电磁屏蔽性结构设计规范样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。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为单位表示屏蔽等级分类: 级别30230MHz屏蔽效能( dB) 2301000MHz屏蔽效能( dB) 1E20102D30203C40304B50405A6050屏蔽效能规格要求举例: 设计规格书列举方式: 30230MHz: 30dB; 2301000MHz: 20dB; 一般低频段比高频段高1015,也可写成301000MHz: 20 dB。二常见屏蔽材料压缩量: 导电材料推荐压缩量导电布40%60%簧片30%60%导电橡胶15%25%FIP点胶15%25%金属导电丝网30%60%三常见屏蔽材料屏蔽效能及设计参数: 代码原始高度( mm) 推荐设计间隙( mm) 压缩后高度( mm) 安装方式屏蔽效能EMIS-D011.50.80.61.0背胶40dB/1GHzEMIS-D023.01.61.22.1背胶40dB/1GHzEMIS-D032.01.20.81.4背胶40dB/1GHzEMIS-D043.62.01.22.5背胶40dB/1GHzEMIS-D059.84.54.05.0背胶40dB/1GHzEMIS-D062.70.52.02.2背胶40dB/1GHzEMIS-D071.00.50.40.6背胶40dB/1GHzEMIS-D081.00.50.40.6背胶40dB/1GHzEMIS-D094.02.01.62.4背胶40dB/1GHzEMIS-D106.44.03.54.5背胶40dB/1GHzEMIS-D113.21.51.22.0背胶40dB/1GHzEMIS-H015.83.01.54.5背胶50dB/1GHzEMIS-H023.62.41.83.0背胶50dB/1GHzEMIS-H032.81.91.62.2背胶50dB/1GHzEMIS-H040.80.30.10.6背胶40dB/1GHzEMIS-H050.80.30.10.6背胶40dB/1GHzEMIS-H062.8/1.82.2卡装40dB/1GHzEMIS-H072.8/1.82.2卡装40dB/1GHzEMIS-H083.50.5/卡装25dB/1GHzEMIS-H093.50.3/卡装25dB/1GHzEMIS-S019.526.54.88.7背胶25dB/1GHzEMIS-S029.526.54.88.7背胶25dB/1GHzEMIS-X011.020.70.60.85安装槽20dB/1GHzEMIS-X023.412.62.32.9安装槽20dB/1GHzEMIS-X031.150.80.61.0安装槽20dB/1GHzEMIS-X041.150.80.61.0安装槽20dB/1GHzEMIS-X052.031.61.51.7安装槽20dB/1GHzEMIS-X068.05.04.55.5安装槽20dB/1GHz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: 1525mm。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, 主要经过安装屏蔽盒实现, 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1525mm。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600600mm。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510mm。表1 单排紧固点距离推荐值结构形式缝隙深度L( mm) 屏蔽效能( E) 10dB/1GHz屏蔽效能( D) 20dB/1GHz屏蔽效能( C) 30dB/1GHz板与板直接连接251408045板与板折弯90后连接251509055板与型材或压铸件连接2517011075型材或压铸件之间连接2517011075板与型材连接特例1520180110802520012090表2 双排紧固点距离D的推荐值缝隙深度L( mm) 屏蔽效能( D) 20dB/1GHz屏蔽效能( C) 30dB/1GHz30120805015010070180120图: 双排紧固六 屏蔽材料的选用常见屏蔽材料表3 导电布华为代码截面形状截面尺寸( mm) 备注EMIS-D01半椭圆形宽3.8, 高1.5EMIS-D02方形宽3.0, 高3.0EMIS-D03腰形宽4.0, 高2.0EMIS-D04半椭圆形宽6.4, 高3.6EMIS-D05C形宽10.7, 高9.8常见于机柜门、 子架门等需要较大压缩量的屏蔽场合EMIS-D06半圆形宽4.3, 高2.7用于1英寸以上宽度的型材面板屏蔽EMIS-D07矩形宽3.0, 高1.0EMIS-D08矩形宽7.0, 高1.0EMIS-D09半椭圆形宽11.0, 高4.0EMIS-D10半圆形宽9.5, 高6.4EMIS-D11矩形宽9.5, 高3.2表4 簧片华为代码截面形状外形尺寸( mm) 备注EMIS-H01指形宽15.2, 高5.8铍铜簧片, 用于高屏蔽效能要求的机柜EMIS-H02指形宽9.4, 高3.6铍铜簧片, 用于高屏蔽效能要求的机柜EMIS-H03指形宽7.1, 高2.8铍铜簧片, 用于高屏蔽效能要求的机箱EMIS-H04锯齿形宽5.8, 高0.8铍铜簧片EMIS-H0590锯齿形安装宽度4.1, 扭角高0.8不锈钢簧片, 粘贴在型材标准插箱前面横梁上, 用于横梁与面板之间屏蔽EMIS-H06C形宽8.1, 高2.8铍铜簧片, 广泛用于钣金面板、 钣金机箱适用料厚: T=1.2mmEMIS-H07C形宽8.1, 高2.8铍铜簧片, 广泛用于钣金面板、 钣金机箱适用料厚: T=1.5mmEMIS-H08异形由于弹性齿片在单板插拔过程中容易损坏, 故新设计面板中不采用EMIS-H09异形不锈钢材质, 