Экранирующие прокладки от электромагнитных помех: невидимый защитник электроники 5G.

Введение

По мере того как электронные устройства становятся все более компактными и работают на все более высоких частотах, электромагнитные помехи (ЭМП) стали скрытой, но критически важной проблемой. Часто описываемые как «электромагнитное шумовое загрязнение», ЭМП могут вызывать искажение сигнала, ухудшение производительности, нестабильность системы или даже потерю данных.

Экранирующие прокладки от электромагнитных помех являются одним из наиболее эффективных способов борьбы с этой проблемой. Они создают непрерывный проводящий путь через швы корпуса, предотвращая утечку или проникновение нежелательной электромагнитной энергии в чувствительные цепи. В эпоху 5G, где доминируют более высокие уровни мощности, более широкие частотные диапазоны и сверхтонкие конструкции, к экранирующим прокладкам от электромагнитных помех предъявляются беспрецедентные требования к производительности.

1. Экранирующие прокладки от электромагнитных помех: это не просто проводящие материалы.

Экранирующая прокладка от электромагнитных помех представляет собой проводящий и эластичный соединительный элемент, устанавливаемый между двумя сопрягаемыми поверхностями, обычно металлическими корпусами или рамами. Ее основная функция заключается в устранении разрывов в местах стыков за счет поддержания низкого контактного сопротивления при сжатии.

Правильно спроектированная прокладка, защищающая от электромагнитных помех, обеспечивает:

• Сдерживание внутренних электромагнитных излучений , снижение уровня излучаемых помех.

• Блокирование внешнего электромагнитного шума , повышение иммунитета (ЭМС)

• Заземление обеспечивает надежный путь для разряда электростатического разряда.

С физической точки зрения, экранирующие от электромагнитных помех прокладки работают за счет сочетания потерь на отражение на проводящей поверхности и потерь на поглощение, вызванных вихревыми токами внутри проводящей структуры. Высокоэффективные прокладки должны сохранять стабильную электропроводность и эластичность во всем заданном диапазоне сжатия.

Для более глубокого понимания управления импедансом интерфейса в электромагнитных уплотнительных прокладках см.
EMC Gasket: Контроль импеданса интерфейса для подавления высокочастотных помех .

2. Новые проблемы, связанные с 5G, для экранирующих прокладок от электромагнитных помех.

По сравнению с предыдущими поколениями, электроника 5G обеспечивает более высокую мощность радиочастотного сигнала, более плотную интеграцию и более тонкие механические конструкции. Эти тенденции напрямую приводят к ужесточению требований к экранирующим прокладкам от электромагнитных помех:

Сверхнизкое контактное сопротивление в сверхтонких профилях

На миллиметровых частотах даже незначительные разрывы импеданса могут вызывать сильное отражение и потерю сигнала. Уплотнительные прокладки от электромагнитных помех должны обеспечивать превосходную проводимость при толщине всего 0,1 мм .

Характеристики широкополосного экранирования

Технология 5G охватывает диапазоны от Sub-6 ГГц до миллиметровых волн, что требует стабильной эффективности экранирования (SE) в широком частотном спектре.

Низкое усилие сжатия при высокой упругости

Для тонких корпусов и чувствительных узлов требуется эффективное экранирование с низким коэффициентом сжатия (обычно 10–30% ), при этом необходимо создавать минимальное усилие закрытия, чтобы избежать деформации дисплеев или рамок.

Долгосрочная надежность

Уплотнительные прокладки, предназначенные для защиты от электромагнитных помех, должны выдерживать вибрацию, температурные циклы, влажность и старение без ухудшения электрических или механических характеристик.

3. Портфолио решений Konlida по экранированию электромагнитных помех с помощью прокладок

Компания Konlida Precision Electronics, опираясь на более чем десятилетний опыт в области материаловедения и применения материалов, предлагает широкий ассортимент решений по экранированию электромагнитных помех с помощью прокладок, разработанных специально для современной электроники.

3.1 Токопроводящие вспененные прокладки (ткань поверх вспененного материала)

Это одни из наиболее широко используемых и экономически эффективных уплотнительных прокладок для защиты от электромагнитных помех, состоящие из сердцевины из полиуретана, силикона или пенополиуретана, обернутой проводящей тканью или проводящей полиимидной пленкой.

