一背景
車載腔體屏蔽普遍應(yīng)用在高精尖車載類產(chǎn)品中,它可以阻擋來自汽車外部的電磁干擾,確保車內(nèi)的無線通信設(shè)備能夠正常工作,同時避免對車內(nèi)其他電子設(shè)備的干擾。在汽車電子設(shè)備的設(shè)計中起著重要作用,它能夠提高車內(nèi)電子設(shè)備的性能和可靠性,保證駕駛者和乘客的安全和舒適。
隨著汽車電子化程度的不斷提高,車載腔體屏蔽的需求也在逐漸增加。除了成本高昂的缺點(diǎn),而從功能性角度出發(fā)呢,有著至關(guān)重要的一環(huán),大家可以猜猜是什么?本文將用實(shí)際圖片介紹車載腔體屏蔽結(jié)構(gòu),以及如何優(yōu)化最重要的一環(huán)。
二屏蔽案例分享
我們發(fā)現(xiàn)例如車載域控,360環(huán)視等一些等高度集成的車載產(chǎn)品中,除了經(jīng)常使用的屏蔽罩,還會使用到與金屬機(jī)殼為一個整體的腔體式屏蔽結(jié)構(gòu)。在腔體屏蔽中側(cè)面的金屬外殼有著契合端口的開孔(如下圖所示)
在機(jī)器內(nèi)部是利用腔體屏蔽的結(jié)構(gòu)(如下圖所示)
而在主板上留有漏銅部分,對應(yīng)著腔體結(jié)構(gòu)墻的連接。(如下圖所示)
這種腔體屏蔽的結(jié)構(gòu)在車載高度集成的產(chǎn)品中應(yīng)用特別廣泛。這種結(jié)構(gòu)除了有著優(yōu)異的屏蔽性能,還有良好的地環(huán)境,減小噪聲環(huán)路與屏蔽效果相輔相成,還可以防止近場輻射串?dāng)_到線束。
在主板漏銅部分與腔體金屬部分的接觸情況,決定著屏蔽和接地的效果。基于這一點(diǎn),SMT導(dǎo)電硅橡膠襯墊的作用就展現(xiàn)出來了:可貼片生產(chǎn),優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以更好的降低阻抗、提升接地質(zhì)量,良好的壓縮率不僅可以更好貼合腔體金屬,還可以為主板提供一定的緩沖。
放置位置可以參考下圖,屏蔽腔體與PCB板的連接處(如下圖所示)
?
側(cè)切結(jié)構(gòu)圖
三導(dǎo)電硅橡膠襯墊的應(yīng)用
在一些機(jī)器中會分別在端口部分,或者電源部分內(nèi)置一部分的金屬腔體。在上蓋合并的同時,通過擠壓接觸STM導(dǎo)電硅橡膠襯墊進(jìn)行多點(diǎn)接地。那如果沒有金屬腔體的設(shè)計配合是否還能針對模塊進(jìn)行屏蔽呢?
有一個基于理論的思考,是否可以利用關(guān)于電磁屏蔽中的屏蔽縫隙與波長的關(guān)系來達(dá)到屏蔽的效果,我們只在需要屏蔽的模塊周圍,搭建類似于屏蔽罩的墻體,用較高一點(diǎn)的STM導(dǎo)電硅橡膠襯墊作為屏蔽墻體,保留好合適的間距,即可滿足我們需要的屏蔽效果。(如下圖所示)
左側(cè)為電源模塊 右側(cè)為高速通訊模塊
【導(dǎo)電硅橡膠襯墊位置該如何擺放呢】
要解決如何擺放,那我們就必須了解電磁屏蔽中的屏蔽縫隙與波長的關(guān)系
1.當(dāng)我們知道計算頻率和波長的關(guān)系:
λ=u/f
其中λ是波長,u是波速,f是頻率。讓我們除去繁瑣的其他屏蔽屬性,默認(rèn)STM導(dǎo)電硅橡膠襯墊的屏蔽性能是百分百的情況下,進(jìn)行簡單的計算,大致了解我們在使用該器件當(dāng)做屏蔽墻體時屏蔽的最大允許縫隙,便可以具體的知道使用該器件的可行性。
2.一般認(rèn)為孔縫尺寸大于λ/2時,電磁波便能毫無衰減地通過孔縫。(基于這一關(guān)系,將對應(yīng)孔縫尺寸為λ/2的電磁波的波長,相應(yīng)的頻率稱為截止頻率)。 隨著孔縫尺寸的減小,電磁波開始以 20dB/10倍頻(1/10截止頻率)的速率衰減??卓p對電磁波的衰減作用逐漸顯現(xiàn)出來。一旦知道了屏蔽罩內(nèi)輻射的頻率及強(qiáng)度,就可計算出屏蔽罩的最大允許縫隙。
那么當(dāng)孔縫尺寸小于波長的1/2后,電磁波的衰減可表示為?:
A=20lgλ/2d(式中d是孔縫尺寸)
3.例如如果需要對200MHz的輻射衰減26dB頻率對應(yīng)波長為:
λ=u/f = 3* 10^8 / 200*10^6 = 1.5(米)
(波長為150cm)則75cm的縫隙將會開始產(chǎn)生衰減,因此當(dāng)存在小于 75cm的縫隙時,200MHz輻射就會被衰減。所以對200MHz頻率來講,若:
需要衰減20dB時,縫隙應(yīng)小于7.5cm(75cm的1/10);
需要衰減26dB時,縫隙應(yīng)小于3.75cm(7.5cm的1/2以上);
需要衰減32dB時,縫隙應(yīng)小于1.875cm(3.75cm的1/2以上);
需要衰減38dB時,縫隙應(yīng)小于0.9375cm(1.875cm的1/2以上)。
四總結(jié)
面對高速信號同理,當(dāng)然這是理想情況的算術(shù)題,實(shí)際應(yīng)用條件還是非??量痰?,不僅要保證上蓋是金屬,還要控制好高度,而且還未加入屏蔽材料以及其他因素的討論。器件本身作用是以腔體屏蔽的接地為核心進(jìn)行展開思考,所以我們的重點(diǎn)更多是:充分發(fā)揮超低阻的電氣性能,加強(qiáng)腔體屏蔽的接地性能,完成屏蔽接地最后一環(huán)的銜接。后續(xù)我們會奉上關(guān)于STM導(dǎo)電硅橡膠襯墊許多實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的整改案例,歡迎交流。
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原文標(biāo)題:SMT導(dǎo)電硅橡膠襯墊腔體屏蔽案例分享
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