电磁屏蔽性结构设计规范方案.docx

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电磁屏蔽性结构设计规范方案

《电磁屏蔽性结构设计规范》摘录

一．定义：

在有屏蔽体时，被屏蔽空间内某点的场强与没有屏蔽体时该点场强的比值。

以dB为单位表示

屏蔽等级分类：

级别

30~230MHz屏蔽效能

（dB）

230~1000MHz屏蔽效能

（dB）

1E

20

10

2D

30

20

3C

40

30

4B

50

40

5A

60

50

屏蔽效能规格要求举例：

设计规格书列举方式：

30~230MHz：

30dB；230~1000MHz：

20dB；一般低频段比高频段高10~15,也可写成30~1000MHz：

20dB。

二．常用屏蔽材料压缩量：

导电材料

推荐压缩量

导电布

40%~60%

簧片

30%~60%

导电橡胶

15%~25%

FIP点胶

15%~25%

金属导电丝网

30%~60%

三．常用屏蔽材料屏蔽效能及设计参数：

代码

原始高度

（mm）

推荐设计间隙

（mm）

压缩后高度

（mm）

安装方式

屏蔽效能

EMIS-D01

1.5

0.8

0.6~1.0

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D02

3.0

1.6

1.2~2.1

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D03

2.0

1.2

0.8~1.4

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D04

3.6

2.0

1.2~2.5

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D05

9.8

4.5

4.0~5.0

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D06

2.7

0.5

2.0~2.2

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D07

1.0

0.5

0.4~0.6

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D08

1.0

0.5

0.4~0.6

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D09

4.0

2.0

1.6~2.4

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D10

6.4

4.0

3.5~4.5

背胶

40dB/1GHz

EMIS-D11

3.2

1.5

1.2~2.0

背胶

40dB/1GHz

EMIS-H01

5.8

3.0

1.5~4.5

背胶

50dB/1GHz

EMIS-H02

3.6

2.4

1.8~3.0

背胶

50dB/1GHz

EMIS-H03

2.8

1.9

1.6~2.2

背胶

50dB/1GHz

EMIS-H04

0.8

0.3

0.1~0.6

背胶

40dB/1GHz

EMIS-H05

0.8

0.3

0.1~0.6

背胶

40dB/1GHz

EMIS-H06

2.8

/

1.8~2.2

卡装

40dB/1GHz

EMIS-H07

2.8

/

1.8~2.2

卡装

40dB/1GHz

EMIS-H08

3.5

0.5

/

卡装

25dB/1GHz

EMIS-H09

3.5

0.3

/

卡装

25dB/1GHz

EMIS-S01

9.52

6.5

4.8~8.7

背胶

25dB/1GHz

EMIS-S02

9.52

6.5

4.8~8.7

背胶

25dB/1GHz

EMIS-X01

1.02

0.7

0.6~0.85

安装槽

20dB/1GHz

EMIS-X02

3.41

2.6

2.3~2.9

安装槽

20dB/1GHz

EMIS-X03

1.15

0.8

0.6~1.0

安装槽

20dB/1GHz

EMIS-X04

1.15

0.8

0.6~1.0

安装槽

20dB/1GHz

EMIS-X05

2.03

1.6

1.5~1.7

安装槽

20dB/1GHz

EMIS-X06

8.0

5.0

4.5~5.5

安装槽

20dB/1GHz

四．紧固方式

