101 consejos y trucos sobre blindaje EMI

2 Lo ideal es que la capa de blindaje esté formada por láminas o capas de metal conductoras que se conectan mediante soldadura o soldadura fuerte, sin interrupciones. El blindaje es perfecto cuando no existe diferencia de conductividad entre los materiales utilizados. Cuando se trata de frecuencias inferiores a 30 MHz, el espesor del metal afecta la eficacia del blindaje. También ofrecemos una variedad de métodos de blindaje para carcasas de plástico. La ausencia total de interrupciones no es un objetivo realista, ya que la jaula de Faraday tendrá que abrirse de vez en cuando para que los aparatos electrónicos, los equipos o las personas puedan entrar o salir. También se necesitan aberturas para pantallas, ventilación, refrigeración, suministro de energía, señales, etc.

3 El blindaje funciona en ambas direcciones, los elementos que se encuentran dentro de la habitación protegida están protegidos de las influencias externas. (Figura 3.1)

5 Es una práctica común presentar las cifras de intensidad de campo en una escala logarítmica (en dB) .

6 La reducción depende de la frecuencia en Hz. Cada frecuencia tiene una longitud de onda en metros. Por ejemplo 100 MHz = 100.000 kHz = 3 metros. Para una mejor explicación, consulte la siguiente tabla.

Ondas

7 Una onda es una combinación de campo eléctrico y campos magnéticos.
Una onda electromagnética se compone de una parte magnética que depende de la corriente eléctrica (amperios), y una sección eléctrica, que depende del voltaje eléctrico (voltios). Cerca de la fuente (campo cercano) la parte magnética es dominante. A mayor distancia, la parte eléctrica y la parte magnética están presentes en una proporción fija (campo lejano). (Figura 7.1)

9 Para frecuencias muy bajas y CC, donde el campo magnético es dominante, además de capas gruesas, también se necesitan materiales especiales como aleaciones de Mu-metal y Mu-ferro. Además, se requieren combinaciones de múltiples capas para obtener un rendimiento de blindaje suficiente. Por favor consulte a nuestros ingenieros.

10 Cuando un cable penetra un blindaje que no está completamente conectado al blindaje, funcionará como una antena y esto reduce el rendimiento del blindaje de la jaula. Este es especialmente el caso en frecuencias más altas. (Figura 10.1)

12 Otros aspectos relacionados con el blindaje

• Normativas sobre ESD (descarga electrostática)
• Normativas relativas a ATEX (seguridad contra explosiones)
• Protección contra rayos / EMP / HEMP / NEMP
• Protección contra cortocircuitos/prevención de chispas.

13 Sistemas de identificación como RFID (Identificación por Radiofrecuencia). Evite que RFID entre en contacto con las estaciones.
Varios rangos de frecuencia, las frecuencias más bajas son para distancias más largas

• 125 kHz (baja frecuencia)
• 13,56 MHz (alta frecuencia)
• 860 a 950 MHz (frecuencia ultraalta)
• 2,45 GHz (microondas)

14 Protección médica/personal
Proteger ciertas frecuencias puede prevenir enfermedades causadas por los niveles de radiación. La ropa protectora puede reducir la intensidad del campo. Dependiendo de la densidad. Para ello existe protección personal en forma de ropa, gorros, guantes, medias, sacos de dormir, tiendas de campaña, etc.

Cómo crear un blindaje EMI óptimo

15 En general, un escudo que consta de más capas o zonas es más barato de producir que un escudo hecho con una sola capa de alto rendimiento. Es fácil crear 3 zonas:
NIVEL I El componente de la PCB está protegido por una lata. Blindaje en la fuente ( fig. 15.1 )
NIVEL II Toda la PCB está blindada con papel de aluminio, envolturas o una caja ( fig. 15.2 ) o la PCB y todos los cables conectados a ella están dentro de la caja blindada.
NIVEL III O la carcasa exterior también está blindada ( fig. 15.3 ).

