Solo mis 5 centavos, pero los que tienen solo el metal en forma de cruz son muy similares a la parte de soldadura del escudo de dos partes que compré una vez para un proyecto. Soldas la parte agujereada y luego encajas la parte sólida (si miras la fila inferior, la primera y la segunda son del mismo tamaño, la tercera y la cuarta también, así que creo que tienen que ir juntas: soldas la primera luego coloque el segundo en él)
frarugi87
Sí, soy consciente de eso.
Dojo
55
¡Me encantan las preguntas como esta! Preguntar "por qué" sobre las pequeñas opciones de diseño que he visto pero a las que nunca he prestado atención, y obtener respuestas que revelan un conjunto de consideraciones de diseño.
jalalipop
Respuestas:
39
Ventajas de los agujeros en el escudo:
Permite un poco de flujo de aire para una mejor disipación de calor. Esta es la razón principal.
Menos peso.
Los agujeros pequeños realmente no comprometen el escudo, siempre que los agujeros sean significativamente más pequeños que la longitud de onda de lo que desea que atenúe el escudo.
Además, nunca verá ranuras largas en los escudos de RF. Si se desea una abertura general más grande, se logrará con una serie de agujeros. El escudo sigue siendo una malla en esa área, que en su mayoría es tan buena como sólida, siempre que los agujeros individuales sean pequeños en comparación con la longitud de onda.
Una sola ranura larga y delgada es en realidad una antena. Imagine una hoja conductora con corriente de RF que fluye en una dimensión. Una ranura perpendicular al flujo de corriente tiene las mismas características que una antena dipolo. De hecho, tales cosas se llaman antenas de ranura . Obviamente, sería malo agregar antenas de ranura a algo destinado a ser un escudo.
Buenas respuestas aquí, pero también agregaría, los agujeros también cambian significativamente las propiedades térmicas / mecánicas del escudo.
Como saben, cuando el metal se calienta, se expande, de manera similar, se contrae a medida que se enfría.
Si un escudo EMI tipo "can" se suelda a la PCB, y dicho escudo es sólido, eso introducirá una diferencia significativa en las tasas de expansión entre el PCB y el escudo.
Esto puede causar efectos como:
Falla de las juntas de soldadura que sujetan el escudo,
Quitando las almohadillas de soldadura de la placa,
Deformación de la placa, con posibles conexiones intermitentes / fallidas resultantes en otros lugares,
Explosión audible del escudo a medida que las tensiones internas se redistribuyen. (Esto también puede introducir un choque de conmoción cerebral en las articulaciones y PCB).
El escudo para desalojar.
Esto puede ser un problema importante si la pantalla EMI se suelda durante la fabricación normal, donde las placas se calientan antes de la fase de flujo de soldadura. Cuando el tablero se enfríe nuevamente, se introducirá una tensión residual. Los tableros en realidad pueden salir con bastante curva o deformación en ellos.
Los escudos con agujeros bien diseñados también se ven mucho más "fríos".
Trevor: no creo que ayude en el escenario de expansión. La expansión será la misma tanto si hay agujeros como si no, porque en cualquier dirección, el coeficiente térmico y la longitud inicial no cambian. ¿Qué dices?
Whiskeyjack
@Whiskeyjack, de hecho, los agujeros solo por los agujeros no cambiarán la expansión general del escudo por sí mismo. Sin embargo, cambia la capacidad de los metales para tirar / empujar frente a la PCB y le proporciona alivio de tensión para que pueda deformarse / deformarse localmente.
Trevor_G
1
Sí, comencé a pensar lo mismo después de escribir mi comentario. El estrés térmico generado debido a la expansión definitivamente se reducirá. :)
Whiskeyjack
8
Proporcionar agujeros proporcionará protección mientras ahorra en costos de material.
