EMIシールドとしての缶の使用について

「オペレーション」というゲームをしたことがありますか？奇妙な見た目の体から小さなピースを、スロットの端に触れずに取り出さなければならないゲームです。端に触れると、恐ろしいブザーが鳴り、失敗がみんなに知らされました。

それ以来、私が務めたすべてのエンジニアリングおよびITの仕事で、私は「PCBオペレーション」（電気エンジニアのためのオペレーション）の指定「外科医」でした。しかし、このゲームにはブザーはありません。モジュール、基板、または狭いケーシングから間違って取り除かれた場合、コンポーネントが故障するだけです。

プロトタイプ製品の一つで、落下した部品を回収できる能力が特に重要でした。特にESD（静電気放電）に敏感な部品に偶然触れた際、現場での設置作業中に約3分の1の基板を失っていました。小さな指なら、プリント基板を端だけ持ってケーシングに滑り込ませることができますが、通常サイズの手では無理で、常に部品にぶつかってしまいました。次のバージョンではEMI（電磁干渉）を減らす作業を行っており、これらの部品の上にカンを設置しました。これは偶然にも基板を不注意な指から守ることにもなりました。

ESDシールドはPCBのEMIシールドとは異なるため、基板に保護シールドを追加した際に一石二鳥を得られたのは非常に幸運でした。プリント基板を保護するには、基板レベルのシールドと認証テストを計画する際に、カン電子シールドがどのように機能するかを理解することが重要です。

カンとは何か？

EMIカンシールドやその他のEMIシールドは、部品を探す場所によってカン、ケージ、カバー、または蓋と呼ばれることもあります。これらは基本的に金属製の箱で、プリント回路基板に取り付けられ、表面の回路の一部を囲むように設計されています。

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

使用する金属は、アプリケーションと支払う価格によって異なります。製品に適した材料を確実に入手できるよう、メーカーに直接相談することをお勧めします。通常の選択肢は次のとおりです：

• 鋼：スズまたは亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼
• アルミニウム：通常はスズメッキアルミニウム
• 真鍮
• 銅合金：特に銅ベリリウムが
• ニッケル
• 銀
• スズメッキプラスチック

キャンの金属製の筐体は、カバーされた領域への電磁干渉やEMI放射の侵入または放出を防ぎます。多くのキャンシールドには、熱管理に役立つ金属の穴のグリッドがありながらも、コンポーネント上に導電性のカバーを提供するシールド効果を維持しています。

理想的なシールドは、コンポーネントを完全に包み込むものです。残念ながら、それでは入出力や電源と接地のための選択肢が残されませんので、キャンにはいくらかの電磁リークが発生します。必要に応じて、EMIガスケット、メッシュ、フィルムなどの追加のシールドでキャンを補完することができます。

EMIシールドをいつ使用すべきか？

PCBを設計する際には、短いトレース、適切なグラウンディング、部品の配置など、EMI放射のような放射を最小限に抑えるための良い設計慣行からボードを設計するべきです。EMI管理において良いボード設計を優先するべきで、シールドを使用することはそれに優先すべきではありませんが、素晴らしい次のステップです。

EMIシールディングは、PCBの他の場所で発生する可能性のあるEMI放射からコンポーネントを隔離する必要がある場合に特に適しています。RF出力、入力、およびアンプステージの上に最もよく使用されます。これらは電磁干渉を引き起こす/受けやすいセクションです。

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

電磁互換性に敏感なコンポーネントも、干渉を防ぐために電磁シールディングを施すことができます。最後に、オシレーターのような高速コンポーネントをシールドすることで、ボード全体にわたる干渉の発生を防ぐことができます。

どのようにして設計に取り入れればいいですか？

EMIシールドが最も利益をもたらす可能性があるコンポーネントやサブアセンブリを特定したら、必要なシールドのサイズを計算できます。これは、ほとんどのメーカーが外部寸法を提供する一方で、コンポーネントの周りに収まるために内部のクリアランスを知る必要があるため、難しい場合があります。経験から言うと、特に高さは重要で見落としやすいです。

シールド缶をボードに取り付けるには、プリント基板上の必要なコンポーネントの周りにはんだパッドを追加し、適切に接地します。また、シールド缶を回路基板に固定するクリップやフレームもあります。設計の初期段階にある場合は、取り外し可能なオプションをお勧めします。これにより、缶の下の再作業が格段に容易になります。シールドまたはクリップは、表面実装パッドにシールドをはんだ付けすることにより、自動製造プロセス中に取り付けることができます。

必要であれば、カスタムシールドを作成することができます。費用はかかりますが、非標準のエリアをシールドする必要があり、基板スペースを無駄にしたくない場合には、それだけの価値があります。また、基板の表面にトレースがある場合、缶が接触する可能性があることに注意してください。基板でのショートを防ぐために、缶の端には凹みを入れるべきです。クリップを常用することでこれを回避した人を知っていますが、大きな指が缶の端をトレースに接触させてしまうのではないかと心配していました。

Manufacturing Made Easy

Send your product to manufacturing in a click without any email threads or confusion.

Learn More

すべての事故からプリント基板を守ることはできませんが、基板自体（そしてできればいくつかの探索的な指）からは確実にシールドすることができます。将来の製品で再利用できるモジュラーなRFデザインを持っていることが本当に好きで、非反復設計の労力を最小限に抑えることができます。Altium Designer^®は、これをはるかに簡単にするツールです。内蔵された3Dクリアランスチェックを使用して、コンポーネントに適した高さの缶を確実にすることで、私のサイジングミスからあなたを救うこともできます。プリント回路基板を保護し始めるには、今日Altium Designerの専門家に相談してください！