以采用回流焊，使屏蔽盒与PCB板连接为一个整体。盒体上面有定位引脚限位，定位引脚一般取2~3个，安装时只需将屏蔽盒扣在PCB板上，再进行回流焊。需要回流焊接的屏蔽盒焊接面平面度不超过0.15mm。

图14 盒体式屏蔽盒（回流焊）

如果屏蔽盒内部的元器件需调试，则屏蔽盒应设计成图13所示的盒体与盒盖组合的形式，如果不需要则最好设计成一体，以简化结构形式。

（2）围框式屏蔽盒

围框式结构的屏蔽盒主要用于单板工作频率十分高的场合，如在射频模块。屏蔽盒与PCB之间的连接可以是回流焊或者螺钉连接。

围框式屏蔽盒一般采用锌铝合金压铸或者型材拉制而成，加工后进行化学氧化处理，结构形式如图15所示。

不采用螺钉连接时，盒体的中间隔筋一般取3~4mm，如果需要安装螺钉，则在相应位置将筋加厚至5~6mm。周围隔筋由于要安装螺钉，厚度一般取5~6mm。围框式结构盒体与盒盖之间用螺钉连接，螺钉间距30~40mm。如果屏蔽效能要求很高，可以在盒体与盒盖之间或者盒体与PCB之间增加屏蔽材料。最常见的是采取FIP点胶技术，点胶的宽度为1.2mm，高度为0.9~1.0mm。因此隔筋最小宽度可以做到2mm。采用点胶时也应该有一定的紧固螺钉，螺钉间距为100~150mm.为避免过度压缩，屏蔽盒隔筋上应该有螺钉限位凸台，凸台高度0.6~0.7mm。

图15 围框式屏蔽盒