Pourquoi certains blindages EMI / RF ont-ils des trous sur le dessus et d'autres pas?

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Je ne parle pas de découpes pour les composants hauts. Je ne pense pas qu'ils soient destinés à la ventilation car ils sont souvent recouverts d'étiquettes du fabricant.

— Dojo
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Juste mes 5 cents, mais ceux avec seulement le métal en forme de croix sont très similaires à la partie soudée du bouclier en deux parties que j'ai acheté une fois pour un projet. Vous soudez la partie trouée puis enclenchez la partie solide dessus (si vous regardez la rangée du bas, la première et la deuxième sont de la même taille, la troisième et la quatrième aussi, donc je pense qu'elles doivent aller de pair: vous soudez la première puis enclenchez le second dessus)

— frarugi87

Oui, j'en suis conscient.

— Dojo

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J'adore les questions comme ça! Demander «pourquoi» sur les petits choix de conception que j'ai vus mais auxquels je n'ai jamais prêté attention, et obtenir des réponses qui révèlent une multitude de considérations de conception.

— jalalipop

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Avantages des trous dans le bouclier:

Permet une certaine circulation d'air pour une meilleure dissipation de la chaleur. C'est la raison principale.
Moins de poids.

Les petits trous ne compromettent pas vraiment le bouclier, tant que les trous sont nettement plus petits que la longueur d'onde de ce que vous voulez que le bouclier atténue.

En passant, vous ne verrez jamais de longues fentes dans les boucliers RF. Si une ouverture globale plus grande est souhaitée, elle sera réalisée avec un ensemble de trous. Le bouclier est alors toujours un maillage dans cette zone, qui est généralement aussi bonne que solide, tant que les trous individuels sont petits par rapport à la longueur d'onde.

Une seule fente longue et mince est en fait une antenne. Imaginez une feuille conductrice avec un courant RF circulant dans une seule dimension. Une fente perpendiculaire au flux de courant a les mêmes caractéristiques qu'une antenne dipôle. En fait, de telles choses sont appelées antennes à fente . Évidemment, il serait mauvais d'ajouter des antennes à fente à quelque chose destiné à être un bouclier.

— Olin Lathrop
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De bonnes réponses ici déjà, mais j'ajouterais également que les trous modifient également considérablement les propriétés thermiques / mécaniques du bouclier.

Comme vous le savez, lorsque le métal devient chaud, il se dilate, de même, il rétrécit en refroidissant.

Si un blindage EMI de type "can" est soudé au PCB, et que ledit blindage est solide, cela introduira une différence significative dans les taux d'expansion entre le PCB et le blindage.

Cela peut provoquer des effets tels que:

Défaillance des joints de soudure retenant le blindage,
Déchirer les plots de soudure de la carte,
Déformation de la carte, avec des connexions intermittentes / défaillantes résultantes possibles ailleurs,
Éclatement audible du bouclier lors de la redistribution des contraintes internes. (Cela peut également introduire un choc de commotion cérébrale dans les articulations et le PCB.)
Le bouclier à déloger.

Cela peut être un problème important si le blindage EMI est soudé pendant la fabrication normale où les cartes sont préchauffées avant la phase de flux de soudure. Lorsque la planche refroidit à nouveau, une contrainte résiduelle sera introduite. Les conseils peuvent en fait sortir avec une courbe ou une déformation.

Les boucliers avec des trous bien disposés ont également l'air beaucoup plus "frais".

— Trevor_G
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Trevor - Je ne pense pas que cela aidera dans le scénario d'expansion. L'expansion sera la même qu'il y ait des trous ou non car dans n'importe quelle direction, le coefficient thermique et la longueur initiale ne changent pas. Que dis-tu?

— Whiskeyjack

@Whiskeyjack en effet, les trous juste pour le plaisir de les trous ne changeront pas l'expansion globale du bouclier à lui seul. Cependant, il modifie la capacité des métaux à tirer / pousser par rapport au PCB et lui donne un soulagement des contraintes afin qu'il puisse se déformer / se déformer localement.

— Trevor_G

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Oui, j'ai commencé à penser la même chose après avoir tapé mon commentaire. Le stress thermique généré par l'expansion va certainement diminuer. :)

— Whiskeyjack

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Fournir des trous fournira un blindage tout en économisant sur les coûts de matériaux.