NIVEL I 17 Montaje con clip
Las latas de blindaje se montan en la PCB con clips SMD, que vienen en varios tamaños. Después del reflujo, la lata (una cubierta con paredes adheridas) se coloca en los clips y posteriormente se puede retirar para realizar ajustes. ( figura 17.1 )

Blindaje de cables

NIVEL II 21 Cables dentro de la carcasa
Una vez cubierta la PCB, los cables conectados también se pueden blindar. Cuanto más largo sea un cable, mayor será su potencial para emitir frecuencias más bajas. Proteger un cable dentro del gabinete también evitará la diafonía y hará que el gabinete principal actúe como una cavidad y, por lo tanto, amplifique la radiación. Para evitar esto, la carcasa se puede laminar (parcialmente) con material de absorción EM. (Figura 21.1)

NIVEL III 23 Las propias carcasas, es decir, el rack, la caja, el recinto, la caja metalizada y la jaula de Faraday constituyen la cubierta principal de todo el sistema y también la conexión con el mundo exterior. Las carcasas están equipadas con pantallas, entradas para líneas de alimentación y señal y salidas de aire de refrigeración. Para más información ver el caso al principio de este artículo.

NIVEL III 24 Elementos que pueden reducir la efectividad de una jaula de Faraday

• NIVEL III A Costuras ( fig. 24.1 ) 26 / 32
• NIVEL III B Puertas 45
• NIVEL III C Entradas 10 , 63 / 69
• NIVEL III D Displays transparentes 70 / 74
• NIVEL III E Paneles de ventilación 79
• NIVEL III F Cables para alimentación 64 / 69
• NIVEL III G Cables para señales 65
• NIVEL III H Tuberías para fluidos, aire, calefacción ( fig. 24.2 ) 64 / 69
• NIVEL III I Cables para conexión óptica 64 / 69

26 Características de una costura óptima

• Es plano y liso 27
• Tiene las dimensiones adecuadas ( fig. 26.1 ) 32
• La construcción es lo suficientemente rígida ( fig. 26.1 ) 41 / 44
• Está y permanecerá libre de corrosión ( fig. 26.2 ) 33
• A ser posible, que sea en un solo plano.

28 Para reducir costos, la conexión se puede mejorar usando un
junta conductora , que llenará cualquier hueco. También se puede utilizar una junta para sellar contra el agua o para cumplir con otras demandas de IP. ( figura 26.1 ) ( figura 26.2 ).

29 Cuanto más blanda sea la junta , más tolerancia se podrá compensar y más ligera será la construcción final. ( figura 29.1 ).

31 También se puede lograr una construcción más ligera al tener distancias más pequeñas entre las fijaciones: esto da como resultado más bisagras, más cerraduras y más pernos. Todos estos elementos adicionales resultan en mayores costos y tiempos de montaje y desmontaje más largos.

32 Dimensión correcta Es posible integrar un sellado IP con la junta EMI. La junta IP en el “lado del agua” protege la junta EMI de la corrosión.

Prevención de la corrosión

33 En la etapa de diseño es importante especificar el entorno.
Es muy importante si la construcción debe poder soportar sólo la humedad o la exposición al agua (posiblemente incluso agua salada), niebla o condensación, por ejemplo durante el transporte.

34 Si el metal de la carcasa es sensible a la corrosión , un acabado de, por ejemplo, níquel y cromo puede ayudar a que la superficie de contacto mantenga la conductividad requerida. Materiales como el aluminio y el acero galvanizado desarrollan una capa de oxidación que reduce el proceso de corrosión pero es menos conductora.

35 Corrosión galvánica
Incluso cuando los materiales de la carcasa resisten bien la corrosión, es importante que trabajen juntos no sólo entre sí sino también con la junta ( fig. 35.1 ).

37 Alrededor de los orificios de los pernos debe haber suficiente espacio para un sello de agua . El agua nunca debe llegar a la junta EMI ni a la construcción a través de los orificios de los pernos. Alternativamente, se puede aplicar un sellado de agua adicional alrededor de los pernos en forma de anillos. ( figura 37.1 ).