缝隙搭边深度值超过30mm时，作用不明显；推荐缝隙搭边深度：

15~25mm。

五．局部开孔

定义：

数量不多的开孔

根据经验：

开口最大尺寸小于电磁波波长的1/20时，屏蔽效能20dB；开口最大尺寸小于电磁波波长的1/50时，屏蔽效能30dB。

例如：

屏蔽效能为20dB/1GHz时，局部开孔的最大尺寸应小于15mm。

一．提高缝隙的屏蔽效能可采取以下几种措施：

增加缝隙深度、减小缝隙的最大长度尺寸、减小缝隙中紧固点的间距、增强基材的刚性和表面光洁度。

二．影响穿孔金属板屏蔽效能的最大因素是开孔的最大尺寸，其次是孔深，影响最小的是孔间距。

三．针对电缆穿透问题，可采取：

在电缆出屏蔽体时增加滤波，或采用屏蔽电缆，同时屏蔽电缆屏蔽层与屏蔽体之间要良好电接触。

四．屏蔽方案

1.机柜屏蔽：

成本较高，由于缺陷较多，屏蔽效能一般不能做到太高。

2.插箱/子架屏蔽：

对于屏蔽电缆的接地和增加滤波都比较方便，适合大量出线的产品。

3.单板/模块屏蔽：

结构复杂，成本较高，对散热不利。

4.单板局部屏蔽：

在无线产品中较常见，主要通过安装屏蔽盒实现，实现较容易。

原则上，最靠近辐射源的屏蔽措施是最有效和最经济的；一般说，屏蔽需求导致结构件成本增加10%~20%左右。

五．缝隙屏蔽设计

1.紧固点连接缝隙

屏蔽效能最主要的影响因素是缝隙的最大尺寸和缝隙深度，减小紧固点间距、增加连接零件刚性。

2.增加缝隙深度

单排紧固时缝隙深度超过30mm后屏蔽效能差别就不明显，一般推荐值为15~25mm。

增加缝隙深度可采取一些迷宫或嵌入式结构，或采用双排紧固点方式（最好将两排紧固点错开分布）。

3.紧固点间距

下表是按照DKBA0.460.0031屏蔽效能测试方法得出的单排紧固点缝隙在不同间距下的屏蔽效能，测试样品T=1.5mm，大小600×600mm。

在选择紧固点间距时应该参照该表推荐数据，并根据实际结构形式进行一定的调整5~10mm。

表1单排紧固点距离推荐值

结构形式

缝隙深度L

（mm）

屏蔽效能

（E）

10dB/1GHz

屏蔽效能

（D）

20dB/1GHz

屏蔽效能

（C）

30dB/1GHz

板与板直接连接

<10

110

60

30

15~20

130

70

40

>25

140

80

45

板与板折弯90º后连接

<10

120

70

40

15~20

140

80

50

>25

150

90

55

板与型材或压铸件连接

<10

140

90

60

15~20

160

100

70

>25

170

110

75

型材或压铸件之间连接

<10

140

90

60

15~20

160

100

70

>25

170

110

75

板与型材连接特例

15~20

180

110

80

>25

200

120

90

表2双排紧固点距离D的推荐值

缝隙深度L

（mm）

屏蔽效能

（D）

20dB/1GHz

屏蔽效能

（C）

30dB/1GHz

30

120

80

50

150

100

70

180

120

图：

双排紧固

六．屏蔽材料的选用

常用屏蔽材料

表3导电布

华为代码

截面形状

截面尺寸（mm）

备注

EMIS-D01

半椭圆形

宽3.8，高1.5

EMIS-D02

方形

宽3.0，高3.0

EMIS-D03

腰形

宽4.0，高2.0

EMIS-D04

半椭圆形

宽6.4，高3.6

EMIS-D05

C形

宽10.7，高9.8

常用于机柜门、子架门等需要较大压缩量的屏蔽场合

EMIS-D06

半圆形

宽4.3，高2.7

用于1英寸以上宽度的型材面板屏蔽

EMIS-D07

矩形

宽3.0，高1.0

EMIS-D08

矩形

宽7.0，高1.0

EMIS-D09

半椭圆形

宽11.0，高4.0

EMIS-D10

半圆形

宽9.5，高6.4

EMIS-D11

矩形

宽9.5，高3.2

表4簧片

华为代码

截面形状

外形尺寸（mm）

备注

EMIS-H01

指形

宽15.2，高5.8

铍铜簧片，用于高屏蔽效能要求的机柜

EMIS-H02

指形

宽9.4，高3.6

铍铜簧片，用于高屏蔽效能要求的机柜

EMIS-H03

指形

宽7.1，高2.8

铍铜簧片，用于高屏蔽效能要求的机箱

EMIS-H04

锯齿形

宽5.8，高0.8

铍铜簧片

EMIS-H05

90º锯齿形

安装宽度4.1，扭角高0.8

不锈钢簧片，粘贴在型材标准插箱前面横梁上，用于横梁与面板之间屏蔽

EMIS-H06

C形

宽8.1，高2.8

铍铜簧片，广泛用于钣金面板、钣金机箱

适用料厚：

T=1.2mm

