Überwindung des 5G-EMI-Kompromisses: AIR LOOP-Dichtung für dünne Geräte
Die wahre Herausforderung der 5G-EMI: Wenn dünnes Design auf Interferenzen trifft
Während einer Projektüberprüfung für ein Flaggschiff-Smartphone fasste ein Forschungs- und Entwicklungsleiter das Dilemma unverblümt zusammen:
„Die Antennenstörungen sind ungelöst, das Chassis ist 0,3 mm zu dick, und die Massenproduktion ist gefährdet.“
Dieses Szenario ist in der Elektronikindustrie mittlerweile weit verbreitet. Im 5G-Zeitalter stehen die Anforderungen an die EMI-Abschirmung und das ultradünne Industriedesign oft im Widerspruch zueinander .
Typische Beispiele sind:
Ein Laptop-Hersteller reduzierte die Dicke des leitfähigen Schaumstoffs von 2,0 mm auf 1,5 mm, um schmalere Displayränder zu ermöglichen, musste aber feststellen, dass die Abschirmwirkung von 80 dB auf 65 dB sank.
Ein Projekt für ein Steuergerät für ein neues Elektrofahrzeug erfüllte die EMV-Vorgaben mit leitfähigem Gummi, jedoch erhöhte das Übergewicht den Energieverbrauch des Fahrzeugs und die Beschaffungskosten um 15 %.
Hinter diesen Fällen verbergen sich drei strukturelle Schwachstellen der Branche.
Wichtigste Schwachstellen der Branche bei 5G-Geräten
| Herausforderung | Auswirkungen auf die Technik |
|---|---|
| Höhere EMI-Werte in 5G | Die Intensität elektromagnetischer Störungen ist etwa 30 % höher als bei 4G, weshalb im Frequenzbereich von 30 MHz bis 3 GHz eine Abschirmung von ≥80 dB erforderlich ist. |
| Einschränkungen beim Design dünner Bauteile | Eine Verringerung der Schaumstoffdicke führt oft zu einer deutlichen Verschlechterung der elektromagnetischen Verträglichkeit. |
| Kosten vs. Zuverlässigkeit | Metallfedern sind schwer und teuer; herkömmliche Schaumstoffe haben mit der Zeit zu kämpfen. |
Warum herkömmliche EMI-Abschirmungslösungen nicht ausreichen
Konventionelle EMI-Materialien wurden nicht für Hochfrequenz-, Leichtbau- und Mehrpunkt- Erdungsumgebungen entwickelt.
| Traditionelle Lösung | Kernbeschränkung |
|---|---|
| Leitfähiger Schaumstoff (Gewebe über Schaumstoff) | Mindestdicke ca. 1,2 mm; durch Alterung sinkt die Abschirmwirkung nach einem Jahr um 10–15 %. |
| Federfinger aus Berylliumkupfer | Hervorragende Abschirmung (>90 dB), aber 5-mal schwerer als Schaumstoff und anfällig für Materialermüdung. |
| Leitfähiger Gummi | Hohe Kompressionskraft, höhere Kosten, Risiko der Verformung von Leiterplatten oder Bauteilen |
Moderne 5G-Elektronik erfordert eine hohe Abschirmwirkung, ein schlankes Profil, geringes Gewicht, Langlebigkeit und Kosteneffizienz – eine Kombination, die herkömmliche Lösungen nicht gleichzeitig bieten können.
Bei kompakten Leiterplatten-Erdungsszenarien greifen viele Ingenieure mittlerweile auf SMT-basierte Lösungen zurück.
→ Interne Verbindungsplatzierung: SMT-Dichtungen | Kompakter und dennoch leistungsstarker EMV-Schutz für elektronische Geräte
AIR LOOP-Dichtung: Neudefinition der EMV-Abschirmung für 5G-Geräte
Die von Konlida entwickelte AIR LOOP-Dichtung ist eine strukturelle und materialtechnische Innovation, die speziell für dünne Hochfrequenzelektronik konzipiert wurde.