39 Para piezas más grandes , puede ser más eficiente utilizar una junta combinada. Una junta EMI con sello de agua hecha de neopreno, silicona o caucho EPDM. ( figura 39.1 )

Reglas generales para la elección de juntas, DEPENDIENDO DEL TIPO DE CAJA

41 Construcción muy pequeña , ranuras (inferiores a 150 x 150), fundidas, moldeadas o mecanizadas: son adecuados perfiles conductores, juntas tóricas o juntas cortadas de caucho altamente conductor ( fig. 41.1 ).

47 A modo de indicación, en un armario de servidor de 600 x 2500 mm, se puede utilizar una junta de 6 mm de espesor y en una carcasa de componentes electrónicos de 200 x 600 mm, una junta de 6 x 4 mm es el tamaño óptimo. Todas nuestras juntas también pueden equiparse con estanqueidad al agua. Para que una junta tenga suficiente estabilidad , su ancho debe exceder su altura.

48 En el caso de una unión atornillada en una carcasa, placas de entrada, ventanas o paneles de ventilación, la fuerza de cierre es menos importante. Dependiendo del espesor de la placa y la distancia de los pernos, es común entre 1 y 2 mm y el escudo Amucor es una muy buena opción para los materiales utilizados con mayor frecuencia.

49 Cuando la carcasa tiene solo una brida de borde y se necesita un sello de agua y EMI, esto se puede crear usando juntas de clip. De estas juntas se han producido más de 200 formas diferentes con bordes de malla o textiles altamente conductores. Se montan mediante sujeción. Cuando los cortamos en la forma que desee el cliente, pueden incluso formar ángulos de 90 grados.

50 Para instrumentos e introducción de altas corrientes en una construcción, fabricamos más de 2400 tiras de dedos de Be-Cu diferentes. Estos no están permitidos en todos los países y son susceptibles de dañarse cuando se utilizan en una construcción que no está protegida adecuadamente (filo de navaja).

51 Las juntas se pueden fabricar en forma de marco , completas con orificios de montaje y tira autoadhesiva para el montaje si se desea. ( figura 51.1 ).

52 Para evitar que una junta se comprima demasiado , es posible agregar topes de compresión junto a los orificios de los pernos. Si hay suficiente espacio se pueden integrar en la junta anillos de plástico o metal (topes de compresión) con el espesor final.

53 Para facilitar el montaje , hay disponibles juntas en forma de P o U. Estas juntas se pueden montar fácilmente en una llanta debido a su forma. ( figura 53.1 ).

La junta en forma de L 54 se puede utilizar en construcciones donde se requiere EMI con sellado de agua y cuando hay una sola brida. La compresión máxima es del 30%. ( figura 54.1 ).

57 Las juntas EMI herméticas de cualquier forma se pueden cortar a partir de láminas de material como caucho conductor o de blindaje múltiple con pequeños cables conductores en el material. Tienen una compresión del 10-15%. ( figura 57.1 ).

59 Está disponible una malla tejida para uso militar y de baja frecuencia hecha de espuma de neopreno totalmente metálica (compresión del 10-15%) cubierta con alambres metálicos tejidos que tienen una compresión del 30-40%. El tubo de silicona cubierto con tejido tiene hasta un 50% de compresión y una fuerza de compresión baja.

60 La junta de malla tejida se puede montar en una ranura o se puede fabricar con una aleta para poder atornillarla o sujetarla.

61 Cuando no hay ranuras en su construcción, la junta de malla de alambre tejido se puede pegar a una goma autoadhesiva para mantenerla en su lugar.

62 Para juntas de alto rendimiento para sellar huecos en, por ejemplo, jaulas de Faraday para mediciones sensibles, las juntas se pueden producir en una implementación doble y atornilladas en el centro.