EMIS-H07

C形

宽8.1，高2.8

铍铜簧片，广泛用于钣金面板、钣金机箱

适用料厚：

T=1.5mm

EMIS-H08

异形

由于弹性齿片在单板插拔过程中容易损坏，故新设计面板中不采用

EMIS-H09

异形

不锈钢材质，只用于6U高0.8英寸宽型材面板

表5导电橡胶

华为代码

截面形状

尺寸（mm）

备注

EMIS-X01

圆形

直径D1.02

新产品中不采用

EMIS-X02

D形

宽3.1，高3.43

用于微蜂窝压铸盒体盒盖之间屏蔽

EMIS-X03

圆形

O形圈直径D58.5，横截面直径D1.25

BOM编码：

63250013，用于扣板与单板面板之间屏蔽

EMIS-X04

圆形

O形圈直径D43.0，横截面D1.25

BOM编码：

63250014，用于扣板与单板面板之间屏蔽

EMIS-X05

圆形

直径D2.03

BOM编码：

28050011，用于无线产品小模块屏蔽盒体，需要有安装槽

EMIS-X06

异形

用于室外机柜F01D100，既可以防水，也可以屏蔽

表6金属丝网

华为代码

截面形状

尺寸（mm）

备注

EMIS-S01

半椭圆形

宽12.7，高9.52，无背胶

只用于钣金型屏蔽电缆夹线结构

EMIS-S02

半椭圆形

宽12.7，高9.52，有背胶

只用于型材型屏蔽电缆夹线结构

表7其它屏蔽材料

华为代码

矩形

描述

备注

EMIS-A01

矩形

长110×宽150×厚2,有背胶，在3GHz~5GHz范围内吸收损耗不小于10dB，中心频率4GHz吸收损耗不小于20dB

用于METR06040产品

导电漆

/

喷涂固化后表面电阻小于0.5ohm，涂层固化后，用3M750胶带粘贴后，胶带上无大面积明显金属颗粒，检验涂层之间的附着力；采用百格刀法检验涂层与基体之间的附着力，长期工作温度-5~70摄氏度

用于塑胶件盒体屏蔽

点胶（FIP）

/

滴胶固化后截面宽度尺寸1.2mm，公差±0.2mm，高度0.9mm，公差±0.1mm；滴胶固化后对基体附着力大于10N/cm；电阻小于0.5ohm；长期工作温度-5~90摄氏度

常用于无线压铸屏蔽盒体

七．开孔屏蔽设计

1.通风孔屏蔽

穿孔金属板的孔隙率在30%~60%之间，一般可满足绝大多数产品散热需要；屏蔽效能在10~30dB/1GHz之间。

影响穿孔金属板的屏蔽效能最大的因素是开孔最大尺寸。

表10典型通风孔屏蔽效能

板厚

（mm）

孔尺寸

（mm）

孔间距

（mm）

30~230MHz屏蔽效能

（dB）

230~1000MHz屏蔽效能

（dB）

孔隙率

2.0

Ø4圆孔或Ø4圆的外接六角孔

6

55

40

0.35

Ø5圆孔或Ø5圆的外接六角孔

7

50

35

0.40

Ø6圆孔或Ø6圆的外接六角孔

8

45

30

0.44

Ø8圆孔或Ø8圆的外接六角孔

10

35

20

0.50

方孔4×4

6

50

35

0.44

方孔5×5

7

45

30

0.51

方孔6×6

8

40

25

0.56

方孔8×8

10

30

15

0.64

方孔10×10

12

25

10

0.69

1.5

Ø4圆孔或Ø4圆的外接六角孔

6

50

35

0.35

Ø5圆孔或Ø5圆的外接六角孔

7

45

30

0.40

Ø6圆孔或Ø6圆的外接六角孔

8

40

25

0.44

Ø8圆孔或Ø8圆的外接六角孔

10

30

15

0.50

方孔4×4

6

45

30

0.44

方孔5×5

7

40

25

0.51

方孔6×6

8

35

20

0.56

方孔8×8

10

25

10

0.64

方孔10×10

12

20

5

0.69

1.0

Ø4圆孔或Ø4圆的外接六角孔

6

45

30

0.35

Ø5圆孔或Ø5圆的外接六角孔

7

40

25

0.40

Ø6圆孔或Ø6圆的外接六角孔

8

35

20

0.44

Ø8圆孔或Ø8圆的外接六角孔

10

25

10

0.50

方孔4×4

6

40

25

0.44

方孔5×5

7

35

20

0.51

方孔6×6

8

30

15

0.56

方孔8×8

10

20

5

0.64

注：

表10为开孔数量50×50，测试方法遵循DKBA0.460.0031

2.局部开孔屏蔽

局部开孔意指数量不多的开孔，一般指光纤出线孔、指示灯、拨码开关、调测孔和观察孔等，局部开孔的屏蔽效能可根据经验来判断，当开孔的最大尺寸小于电磁波波长的1/20时，屏蔽效能为20dB，当开孔的最大尺寸小于电磁波波长的1/50时，屏蔽效能为30dB。