La presencia de agujeros no significa que las señales de RF pasen sin atenuarse. Hay una frecuencia de corte para la dimensión de perforación dada. En términos de longitud de onda, se convierte en:
Longitud de onda de corte = 3.142 * radio del orificio (para perforaciones circulares)
Para una onda de 2.4 GHz, longitud de onda = 12.5 cm
Por lo tanto, un agujero más pequeño que 12.5 / 3.142 cm = 3.98 cm de diámetro atenuará las señales de RF.
En muchos casos, se requiere blindaje contra el ruido de línea de 50/60 Hz o algunos cientos de kHz provenientes de un regulador de conmutación. En este caso, incluso un orificio mucho más grande puede proporcionar protección al tiempo que ahorra costos de material y hace que el sistema sea liviano.
Dado que los confeti de metal de los agujeros de perforación tendrían que ser refundidos ser cualquier útil, el ahorro de costes significativa sólo es probablemente en los materiales de chapado si las piezas se siembran después del troquelado ...
rackandboneman
2
La razón no es el costo, sino cosas como enfriamiento o aberturas para macetas / tapas.
Lundin
1
Si sus circuitos tienen al menos el diámetro del orificio alejado del orificio, entonces obtiene una atenuación e ^ 6.26 de los campos eléctricos. También me gusta WhiskeyJack anwer. electronics.stackexchange.com/questions/295629/…
analogsystemsrf
No insistí en la ventilación porque OP ya mencionó que está cubierta por alguna etiqueta. Incluso si no está cubierto, creo que la mayor parte del calor alcanzará el escudo a través de la conducción usando el plano GND presente a bordo y una vez que el escudo se esté calentando, puede disipar el calor por todos los medios posibles: radiación, convección y conducción adicional.
Whiskeyjack
2
Perforar agujeros a través de una placa es mucho más costoso que dejarlo sin modificar.
Lundin
4
Obviamente, un blindaje anti-agujero proporcionará un blindaje aún mejor y evitará problemas con algo protegido más cerca del blindaje que el diámetro del orificio (que se dice que afecta el efecto de blindaje), pero hará que el aire forzado o el enfriamiento por convección sean ineficaces (excepto lo que sea el calor se transfiere al material de protección por convección dentro del recinto de protección).
Además, los orificios más grandes permiten instalaciones de ajuste de posicionamiento (tapas y macetas de recorte) debajo de un orificio para que sean accesibles sin quitar parte del blindaje, lo cual es importante ya que algunos circuitos estarán inherentemente desafinados con el protector desaparecido y / o difícil de ajustar porque atrapará una interferencia masiva.
He diseñado algunos escudos pequeños de RF como este. Siempre usamos pequeños agujeros redondos similares a los que se muestran en algunas de las imágenes de arriba. Los escudos se sueldan en su lugar durante el proceso de reflujo normal al mismo tiempo que todos los demás componentes de la placa. Después del reflujo, las placas se limpian con chorros de agua a alta presión (o, a veces, solventes) para eliminar los residuos de fundente y otros contaminantes. Sin agujeros en la tapa, las áreas debajo del escudo no se lavarían adecuadamente.
¿Los chorros de agua a alta presión no aumentarían el riesgo de daños, por ejemplo, al introducir grietas en las juntas de soldadura si no se eliminan completamente los componentes?
Dojo
No, las máquinas de limpieza que im referencia a están diseñados para este propósito por lo que los aviones no son demasiado fuertes (como una especie de arandela grande plato con una cinta transportadora pasando.)
Sidearm
Veo. Por cierto, ¿de dónde obtienes tus diseños personalizados fabricados? ¿Cuál es el MOQ esperado para tales escudos? ¿Intenta reutilizar los escudos para múltiples proyectos o son lo suficientemente baratos como para no molestarse y simplemente ordenar un ajuste personalizado para cada proyecto?
Dojo
Utilizamos una pequeña tienda en la Florida para los prototipos llamados Price Manufacturing, luego nuestros pedidos de gran volumen se subcontratan a través de nuestra casa de ensamblaje en el extranjero. Price mfg puede hacer pedidos muy pequeños como 10 o 20 piezas. El NRE es generalmente bastante alto, por lo que intentamos reutilizar las mismas tapas en varios trabajos si es posible.