La présence de trous ne signifie pas que les signaux RF passeront sans atténuation. Il existe une fréquence de coupure pour la dimension de perforation donnée. En termes de longueur d'onde, cela devient:

Longueur d'onde de coupure = 3,142 * rayon du trou (pour les perforations circulaires)

Pour une onde 2,4 GHz, longueur d'onde = 12,5 cm

Ainsi, un trou plus petit que 12,5 / 3,142 cm = 3,98 cm de diamètre atténuera les signaux RF.

Dans de nombreux cas, un blindage est nécessaire contre le bruit de ligne 50/60 Hz ou quelques centaines de bruit kHz provenant d'un régulateur de commutation. Dans ce cas, même un trou beaucoup plus grand peut fournir un blindage tout en économisant efficacement sur les coûts des matériaux et en rendant le système léger.

— Whiskyjack
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Étant donné que les confettis métalliques des trous de poinçonnage devraient être refondus pour être utiles, la seule économie significative est probablement dans les matériaux de placage SI les pièces sont plaquées après le poinçonnage ...

— rackandboneman

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La raison en est à peine le coût, mais plutôt des choses comme le refroidissement ou les ouvertures pour garnir les pots / bouchons.

— Lundin

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Si vos circuits ont au moins le diamètre du trou éloigné du trou, alors vous obtenez une atténuation e ^ 6.26 des champs électriques. J'aime aussi WhiskeyJack anwer. electronics.stackexchange.com/questions/295629/…

— analogsystemsrf

Je n'ai pas insisté sur la ventilation car OP a déjà mentionné qu'elle est couverte par une étiquette. Même s'il n'est pas couvert, je pense que la plus grande partie de la chaleur atteindra le bouclier par conduction en utilisant le plan GND présent à bord et une fois que le bouclier se réchauffera, il pourra dissiper la chaleur par tous les moyens possibles - rayonnement, convection et conduction supplémentaire.

— Whiskeyjack

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Perforer des trous à travers une plaque coûte beaucoup plus cher que de la laisser non modifiée.

— Lundin

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Un bouclier non troué fournira évidemment un blindage encore meilleur et évitera des problèmes avec quelque chose de blindé étant plus proche du bouclier que le diamètre du trou (qui est censé nuire à l'effet de blindage) - mais rendra tout refroidissement par air forcé ou par convection inefficace (sauf la chaleur est transférée au matériau de blindage par convection à l'intérieur de l'enceinte de blindage).

De plus, des trous plus grands permettent de positionner les installations de réglage (capuchons de coupe et pots) sous un trou afin qu'ils soient accessibles sans retirer une partie du blindage - ce qui est important car certains circuits seront intrinsèquement désaccordés avec le bouclier disparu et / ou difficiles à régler car il va attraper des interférences massives.

— rackandboneman
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Ils peuvent être pour le nettoyage.

J'ai conçu quelques petits boucliers RF comme celui-ci. Nous utilisons toujours de petits trous ronds similaires à ceux montrés dans certaines des photos ci-dessus. Les blindages sont soudés en place pendant le processus de refusion normal en même temps que tous les autres composants de la carte. Après refusion, les panneaux sont nettoyés à l'aide de jets d'eau à haute pression (ou parfois de solvants) pour éliminer les résidus de flux et autres contaminants. Sans trous dans le couvercle, les zones sous le bouclier ne seraient pas correctement lavées.

— Arme de poing
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Les jets d'eau à haute pression n'augmenteraient-ils pas le risque de dommages, par exemple en introduisant des fissures dans les joints de soudure s'ils ne faisaient pas complètement tomber les composants?

— Dojo

Non, les machines de nettoyage auxquelles je me réfère sont conçues à cet effet afin que les jets ne soient pas trop forts (un peu comme un grand lave-vaisselle avec un tapis roulant).

— Sidearm

Je vois. BTW, d'où obtenez-vous vos conceptions personnalisées? Quel est le MOQ attendu pour de tels boucliers? Essayez-vous de réutiliser les boucliers pour plusieurs projets ou sont-ils suffisamment bon marché pour ne pas déranger et simplement commander un ajustement personnalisé pour chaque projet?

— Dojo

Nous utilisons un petit magasin en Floride pour les prototypes appelé Price Manufacturing, puis nos commandes à volume élevé sont sous-traitées via notre maison de montage à l'étranger. Le prix mfg peut faire de très petites commandes comme 10 ou 20 pièces. Le NRE est généralement assez élevé, nous essayons donc de réutiliser les mêmes couvercles sur plusieurs travaux si possible.

— Sidearm