Основные преимущества:

• Превосходная адаптивность и амортизация

• Настраиваемые профили (прямоугольные, D-образные, P-образные и т. д.)

• Надежная защита от электромагнитных помех и герметизация от воздействия окружающей среды.

Компания Konlida, являясь давним поставщиком для флагманских программ в области потребительской электроники, поставляет сверхтонкие прокладки из токопроводящей пены толщиной до 0,1 мм с допусками по размерам ±0,1 мм.

Для подробного анализа производительности обратитесь к следующему разделу.
Тканевые прокладки поверх поролоновых: удельное сопротивление, эффективность экранирования и характеристики сжатия. .

3.2 Уплотнительные прокладки для воздушной петли (полая конструкция из проводящей пены)

Уплотнительные прокладки AIR LOOP имеют полую трубчатую структуру, разработанную для применений, требующих сверхнизкого усилия сжатия и минимальной толщины.

Структурные преимущества:

• Сила сжатия снижена до 20–30% по сравнению с конструкциями из твердого пенопласта.

• Меньший вес и более тонкая структура слоев

• Более равномерный контакт на неровных поверхностях соприкосновения

Типичные области применения включают в себя крупногабаритные дисплейные модули, такие как планшеты и ноутбуки, где обычные прокладки могут создавать чрезмерное механическое напряжение.

3.3 Прокладки для экранирования электромагнитных помех в поверхностном монтаже

Предназначенные для непосредственного заземления и экранирования печатных плат, SMT-прокладки могут устанавливаться с использованием стандартных процессов пайки оплавлением.

К преимуществам относятся:

• Полная совместимость с автоматизированными сборочными линиями.

• Прочные и надежные паяные соединения (температура оплавления до 280 °C)

• Превосходный отскок, поглощающий вибрации и механические удары.

Компания Konlida предлагает различные конструкции прокладок для поверхностного монтажа, от пенополиуретановых прокладок с силиконовым сердечником до экструдированного проводящего силикона, широко применяемых в смартфонах, телевизорах и автомобильной электронике.

Подробнее о готовых к автоматизации решениях можно узнать здесь:
Уплотнительные прокладки для поверхностного монтажа: высокоточная защита от электромагнитных помех и решения, готовые к автоматизации. .

3.4 Всенаправленные проводящие вспененные прокладки

Эти прокладки изготовлены из полностью проводящей пены с изотропной проводимостью.

Основные характеристики:

• Гибкая резка и штамповка

• Экономичная герметизация от электромагнитных помех

• Хорошая коррозионная стойкость и амортизация.

Они обычно используются вокруг модулей камер, разъемов и локальных зон экранирования внутри корпусов.

4. Как выбрать подходящую прокладку для экранирования от электромагнитных помех

Для выбора оптимальной прокладки для защиты от электромагнитных помех необходимо провести оценку на системном уровне:

• Эффективность экранирования (SE): Целевой диапазон частот и требуемое ослабление в дБ.

• Механические ограничения: допустимый зазор, диапазон сжатия и допустимое усилие закрытия.

• Условия окружающей среды: температура, влажность, химические вещества и огнестойкость (UL94).

• Способ монтажа: клеевой, механический или пайка для поверхностного монтажа.

• Баланс между стоимостью и производительностью: оптимизация как по надежности, так и по общей стоимости владения.

Главное преимущество компании Konlida заключается не только в поставке стандартных электромагнитных прокладок, но и в разработке индивидуальных решений, ориентированных на конкретные задачи . Используя передовые материалы, электромагнитное моделирование (ANSYS), проверку прототипов и масштабируемое производство, Konlida оказывает поддержку клиентам от концепции до массового производства.

Заключение

В условиях все более сложной электромагнитной среды электроники 5G экранирующие прокладки перестали быть просто желательным элементом — они стали неотъемлемой частью обеспечения надежности продукции и соответствия требованиям электромагнитной совместимости . Выбор правильного решения по выбору прокладок — это инвестиция в долгосрочную производительность и качество продукции.

Благодаря передовым материалам, проверенному инженерному опыту и глубокому пониманию реальных задач, компания Konlida Precision Electronics готова стать вашим надежным партнером в области экранирования от электромагнитных помех и электромагнитных воздействий.