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EMIシールドのコツとテクニック 101
エレクトロニクスエンクロージャ内のさまざまなシールドレベルの例
3 両方向にシールド。遮蔽された部屋の中のアイテムは外部の影響からシールドされる( 図3.1 )
図3.1:両方向のシールド機能
5電界強度の数値は、対数(dB)で表すのが一般的です。
40 dB
電界強度の100倍の低減
60 dB
1000倍
80 dB
10,000倍
100 dB
100,000倍
120 dB
1,000,000倍
140 dB
測定が非常に難しく、科学的な用途のみに使用
図7.1:波長対周波数
図10.1シールドを貫通する配線
図11.1:軍事用の安全性(例: EMPの場合)
図12.1:シールドに関連するその他の側面
RFIDがステーションとの接触を遮断します。
いくつかの周波数帯があり、低い周波数は長距離をカバーします。
特定の周波数をシールドすることで、放射線レベルによって引き起こされる病気を防ぐことができます。 防護服は電界強度を低下させる可能性があります。 よって、衣類、帽子、手袋、ストッキング、寝袋、テントなどで保護します。
最適なEMIシールドの作成方法
図15.1:ソースのシールド
図15.2:PCB全体をシールドする
図15.3:3つのレベルでのシールド、ヒント16 – 24を参照
ソースでのシールドは、通常、最も費用対効果の高いソリューションです。 一般に、望ましくない放射の発生源は、PCB上の1つまたは複数のコンポーネントまたは相互接続によって生成することができます。
遮蔽缶で、発生源から直接減少させることが可能です。
遮蔽缶は、いくつかのサイズからなるSMDクリップでPCBに取り付けられています。 リフロー後、缶(壁が取り付けられたカバー)をクリップに入れ、その後、調整のために取り外すことができます。(図 17.1)
図17.1:PCBシールド缶を取り付けるためのSMDクリップ
PCB上に直接はんだ付けすることができるピンを内蔵した穴またはカバーのピンもあります。(図18.1)
図18.1:PCBのシールド缶のマウントに使用されるピンの取り付け
冷却穴は、PCB上のトラックとの短絡 ( 図19.1 ) <br />を防ぐために、カバーまたはステップに作成することができます。カバーは、PCB上の固定部品(フェンス)と、このフェンスにクリップされた別のカバーで構成することもできます。 ( 図19.2と19.3 )
図19.1:ケーブル用の穴と開口部を備えたシールドレイアウトの例
図19.2:PCB(2フェンス)の固定部品と別のカバー(1)
図19.3:固定された部分(フェンス)とハウジングに付着したフォーム / ホイルカバー
もう1つの選択肢は、シールド材料のPCB全体を覆うことです。 これは、小さなハウジング、正しい形状にカスタムメイドされたもの、または単にPCBの周りに材料を巻くか、または貼り付けることによって達成することができます。 <br />フォイル、テキスタイル、ストレッチ素材、ラップシールドは、適切な形状にカットされており、簡単に適用できます。 短絡を防止することは常に重要なので、すべての材料に絶縁層を設けることができます。
PCBが覆われると、接続されたケーブルをシールドすることもできます。ケーブルが長くなればなるほど、低い周波数を放射する可能性が高くなります。 エンクロージャー内のワイヤーをシールドすることでクロストークも防止され、メインエンクロージャーをキャビティーとして動作させて放射線を増幅させます。 これを防ぐために、エンクロージャはEM吸収材で(部分的に)積層することができます。 ( 図21.1 )
図21.1:フラットケーブル、丸型ケーブル、ケーブルおよびブランチの束をシールドすることが可能
図24.1:ハウジングのパネルへの押し付け力があまり大きくないことに注意してください
図24.2:導電性材料のパイプには絶縁カップリングを設けることが必要
25 シームの導電率が、ケージが構築されている基本的な材料のものとほぼ同じであることが重要です。 溶接やはんだ付けが最も効果的ですが、場所によって難しい場合は、クランプ、ネジ止め、接着剤、シーリング、スティッキングなどの接続方法があります。
図26.1:開口部を防ぐための正しい寸法と剛性の高い構造の例
図26.2:環境シールと組み合わされたEMIガスケットは、装置に侵入する腐食および水を防ぐことが可能
図29.1:非常に柔らかいEMIガスケットの例
図35.1:ガルバニック腐食台
38 小さな部品の場合、ガスケットのスペースがない場合は 導電性ゴムを使用できます。 これらはプロファイルとプレートで利用でき、必要な寸法で正確にカットできます。
