EMV-gerechtes Design Störschutz für Elektronikgeräte richtig planen

Für den Störschutz von Elektronikgeräten gibt es auf Chip-, Leiterplatten- und Geräteebene vielfältige Lösungen, bei denen die Bauteile ausreichend entkoppelt werden können. Dies wird umso schwieriger, je kleiner die Geräte werden und je mehr Funktionen hinzukommen. Der Beitrag zeigt auf, welche Aspekte beim EMV-gerechten Design wichtig sind.

Anbieter zum Thema

Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

W. L. Gore & Associates GmbH

Beim EMV-gerechten Design geht es darum, kostengünstig Störstrahlung in einem Gerät zu minimieren. Zahlreiche Dichtungs- und Abschirmkomponenten sind dafür auf dem Markt erhältlich. Daneben beeinflussen Werkstoffe für Abdeckungen und Gehäuse, die Betriebseigenschaften des Produktes, Bauvolumina, Anwendung sowie Umgebungseinflüsse das Design.

Art und Materialdicke einer Verkleidung oder Abdeckung beeinflussen ebenso die Schirmung. Beispielsweise dient ein Faraday’scher Käfig um eine Baugruppe und zwischen Komponenten dazu, Kopplungen nach innen oder außen zu unterbinden. Bei größeren Geräten erfüllt das Gehäuse diesen Zweck. Kleinere Apparate wie Mobiltelefone oder GPS-Systeme müssen innerhalb des Gehäuses auf Leiterplattenebene geschirmt werden. Dazu kann man Abschirmbecher verwenden. Nachteilig ist hier, dass beim Leiterplattendesign Größe und Form dieser Elemente berücksichtigt werden müssen. Damit steht nicht die bestmögliche Flächennutzung und Funktionalität im Vordergrund. Als Ersatz für derartige Abschirmungen dienen so genannte Board-Level Shields. Bei diesen Produkten ist der Entwickler nicht durch Geometrievorgaben der Abschirmung eingeschränkt (Bild 1).

Einfluss der Gehäusebeschichtungen

Werkstoffe für Gehäuse und Schirmung sollten eine geringe elektrochemische Potenzialdifferenz aufweisen (d.h. möglichst nahe in der elektrochemischen Spannungsreihe nebeneinander stehen). Geeignet sind Schirmmaterialien aus Nickel und Silber, da diese eine geringe Potenzialdifferenz zu gängigen Gehäusewerkstoffen aufweisen.

Metallgehäuse werden oft mit einem leitfähigen Korrosionsschutz versehen. Bei chromatierten Aluminiumgehäusen bildet sich eine nichtleitende Schicht, die Störeffekte bedingt, da sie die Wirkung der leitfähigen Versiegelung mindert. In diesem Fall muss dafür gesorgt werden, dass die Passfläche (also die Verbindungsstelle zwischen Gehäuse und Schirmwerkstoff) nicht beschichtet ist. Einfassungen und Passflächen können während des Beschichtungsprozesses ausgespart werden. Bei weniger hohen Anforderungen an die Schirmung lassen sich spezielle EMV-Dichtungen einsetzen, die die Beschichtung bei Druckeinwirkung durchdringen. Solche Abdichtungen enthalten scharfkantige Nickelteilchen, sind leitend, langlebig und haben eine geringe elektrochemische Potenzialdifferenz zu den Metallen, mit denen sie in Kontakt kommen (Bild 2).

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