Blindaje de cables

63 Los cables que entran en una jaula de Faraday pueden transportar señales no deseadas dentro y fuera de la carcasa. Cuando estos cables están blindados, el blindaje del cable debe estar 360 grados alrededor del cable y conectarse a la carcasa mediante un prensaestopas o una placa de entrada de cables. El blindaje de entrada también está disponible en versiones estancas y retardantes de llama. Las líneas eléctricas y de señal deben filtrarse cuando no se sabe con certeza qué frecuencias hay en la línea. (Figura 63.1)

67 Es mejor colocar todos los filtros juntos pero separar los filtros de la línea de señal de los filtros de la línea de alimentación para evitar que las corrientes a través de la pared de la jaula procedentes de los filtros de la línea de alimentación interfieran con los filtros de la línea de señal.

68 La carcasa blindada crea una nueva “tierra” y debe conectarse a la tierra común del edificio, sólo por razones de seguridad. Esto es para evitar voltaje en la jaula con respecto a tierra.

69 Cuando desee introducir una línea de tierra limpia dentro de la jaula , además de la línea de tierra de la carcasa, también necesitará un filtro de línea de tierra para esta línea de tierra extra limpia.

Pantallas

70 Productos para blindaje transparente

• Malla tejida 73
• Malla tejida entre láminas de acrílico, policarbonato o vidrio, conectadas en los bordes (edge ​​bonded) ( fig. 73.1 ) 73
• Malla tejida, totalmente laminada entre placas de acrílico, policarbonato o vidrio ( fig. 73.1 ) 73
• Malla tejida entre lámina con o sin autoadhesivo (lámina de malla) 73
• Óxido de indio y estaño (ITO) sobre lámina o vidrio, 4 o 6 mm (lámina transparente) ( fig. 74.1 ) 74
• Rejilla de cobre sobre lámina, alta transmisión de luz versus rendimiento de blindaje
• Combinaciones de alto rendimiento de los materiales anteriores, enmarcadas en metal con juntas para un fácil montaje ( fig. 75.1 ) 75
• Lámina transparente con capa antiestática (lámina ESD)

71 Montaje de una ventana transparente
Para garantizar un buen rendimiento del blindaje, se puede proporcionar un blindaje conductor transparente con una barra colectora de contacto plateada. Algunos escudos se pueden fabricar con malla voladora para que la malla voladora pueda conectarse a la carcasa blindada. La ventana blindada debe hacer contacto total con la carcasa en todos sus lados mediante adhesivos conductores, sellos conductores, cinta con adhesivo conductor o sujeción con una junta si se desea. ( figura 71.1 ).

Elección del material transparente.

73 lámina de malla
Para el blindaje a bajas frecuencias, los tipos de blindaje de malla muestran el mejor rendimiento. Tienen una transmisión de luz más baja que, por ejemplo, las ventanas y láminas revestidas con ITO, pero eso se considera normal para una pantalla más que un problema. (Figura 73.1)

Cuando se aplica la lámina a un monitor y las líneas de la malla de la película no se corresponden con los puntos del monitor, se produce el efecto de anillo de Newton o surge un patrón muaré. Orientar la malla en un cierto ángulo entre 17 y 45 grados minimizará este efecto. Tenga en cuenta: existe una regla física: cuanto más fina sea la malla, más oscuro sea el material, mejor será el rendimiento del blindaje.

77 Para carcasas con formas complejas , se puede utilizar una pintura protectora o un spray (en latas). La pintura está llena de partículas metálicas conductoras como níquel, cobre, plata o combinaciones.

78 La metalización al vacío (sputtering) es otra opción; esto también se puede hacer parcialmente. Dado que se necesita una plantilla para este proceso, no se recomienda para cantidades de producción pequeñas. ( figura 78.1 ).

Paneles de ventilación

80 En unos pocos días, podemos producir paneles de ventilación Honeycomb según el plano del cliente. La estructura de panal es como guías de ondas y deja pasar el aire mientras bloquea la entrada de ondas electromagnéticas.

