Das passende EMV-Abschirmmaterial finden #####

Ingenieure, die in der Produktentwicklung für die EMI-Abschirmung verantwortlich sind, saßen schon immer relativ unbequem zwischen den Stühlen der elektronischen und elektromechanischen Fachbereiche. Wie man die passende Abschirmlösung und das richtige Material findet, erläutern die Spezialisten von Chomerics Europe.

Ingenieure, die in der Produktentwicklung für die EMI-Abschirmung verantwortlich sind, saßen schon immer relativ unbequem zwischen den Stühlen der elektronischen und elektromechanischen Fachbereiche. Wie man die passende Abschirmlösung und das richtige Material findet, erläutern die Spezialisten von Chomerics Europe.

Mit zunehmender Komplexität ist die Abschirmung der empfindlichen Elektronikschaltkreise in Geräten und Apparaten gegen elektromagnetische Störungen (EMI) zu einem der wichtigsten Faktoren der Entwicklung geworden. Effiziente Lösungsansätze zur Abschirmung sind erforderlich, um ein Gerät einerseits gegen störende, aus externen Quellen stammende EMI zu schützen, und andererseits sicherzustellen, dass es auch selber keine Störungen abstrahlt. Doch wie findet man die passende Lösung?

»Die Anzahl sowie die unterschiedlichen Ausführungen von Gerätegehäusen, die eine wirksame Abschirmung benötigen, sind in den letzten Jahren stark gestiegen «, erklärt Billy Sheedy, Applications Engineer bei Chomerics Europe. »Die wachsende Zahl medizinischer Elektronikgeräte sowie eine endlose Flut neuer, mit empfindlichen Elektronikschaltkreisen vollgepackter Geräte führte zu einer wachsenden Nachfrage nach Abschirmmaterialien mit hoher Leistung.« Fortschritte in der Polymerentwicklung sowie das Verständnis, wie man leitfähige Teilchen darin einschließt, hatten zur Folge, dass es inzwischen eine breite Auswahl an Abschirmmaterialien gibt. Das ist jedoch ein zweischneidiges Schwert; einerseits bedeutet die Auswahlmöglichkeit und die Vielfalt der Materialien, dass die Ingenieure weniger Kompromisse bei ihrer Entwicklung eingehen müssen und einigermaßen sicher sein können, dass es ein Material gibt, das genau die erforderliche Funktion erfüllt.

Andererseits kann die breite Auswahl für Ingenieure, für die die Entwicklung und Materialauswahl einer EMI-Abschirmung nicht zu den täglichen Aufgaben gehört, höchst verwirrend sein. Jedes Gerät hat mehrere Stellen, die irgendeine Form von EMI-Abschirmung benötigen. Um die jeweils richtige Materialwahl für jede einzelne zu treffen, muss der Entwickler viele Faktoren beachten, u.a. die erforderliche Abschirmleistung, mechanische Erwägungen wie Schließkräfte und Aufbau von Toleranzen, ob die Passstücke dynamisch oder statisch sind, physikalische Gesichtspunkte wie Scher- oder Kompressionskräfte, Umgebungseinflüsse wie die Einwirkung von Nässe und Feuchtigkeit sowie eine extreme Hitzebeständigkeit und Flammfestigkeit. Auch die Produzierbarkeit bzw. die einfache Montage einer bestimmten Abschirmung ist zu bedenken – besonders bei Geräten, die in hohen Stückzahlen gefertigt werden.

Die EMI-Abschirmmaterialien, die den Entwicklern heutzutage zur Verfügung stehen, lassen sich in folgende Gruppen aufteilen:

Metalldichtungen

Von allen Materialien, die zur Bekämpfung elektrischer Störungen entwickelt wurden, gibt es die Ganzmetall-EMI-Abschirmungen und -Dichtungen schon am längsten. Sie sind nach wie vor für eine Vielzahl von Anwendungen wichtig, besonders für gestellmontierte Geräte, bei denen die einzelnen Schaltkreise regelmäßig entfernt und ersetzt werden müssen.

Berylliumkupfer-Kontaktfederstreifen-( Fingerstock-)Dichtungen vereinen eine hohe EMI-Abschirmwirkung mit einer Federklemm-Wischaktion (Spring-Finger-Wiping) und geringen Schließkrafteigenschaften. »Die geringe Zugfestigkeit und die überlegene elektrische Leitfähigkeit von Berylliumkupfer eignen sich ideal für die Abschirmung über einen weiten Frequenzbereich«, verdeutlicht Sheedy. »Für hochvolumige Anwendungen sind Streifen in vielfältigen Querschnitten entweder in Standard- oder kundenspezifischen Längen lieferbar. Und für Erdkontakte mit geringer Kompression gibt es individuelle Kontaktfedern mit druckempfindlichem Kleber, die sich leicht abziehen und ankleben lassen.« Zwar ist die elektrische Leitfähigkeit von Kontaktfederstreifen an sich unerreicht, doch können Faktoren wie etwa die Abmessung und die Anzahl der Schlitze im Kontaktfederstreifen sowie der Oberflächenkontaktbereich in einer Baugruppe die endgültige Abschirmleistung beeinträchtigen und zu anderen Ansätzen führen, die bei Verwendung von Elastomeren sogar eine bessere Leistung bieten. »Andere Metalldichtungen wie PCB-Platinenträger, Steckverbinder- und Konsolenabschirmungen sowie gewirktes Drahtgewebe sind ebenfalls verfügbar. Sie bieten Lösungen für statische Anwendungen, die eine gute Abschirmleistung ohne Abdichtung gegenüber der Umwelt benötigen «, so Sheedy.