Herausforderung EMV-Abschirmungen

Höhere Frequenzen, weitere Miniaturisierung, besseres Wärmemanagement und strikter Umweltschutz sind einige der Anforderungen an moderne Elektroniksysteme. Doch daneben müssen auch im Rahmen strenger EMV-Vorschriften die Abschirmkonzepte immer mehr leisten.

Höhere Frequenzen, weitere Miniaturisierung, besseres Wärmemanagement und strikter Umweltschutz sind einige der Anforderungen an moderne Elektroniksysteme. Doch daneben müssen auch im Rahmen strenger EMV-Vorschriften die Abschirmkonzepte immer mehr leisten.

Im Bereich der EMV-Abschirmungen sind in den vergangenen Jahren einige nennenswerte Änderungen auf den Markt gekommen. Der Einsatz neuer Materialien und innovativer Produkte hat maßgeblichen Anteil an der schnellen Weiterentwicklung der Halbleitertechnik und Mikroelektronik. Hier einige Beispiele für Fortschritte, die durch neue Abschirmkonzepte ermöglicht wurden.

Lüftungsfilter können auch gut abschirmen

Optimaler Luftdurchsatz bei gleichzeitig bestmöglichster EMV-Abschirmung – das sind die Randbedingungen, die Lüftungsfilter gleichzeitig erfüllen müssen. Interessant wird es, wenn es gelingt, Lüftungsfilter herzustellen, die ohne einen Einbaurahmen auskommen. Dies gelingt mit einem Wabenmaterial, das mit einer Nickel-Kupfer-Legierung beschichtet und mit einem leitfähigen Schaumstoffband umgeben ist (Bild 1). Auf diese Weise lassen sich Kosten und Arbeitszeit für den Einbau der Lüftungsfilter einsparen. Durch den Verzicht auf einen Rahmen erhöht sich gleichzeitig der Luftdurchfluss um bis zu 20 % bei gleicher Oberfläche. Gerade bei kleinen Gehäusegrößen mit hoher Packungsdichte der Elektronik kann dies ein entscheidender Faktor sein.

EMV-Dichtungen mit FIP-Technologie

Bei der Form-in-Place-Technologie (FIP) wird ein elektrisch leitfähiges Elastomer mittels Dispenser direkt auf die entsprechenden Stellen des Gehäuses aufgetragen und sorgt so für die EMV-Abschirmung. Bei herkömmlichen Verfahren wird dabei eine Dichtung mit einem Profil in Form eines Halbkreises aufgetragen. Durch die Entwicklung spezieller Dispenserköpfe ist es nun möglich, auch Dichtungen herzustellen, deren Höhe größer als deren Breite ist. In der Vergangenheit war dies nur in zwei oder drei Produktionsdurchgängen möglich, während die neue Technik dies in einem Durchgang erledigt.

Damit ist es zum Beispiel möglich, EMV-Dichtungen zu „dispensen“, die einen dreieckigen Querschnitt haben. Die große Grundfläche garantiert eine gute Haftung auf der Unterlage, während die Spitze dazu führt, dass vergleichsweise geringe Kompressionskräfte nötig sind. Bei dieser Konfiguration wird gleichzeitig der Materialverbrauch minimiert. Auch Dichtungen, die sich bei der Kompression zur Seite neigen, sind so möglich (Bild 2). Der Kontakt mit der Oberfläche wird dadurch größer, was zu einer verbesserten Abschirmung führt.

Die neu entwickelten Dispenserköpfe verwenden spezielle Düsen und können um die z-Achse rotieren und so die gewünschte Form der Dichtung produzieren. Die Programmierung des Dichtungsraupenverlaufs, der Geschwindigkeiten und Drücke ähnelt dem herkömmlichen FIP-Verfahren. Die Vorteile liegen in den geringeren Arbeits- und Materialkosten sowie der Möglichkeit, komplexere Querschnitte zu produzieren, so dass sich das Verfahren speziell bei der Produktion von Mobiltelefonen und medizintechnischen Geräten durchsetzen wird, wo ja sehr kleine Gehäuse verwendet werden: Diese haben wenig Platz für die EMV-Dichtung, dünne Wände und oft komplizierte Strukturen mit mehreren Hohlräumen.