図37.1:EMC / IPガスケットの例
図39.1:複合ガスケット(ウォーターシールとEMCシールの組み合わせ)
図41.1:導電性Oリングガスケット付きの溝構造
図42.1:小型構造のガスケットソリューションの例
図43.1:中型構造のためのガスケットソリューションの例
図44.1:サーバーラックのような大型構造のガスケットソリューションの例
図45.1:シールドされたドアの構造
図49.1:クリップ式ガスケットの製造例
図51.1:小型構造のガスケットソリューションの例
図53.1:P型ガスケットとU型ガスケットの例
図54.1:L字型ガスケットのイメージ例
図55.1:過度に密閉するのを防止するためのV字形ガスケット
図64.1:ファラデーケージの壁に取り付けられた電力線フィルターの例
図65.1:導波路と組み合わせた光ファイバーコンバーターの例
良好なシールド性能を確保するために、透明な導電性シールドに銀のコンタクトバスバーを設けることが可能です。一部のシールドは、フライングメッシュで作成できるため、フライングメッシュをシールドされたハウジングに接続できます。シールドされた窓は、導電性接着剤、導電性シール、導電性接着剤付きテープ、または必要に応じてガスケットでクランプすることにより、ハウジングすべての側面と完全に接触する必要があります。(図 71.1)
図71.1:クランプ構造の図面例
透明シールドソリューションの取り付け用
より剛性の高い透明なシールドは、フレームで作成可能で、またベゼルで取り付けることもできます。
警告
現在のところは、モアレ効果のため、透明なシールドを100%光学的に正確に作成することはできません。そのため、多少の障害が発生する場合があります。
低周波数でのシールドの場合、メッシュシールドタイプが最も効果的です。 例えばITOでコーティングされたウィンドウやホイルよりも光の透過率が低いですが、ディスプレイとしては問題ないと考えられています。 (図73.1)
ホイルがモニターに適用され、フィルムのメッシュのラインがモニターのドットと一致しない場合、ニュートン環の効果またはモアレパターンが発生します。 メッシュを17〜45度の間で特定の角度に向けると、この影響を最小限に抑えることができます。 注意:物理的にメッシュが細かくて、素材の色が暗い程シールド性能が向上します。
図73.1:単一メッシュフォイルウィンドウ(ウィンドウの上部にメッシュ結合)と階段状メッシュフォイルウィンドウ(ガラスまたはプラスチックの2つの層の間のメッシュ)の例
酸化インジウムスズコーティングはモアレ効果がなく、より高い周波数で優れたシールド効果を発揮します。ただし、この製品は、指紋などの酸性物質に弱いです。オプションでで、ITO層を保護するためにプラスチックフィルム層を適用することが可能です。(図 74.1)
MRI室に直接設置できる、最大100dB以上の減衰できるターンキーシールドウィンドウを製造しています。これらのウィンドウはフレームで囲まれ、シールド層がいくつかあり、それらはすべて互いに接続しています。(図 75.1)
ハニカムのセルサイズは3.2mmで、数層の組み合わせができ、より高性能なクロス構造も可能です。クロスセルハニカムは、最小限の2層のハニカム素材に段差をつけて相対的に90度回転させたものです。これにより、波の偏波に依存しない良好なシールド性能が得られます。(図80.1)
81 ほこりから守るために、ダストフィルターは換気パネルに取付けることができます。ダストフィルターは、エンクロージャーの外側に取り付けることもできます。(図81.1)
82 コストパフォーマンスに優れた標準的なハニカムはアルミニウム製ですが、EMPのような特殊な用途では、より高価なマイルドスチール製もあります。(図82.1)
85 雨粒がエンクロージャーの中に落ちないように、ハニカムを斜め(45度が標準)にすることもできます(図81.1)
86 斜めに配置された2層のハニカムは、金属棒がケージ内に入ることを防ぎ、また感電も防ぎます。
88 ハニカムは、ハニカム素材の構造上、空気が一定方向に流れるため、整流器としても使用できます。
89 ハニカムには、オプションでフランジを付けることができ、取り付け後にハニカムがシールドされたエンクロージャーと形状を一体化することも可能です。(図89.1と図89.2)
ケーブルの周囲360度を完全に接続するのが最も効果的です。そのため、当社ではケーブルエンティースを製造しています(図92.1)
スナップオンフィンガーストリップは、構造物のスロットにしっかりと取り付けることができるので、約0.25の圧縮を実現することができます。(図98.1)
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