Hướng dẫn thiết kế vỏ chắn EMI: vật liệu, mối nối, nối đất và lỗ/khe

Vỏ chắn nhiễu EMI là nắp kim loại được dập, có chức năng giảm nhiễu điện từ giữa mạch điện và môi trường xung quanh. Thiết kế cần cân bằng giữa hiệu quả chắn nhiễu, lắp ráp, chi phí và khả năng sản xuất.

Hướng dẫn này bao gồm các quyết định thiết kế chính: vật liệu, độ dày thành, mối nối, nối đất, lỗ/khe và các kết cấu giữ.

Kiến thức cơ bản về hiệu quả chắn nhiễu

Hiệu quả chắn nhiễu (SE) được đo bằng decibel. dB càng cao thì độ suy giảm càng lớn: 20 dB tương đương khoảng 90% suy giảm, 40 dB khoảng 99% và 60 dB khoảng 99,9%. Mức yêu cầu phụ thuộc vào sản phẩm, dải tần số và tiêu chuẩn áp dụng.

Lựa chọn vật liệu

Mối nối và nối đất

Phần lớn rò rỉ xảy ra tại mối nối, lỗ/khe và điểm nối đất, không phải xuyên qua kim loại. Vỏ cần tiếp xúc với mặt phẳng nối đất của PCB tại nhiều điểm. Có thể sử dụng vấu hàn, gioăng dẫn điện hoặc ngón lò xo. Khoảng cách giữa các điểm nối đất cần ngắn so với tần số cao nhất cần quan tâm.

Lỗ/khe

Lỗ và rãnh hoạt động như ăng-ten. Theo nguyên tắc thực hành, kích thước dài nhất của lỗ/khe nên nhỏ hơn khoảng một phần hai mươi bước sóng tại tần số cao nhất cần quan tâm. Nhiều lỗ nhỏ thường tốt hơn một rãnh lớn. Nếu cần thông gió, nên dùng mẫu lỗ đục lỗ thay vì một lỗ mở lớn.

Độ dày thành và độ xiên

Thành mỏng dễ tạo hình hơn nhưng có thể kém cứng vững hơn. Vỏ dập sâu thường sử dụng vật liệu dày 0,1-0,3 mm, tùy kích thước và độ bền. Độ xiên giúp tháo khuôn và giảm trầy xước; với nắp dập nông, độ xiên có thể rất nhỏ.

Kết cấu giữ và lắp ráp

• Vát dẫn hướng giúp vỏ vào đúng vị trí mà không làm hỏng chân tiếp điểm.
• Các chi tiết lẫy hoặc điểm lõm có thể giữ nắp tháo rời.
• Vấu hàn cần dễ tiếp cận và phẳng.
• Tránh các kết cấu gây vướng vỏ trong quá trình gắp đặt tự động.

Câu hỏi thường gặp

Kim loại dày hơn có luôn cải thiện khả năng chắn nhiễu không?

Không nhất thiết. Ở nhiều tần số, mối nối, lỗ/khe và nối đất chi phối. Độ dày có tác dụng, nhưng chi tiết thiết kế quan trọng hơn.

Vỏ chắn nhiễu có thể tháo rời không?

Có. Nắp tháo rời thường dùng ngón lò xo, điểm lõm hoặc khớp lẫy. Đánh đổi là hiệu quả chắn nhiễu và chi phí.

Đồng niken có luôn tốt hơn thép không gỉ không?

Đồng niken thường có độ dẫn điện và khả năng tạo hình tốt hơn, nhưng chi phí cao hơn. Thép không gỉ có thể đủ tùy theo tần số và mức SE yêu cầu.

Xem thêm: vỏ chắn nhiễu EMI và trao đổi về thiết kế chắn nhiễu.