Respuestas:
Ventajas de los agujeros en el escudo:
Los agujeros pequeños realmente no comprometen el escudo, siempre que los agujeros sean significativamente más pequeños que la longitud de onda de lo que desea que atenúe el escudo.
Además, nunca verá ranuras largas en los escudos de RF. Si se desea una abertura general más grande, se logrará con una serie de agujeros. El escudo sigue siendo una malla en esa área, que en su mayoría es tan buena como sólida, siempre que los agujeros individuales sean pequeños en comparación con la longitud de onda.
Una sola ranura larga y delgada es en realidad una antena. Imagine una hoja conductora con corriente de RF que fluye en una dimensión. Una ranura perpendicular al flujo de corriente tiene las mismas características que una antena dipolo. De hecho, tales cosas se llaman antenas de ranura . Obviamente, sería malo agregar antenas de ranura a algo destinado a ser un escudo.
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Buenas respuestas aquí, pero también agregaría, los agujeros también cambian significativamente las propiedades térmicas / mecánicas del escudo.
Como saben, cuando el metal se calienta, se expande, de manera similar, se contrae a medida que se enfría.
Si un escudo EMI tipo "can" se suelda a la PCB, y dicho escudo es sólido, eso introducirá una diferencia significativa en las tasas de expansión entre el PCB y el escudo.
Esto puede causar efectos como:
Esto puede ser un problema importante si la pantalla EMI se suelda durante la fabricación normal, donde las placas se calientan antes de la fase de flujo de soldadura. Cuando el tablero se enfríe nuevamente, se introducirá una tensión residual. Los tableros en realidad pueden salir con bastante curva o deformación en ellos.
Los escudos con agujeros bien diseñados también se ven mucho más "fríos".
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Proporcionar agujeros proporcionará protección mientras ahorra en costos de material.
La presencia de agujeros no significa que las señales de RF pasen sin atenuarse. Hay una frecuencia de corte para la dimensión de perforación dada. En términos de longitud de onda, se convierte en:
Longitud de onda de corte = 3.142 * radio del orificio (para perforaciones circulares)
Para una onda de 2.4 GHz, longitud de onda = 12.5 cm
Por lo tanto, un agujero más pequeño que 12.5 / 3.142 cm = 3.98 cm de diámetro atenuará las señales de RF.
En muchos casos, se requiere blindaje contra el ruido de línea de 50/60 Hz o algunos cientos de kHz provenientes de un regulador de conmutación. En este caso, incluso un orificio mucho más grande puede proporcionar protección al tiempo que ahorra costos de material y hace que el sistema sea liviano.
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Obviamente, un blindaje anti-agujero proporcionará un blindaje aún mejor y evitará problemas con algo protegido más cerca del blindaje que el diámetro del orificio (que se dice que afecta el efecto de blindaje), pero hará que el aire forzado o el enfriamiento por convección sean ineficaces (excepto lo que sea el calor se transfiere al material de protección por convección dentro del recinto de protección).
Además, los orificios más grandes permiten instalaciones de ajuste de posicionamiento (tapas y macetas de recorte) debajo de un orificio para que sean accesibles sin quitar parte del blindaje, lo cual es importante ya que algunos circuitos estarán inherentemente desafinados con el protector desaparecido y / o difícil de ajustar porque atrapará una interferencia masiva.
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Pueden ser para limpiar.
He diseñado algunos escudos pequeños de RF como este. Siempre usamos pequeños agujeros redondos similares a los que se muestran en algunas de las imágenes de arriba. Los escudos se sueldan en su lugar durante el proceso de reflujo normal al mismo tiempo que todos los demás componentes de la placa. Después del reflujo, las placas se limpian con chorros de agua a alta presión (o, a veces, solventes) para eliminar los residuos de fundente y otros contaminantes. Sin agujeros en la tapa, las áreas debajo del escudo no se lavarían adecuadamente.
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