Strukturelle Innovation: Hohlschleifen-Design
Im Gegensatz zu Konstruktionen, bei denen Stoff über Schaumstoff liegt, verwendet AIR LOOP eine hohle Schlaufenstruktur ohne inneren Schaumstoffkern .
Dickenbereich: 0,8–1,5 mm
Gewichtsreduzierung: ~20 % im Vergleich zu herkömmlichem leitfähigem Schaumstoff
Hält den Anpressdruck konstant, ohne dass der Schaum zusammenfällt.
Bei Smartphone-Anwendungen ermöglicht dies eine Reduzierung des Gehäuses um bis zu 0,2 mm bei gleichzeitiger Beibehaltung einer Abschirmung von ~85 dB im Frequenzbereich von 30 MHz bis 3 GHz.
Materialverbesserung: Hochleitfähiges Gewebe + leitfähiger Klebstoff
Oberflächenwiderstand des leitfähigen Gewebes ≤ 0,03 Ω/Zoll
Schirmwirkungsgrad: 60–90 dB , deckt die 5G-Frequenzbänder ab
Abriebfestigkeit > 400.000 Zyklen , verhindert Metallpulverablösung
Diese Konstruktion verbessert auch die Langzeitstabilität im Vergleich zu herkömmlichen plattierten Geweben.
→ Platzierung interner Links: Verborgene Korrosion von leitfähigem Silikonkautschuk: Wie mikroskalige Elektrochemie die EMV-Zuverlässigkeit untergräbt
Fertigungsflexibilität und schnelle Anpassung
Benutzerdefinierte Profile: D-Form, P-Form, rechteckig und spezielle Geometrien
Maßtoleranz: ±0,1 mm
Schnelle Reaktion: Technische Abstimmung innerhalb von 24 Stunden, Prototyping innerhalb von 48 Stunden
Diese Flexibilität ermöglicht schnelle Designiterationen bei Smartphones, Laptops und Wearables.
Umweltverträglichkeit in verschiedenen Branchen
Betriebstemperatur: –40 °C bis +120 °C
Abschirmungsdegradation ≤5% nach Temperaturzyklen
Salzsprühbeständigkeit bei einem Kontaktwiderstand von ≤0,1 Ω
Dadurch kann AIR LOOP Gasket nicht nur in der Unterhaltungselektronik, sondern auch in Kfz-Steuergeräten und medizinischen Geräten eingesetzt werden.
→ Platzierung interner Verbindungen: EMV-Abschirmung von Leiterplatten: Vom Punkt-Schutz zur Systemisolation
Bewährte Ergebnisse aus der Massenproduktion
Unterhaltungselektronik : 15 % weniger Gewicht, 0,3 mm weniger Dicke, stabile 88-dB-Abschirmung über 3 Jahre Serienproduktion
Neue Energiefahrzeuge : Steuergerätegewicht um 25 % reduziert, Beschaffungskosten um 12 % gesenkt, Validierung im Temperaturbereich von –40 °C bis +125 °C erfolgreich bestanden
Medizinprodukte : Verbesserte Abschirmung von 70 dB auf 82 dB, beständig gegen wiederholte Alkoholsterilisation
Sichern Sie sich Ihre maßgeschneiderte EMI-Abschirmungslösung
Steht Ihr Projekt vor Herausforderungen wie unzureichender EMI-Abschirmung, übermäßiger Dicke oder Kostendruck, bietet Konlida Folgendes:
Kostenlose EMV-Designbewertung basierend auf Ihrer Anwendung
Beispielhafte Unterstützung mit Abschirmleistungsdaten
Schnelle Prototypenerstellung innerhalb von 48 Stunden und Pilotproduktion in 7 Tagen
Die AIR LOOP-Dichtung ist nicht nur ein Material – sie ist eine EMI-Lösung auf Systemebene für das 5G-Zeitalter .
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