只用于6U高0.8英寸宽型材面板表5 导电橡胶华为代码截面形状尺寸( mm) 备注EMIS-X01圆形直径D1.02新产品中不采用EMIS-X02D形宽3.1, 高3.43用于微蜂窝压铸盒体盒盖之间屏蔽EMIS-X03圆形O形圈直径D58.5, 横截面直径D1.25BOM编码: 63250013, 用于扣板与单板面板之间屏蔽EMIS-X04圆形O形圈直径D43.0, 横截面D1.25BOM编码: 63250014, 用于扣板与单板面板之间屏蔽EMIS-X05圆形直径D2.03BOM编码: 28050011, 用于无线产品小模块屏蔽盒体, 需要有安装槽EMIS-X06异形用于室外机柜F01D100, 既能够防水, 也能够屏蔽表6 金属丝网华为代码截面形状尺寸( mm) 备注EMIS-S01半椭圆形宽12.7, 高9.52, 无背胶只用于钣金型屏蔽电缆夹线结构EMIS-S02半椭圆形宽12.7, 高9.52, 有背胶只用于型材型屏蔽电缆夹线结构表7 其它屏蔽材料华为代码矩形描述备注EMIS-A01矩形长110宽150厚2,有背胶, 在3GHz5GHz范围内吸收损耗不小于10dB, 中心频率4GHz吸收损耗不小于20dB用于METR06040产品导电漆/喷涂固化后表面电阻小于0.5ohm, 涂层固化后, 用3M 750胶带粘贴后, 胶带上无大面积明显金属颗粒, 检验涂层之间的附着力; 采用百格刀法检验涂层与基体之间的附着力, 长期工作温度-570摄氏度用于塑胶件盒体屏蔽点胶( FIP) /滴胶固化后截面宽度尺寸1.2mm, 公差0.2mm, 高度0.9mm, 公差0.1mm; 滴胶固化后对基体附着力大于10N/cm; 电阻小于0.5ohm; 长期工作温度-590摄氏度常见于无线压铸屏蔽盒体七 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1030dB/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。表10 典型通风孔屏蔽效能板厚( mm) 孔尺寸( mm) 孔间距( mm) 30230MHz屏蔽效能( dB) 2301000MHz屏蔽效能( dB) 孔隙率2.04圆孔或4圆的外接六角孔655400.355圆孔或5圆的外接六角孔750350.406圆孔或6圆的外接六角孔845300.448圆孔或8圆的外接六角孔1035200.50方孔44650350.44方孔55745300.51方孔66840250.56方孔881030150.64方孔10101225100.691.54圆孔或4圆的外接六角孔650350.355圆孔或5圆的外接六角孔745300.406圆孔或6圆的外接六角孔840250.448圆孔或8圆的外接六角孔1030150.50方孔44645300.44方孔55740250.51方孔66835200.56方孔881025100.64方孔1010122050.691.04圆孔或4圆的外接六角孔645300.355圆孔或5圆的外接六角孔740250.406圆孔或6圆的外接六角孔835200.448圆孔或8圆的外接六角孔1025100.50方孔44640250.44方孔55735200.51方孔66830150.56方孔88102050.64注: 表10为开孔数量5050, 测试方法遵循DKBA0.460.00312. 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。方式一经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, 两个零件经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0.30.5mm厚冷孔板或镀锡钢板冲压、 折弯而成, 经过盒体管脚与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0.8mm0.9mm, 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, 经过引脚焊接的方式屏蔽性能可能不能满足要求, 能够采用回流焊, 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23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之间的连接能够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34mm, 如果需要安装螺钉, 则在相应位置将筋加厚至56mm。周围隔筋由于要安装螺钉, 厚度一般取56mm。围框式结构盒体与盒盖之间用螺钉连接, 螺钉间距3040mm。如果屏蔽效能要求很高, 能够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0.91.0mm。因此隔筋最小宽度能够做到2mm。采用点胶时也应该有一定的紧固螺钉, 螺钉间距为100150mm.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0.60.7mm。图15 围框式屏蔽盒八 电缆屏蔽设计屏蔽电缆在出屏蔽壳体时, 需经过夹线结构或者屏蔽连接器, 使得电缆屏蔽层与屏蔽体至少环形180度可靠接地。非屏蔽电缆进出屏蔽壳体时, 需要在屏蔽体上增加滤波措施。电源线一定经过电源滤波器进出屏蔽壳体。可参考结构屏蔽设计: 一 迷宫式屏蔽结构即在盒盖上做成一些U形卡扣, 一般有这样的设计准则: 当U形迷宫结构的深度大于510倍的开口宽度时, 能够认为是形成了迷宫结构, 能够达到近15dB的屏蔽效能。如图1所示, U形结构深度9mm, 迷宫U形槽开口宽度1mm, 卡扣的宽度能够是4050mm。注意U形卡扣之间的距离不能太大, 一般不超过15mm。图1 迷宫式屏蔽结构二 扣式屏蔽结构一般用来安装EMIS-H06簧片图2 扣式屏蔽结构