屏蔽罩失效？

 

一前言

在当今高度电子化的世界中，电子设备的电磁兼容性（EMC）至关重要。而随着产品更新迭代，产品芯片工作频率越来越高，从而使得产品内部温度越高，EMC环境也愈发复杂。

结合这两点情况，有部分产品则设计了结构型屏蔽，从而满足散热和屏蔽，但如果设计不合理，则达不到良好的屏蔽效果。

 

二案例分析

本案例的产品是一款主机，产品为金属外壳，为了同时满足产品的散热需求以及屏蔽罩需求，结构工程师设计如下结构，希望同时满足两个需求，形成一个结构型屏蔽罩：

理想中的结构型屏蔽罩

 

但因为考虑到模具生产时的误差以及结构和PCB板接触时产生的压力导致PCB板形变，实际上的结构型屏蔽罩是和PCB板存在缝隙的，如下图：

实际上的结构型屏蔽罩

 

而产品的实际测试情况如下：

未整改前数据

 

可以看出数据存在大量高频的时钟辐射，而经过排查，源头为结构屏蔽罩内的解码IC引起，从侧面印证了该结构屏蔽罩的效果不佳甚至是失效，主要原因是屏蔽罩存在缝隙导致屏蔽效能降低。

 

三整改思路

缝隙是造成屏蔽效能降级的主要原因之一。在实际情况中，常常用缝隙的阻抗来衡量缝隙的屏蔽效能。缝隙的阻抗越小，则电磁泄漏越小，屏蔽效能越高。而缝隙的阻抗可以用电阻和电容并联来等效。低频时，电阻分量起主要作用；高频时，电容分量起主要作用。【影响缝隙上电阻成分的因素主要有】：接触面积（接触点数）、接触面的材料、接触面的清洁程度、接触面上的压力、氧化腐蚀等。而根据电容器的原理，很容易知道：两个表面之间的距离越近，相对的面积越大，则电容越大。所以我们可以得出减小缝隙电磁泄漏的基本思路：减小缝隙的阻抗（增加导电接触点、加大两块金属板之间的重叠面积、减小缝隙的宽度）。根据结论，我们可以用SMT导电硅橡胶将PCB板的GND和结构型屏蔽罩进行连接，从而降低整体的阻抗。

（红圈内为SMT导电硅橡胶）

 

而经过整改增加SMT导电硅橡胶后，该产品的测试结果如下：

整改后增加SMT导电硅橡胶数据

四总结

在实际应用中，电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。而优化电磁屏蔽则需要更多的其他辅助手段以提高屏蔽效能。