SMT導(dǎo)電硅橡膠襯墊腔體屏蔽案例

一背景

車(chē)載腔體屏蔽普遍應(yīng)用在高精尖車(chē)載類(lèi)產(chǎn)品中，它可以阻擋來(lái)自汽車(chē)外部的電磁干擾，確保車(chē)內(nèi)的無(wú)線通信設(shè)備能夠正常工作，同時(shí)避免對(duì)車(chē)內(nèi)其他電子設(shè)備的干擾。在汽車(chē)電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中起著重要作用，它能夠提高車(chē)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(chē)電子化程度的不斷提高，車(chē)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(chē)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(chē)載域控，360環(huán)視等一些等高度集成的車(chē)載產(chǎn)品中，除了經(jīng)常使用的屏蔽罩，還會(huì)使用到與金屬機(jī)殼為一個(gè)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(kāi)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(duì)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(chē)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(chǎng)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?；谶@一點(diǎn)，SMT導(dǎo)電硅橡膠襯墊的作用就展現(xiàn)出來(lái)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）

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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(huì)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(shí)，通過(guò)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(méi)有金屬腔體的設(shè)計(jì)配合是否還能針對(duì)模塊進(jìn)行屏蔽呢？

有一個(gè)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(zhǎng)的關(guān)系來(lái)達(dá)到屏蔽的效果，我們只在需要屏蔽的模塊周?chē)?，搭建?lèi)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(zhǎng)的關(guān)系

1.當(dāng)我們知道計(jì)算頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系：

λ=u/f

其中λ是波長(zhǎng)，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(jiǎn)單的計(jì)算，大致了解我們?cè)谑褂迷撈骷?dāng)做屏蔽墻體時(shí)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(shí)，電磁波便能毫無(wú)衰減地通過(guò)孔縫。（基于這一關(guān)系，將對(duì)應(yīng)孔縫尺寸為λ/2的電磁波的波長(zhǎng)，相應(yīng)的頻率稱(chēng)為截止頻率）。 隨著孔縫尺寸的減小，電磁波開(kāi)始以 20dB/10倍頻（1/10截止頻率）的速率衰減?？卓p對(duì)電磁波的衰減作用逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。一旦知道了屏蔽罩內(nèi)輻射的頻率及強(qiáng)度，就可計(jì)算出屏蔽罩的最大允許縫隙。

那么當(dāng)孔縫尺寸小于波長(zhǎng)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(duì)200MHz的輻射衰減26dB頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為：

λ=u/f = 3* 10^8 / 200*10^6 = 1.5(米)

（波長(zhǎng)為150cm）則75cm的縫隙將會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生衰減，因此當(dāng)存在小于 75cm的縫隙時(shí)，200MHz輻射就會(huì)被衰減。所以對(duì)200MHz頻率來(lái)講，若：

需要衰減20dB時(shí)，縫隙應(yīng)小于7.5cm（75cm的1/10）；

需要衰減26dB時(shí)，縫隙應(yīng)小于3.75cm（7.5cm的1/2以上）；

需要衰減32dB時(shí)，縫隙應(yīng)小于1.875cm（3.75cm的1/2以上）；

需要衰減38dB時(shí)，縫隙應(yīng)小于0.9375cm（1.875cm的1/2以上）。

四總結(jié)

面對(duì)高速信號(hào)同理，當(dāng)然這是理想情況的算術(shù)題，實(shí)際應(yīng)用條件還是非常苛刻的，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(kāi)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(huì)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。