El tamaño de las celdas de los panales es de 3,2 mm y es posible combinar varias capas, incluso en construcciones transversales, para un mayor rendimiento. Un panal de celdas cruzadas consta de un mínimo de dos capas de material de panal escalonadas y giradas 90 grados entre sí. Esto da como resultado un buen rendimiento de blindaje independientemente de la polarización de las ondas. ( figura 80.1 ).

84 Para uso en exteriores , el panal se puede tratar con níquel u otro acabado. Esto sirve para proteger la rejilla de ventilación alveolar de influencias ambientales como, por ejemplo, la corrosión. ( figura 80.1 ).

85 Para evitar que las gotas de lluvia caigan dentro del recinto, también podemos hacer el panal inclinado (45 grados es el estándar) ( fig. 81.1 ).

86 Dos capas de panal inclinadas colocadas una frente a otra también impiden la entrada de varillas metálicas en la jaula y, por lo tanto, protegen contra la electrocución.

87 El montaje de los panales con marco se puede realizar mediante orificios pasantes o roscados que se perforan en el marco para lograr una buena longitud de tornillo. La perforación fluida es mejor que utilizar remaches que pueden aflojarse.

88 Los panales también se pueden utilizar como enderezadores de flujo, ya que la estructura del material del panal garantiza que el aire se sople en una dirección fija.

89 Opcionalmente, los panales pueden estar provistos de una brida para que, después del montaje, el panal forme una forma completa con el recinto blindado. ( figura 89.1 y figura 89.2 ).

91 El blindaje óptimo de los cables se puede conseguir con varios materiales, como tubos de blindaje flexibles y conductores, envolturas de metal tejido, textiles de alta conductividad o láminas. Todos estos materiales se pueden suministrar con o sin autoadhesivo.

92 El blindaje del cable debe ser de baja impedancia conectado en la entrada de la pantalla, pared o cuerpo del recinto blindado. De esta manera no sólo se produce una conexión galvánica, sino que también se crea un acoplamiento de alta frecuencia.
Una conexión completa de 360 ​​grados alrededor del cable funciona mejor. Para ello fabricamos entradas de cables ( fig. 92.1 ).

Tiras de los dedos

94 Para transmitir corrientes más altas para placas de entrada, etc., un muy buen producto son las tiras dactilares de cobre-berilio. Tenga en cuenta que no todos los países las aceptan debido al porcentaje de berilio que es tóxico, por lo que hemos desarrollado muchos otros tipos de juntas conductoras. Los cuales son más amigables con el medio ambiente y también menos sensibles a sufrir daños. Otra buena solución es colocar una malla tejida entre el panel de entrada y la pared de la jaula.

95 Para conexiones atornilladas, las tiras de dedos retorcidas de la serie 2400 son muy populares. Se pueden comprimir al espesor del material de las tiras de los dedos, como 0,25 mm. La mayoría de las versiones se pueden pegar con una tira autoadhesiva para mantenerla en su lugar.

96 Para puertas blindadas y puertas de jaula de Faraday se necesita un rango de compresión mayor. Los encontrará en la serie 2800. Los dedos se pueden sujetar, soldar o atornillar.

97 Las tiras para dedos de montaje con clip de la serie 2100 se pueden sujetar a espesores de placa de metal regulares como 0,5, 0,8, 1 y 1,5 mm. Algunos incluso tienen lanzas para que la tira no se suelte rápidamente.

98 Cuando se requiere una amplia gama de compresión , nuestras tiras para dedos a presión de la serie 2200 o nuestras tiras para dedos adhesivas de la serie 2300 pueden ser adecuadas. Estas tiras dactilares autoadhesivas se pueden integrar en la construcción.
Las tiras para dedos Snap-on se pueden montar firmemente en las ranuras de su construcción para que también se pueda lograr una compresión de casi 0,25. ( figura 98.1 ).

101 Para aplicaciones deslizantes, giratorias y móviles , póngase en contacto con nuestros especialistas. Para evitar el desgaste hay disponible un lubricante conductor.