例如：

当要求屏蔽效能为20dB/1GHz时，局部开孔的最大尺寸应小于15mm（1GHz时波长为300mm）。

3.塑胶件屏蔽

塑胶件屏蔽设计主要有两种方案：

在塑胶件内侧喷涂导电漆或者内衬薄金属片。

喷涂导电漆方案一般用于屏蔽效能不高于15dB/1GHz的场合，推荐选用含Ag/Cu颗粒的导电漆，这种类别的导电漆性价比比较合适。

导电漆固化后表面电阻应小于0.2ohm/inch2；对于具体产品，可将指标换算成最大对角线电阻要求。

塑胶盒体中盒体盒盖之间的缝隙是塑胶件屏蔽最大难题。

接缝的屏蔽措施一般有三种，如图12所示，分别用于不同的应用场合。

方式一通过两个零件的接缝处相互咬合，利用塑胶件自身的弹性保证缝隙的接触。

这种屏蔽方式比较简单，两个零件通过少数的几个螺钉连接即可。

但这种缝隙的结合方式很难保证缝隙可靠接触，屏蔽效能不超过10dB/1GHz。

方式二在接缝处增加屏蔽材料，屏蔽材料在两个零件压紧之后提供良好的屏蔽效果。

在结构设计允许的情况下，推荐采用这种性价比很好的解决方案。

方式三是在盒体的内侧固定不锈钢片，利用不锈钢片与盒盖（已喷导电漆）的内侧接触。

屏蔽效能可达到20dB/1GHz。

4.单板局部屏蔽

（1）盒体式屏蔽盒

盒体式结构屏蔽盒采用0.3~0.5mm厚冷孔板或镀锡钢板冲压、折弯而成，通过盒体管脚与PCB板经过波峰焊固定，如图13所示。

屏蔽效能一般可达20dB/1GHz。

盒体的引脚间距应小于12mm，引脚自身宽度一般为0.8mm~0.9mm，引脚长度不大于3mm。

盒体对角有一对预紧引脚，安装屏蔽盒时，先将屏蔽盒扣上PCB板，拧转预紧引脚，将屏蔽盒固定在PCB板上，再进行波峰焊。

图13盒体式屏蔽盒（波峰焊）

如果屏蔽盒需要更高的屏蔽效能，通过引脚焊接的方式屏蔽性能可能不能满足要求，可以采用回流焊，使屏蔽盒与PCB板连接为一个整体。

盒体上面有定位引脚限位，定位引脚一般取2~3个，安装时只需将屏蔽盒扣在PCB板上，再进行回流焊。

需要回流焊接的屏蔽盒焊接面平面度不超过0.15mm。

图14盒体式屏蔽盒（回流焊）

如果屏蔽盒内部的元器件需调试，则屏蔽盒应设计成图13所示的盒体与盒盖组合的形式，如果不需要则最好设计成一体，以简化结构形式。

（2）围框式屏蔽盒

围框式结构的屏蔽盒主要用于单板工作频率十分高的场合，如在射频模块。

屏蔽盒与PCB之间的连接可以是回流焊或者螺钉连接。

围框式屏蔽盒一般采用锌铝合金压铸或者型材拉制而成，加工后进行化学氧化处理，结构形式如图15所示。

不采用螺钉连接时，盒体的中间隔筋一般取3~4mm，如果需要安装螺钉，则在相应位置将筋加厚至5~6mm。

周围隔筋由于要安装螺钉，厚度一般取5~6mm。

围框式结构盒体与盒盖之间用螺钉连接，螺钉间距30~40mm。

如果屏蔽效能要求很高，可以在盒体与盒盖之间或者盒体与PCB之间增加屏蔽材料。

最常见的是采取FIP点胶技术，点胶的宽度为1.2mm，高度为0.9~1.0mm。

因此隔筋最小宽度可以做到2mm。

采用点胶时也应该有一定的紧固螺钉，螺钉间距为100~150mm.为避免过度压缩，屏蔽盒隔筋上应该有螺钉限位凸台，凸台高度0.6~0.7mm。

图15围框式屏蔽盒

八．电缆屏蔽设计

屏蔽电缆在出屏蔽壳体时，需通过夹线结构或者屏蔽连接器，使得电缆屏蔽层与屏蔽体至少环形180度可靠接地。

非屏蔽电缆进出屏蔽壳体时，需要在屏蔽体上增加滤波措施。

电源线一定通过电源滤波器进出屏蔽壳体。

可参考结构屏蔽设计：

一．迷宫式屏蔽结构

即在盒盖上做成一些U形卡扣，一般有这样的设计准则：

当U形迷宫结构的深度大于5~10倍的开口宽度时，可以认为是形成了迷宫结构，可以达到近15dB的屏蔽效能。

如图1所示，U形结构深度9mm，迷宫U形槽开口宽度1mm，卡扣的宽度可以是40~50mm。

注意U形卡扣之间的距离不能太大，一般不超过15mm。

图1迷宫式屏蔽结构

二．扣式屏蔽结构

一般用来安装EMIS-H06簧片

图2扣式屏蔽结构