Herausforderung 5G - elektromagnetische Schirmung mit Folien und Geweben

Mit dem Begriff „Elektromagnetische Verträglichkeit“ verbinden viele das typische Geräusch der gepulsten Datenbündel, die ein in der Nähe von laufenden Radios oder Fernsehgeräten liegendes Mobiltelefon aussendet. Dieses Geräusch ist ein gutes Beispiel, wie sich der Ausstrahler einer elektromagnetischen Welle und der Empfänger gegenseitig stören können. Doch es gibt von CMC Klebetechnik effektive Maßnahmen, um diese Beeinflussung zu verhindern oder zu reduzieren.
26 August, 2021 by
Herausforderung 5G - elektromagnetische Schirmung mit Folien und Geweben
CMC Klebetechnik GmbH, Herr Gerald Friederici

In der Vergangenheit gab es Langwellen-Funksignale, deren Wellenlänge bei etlichen Hundert Metern lagen. Auch UHF für den prä-digitalen Fernsehempfang hatte noch Wellenlängen von 100 – 10 cm (Dezimeterwellen).  Mit Einführung des Mobilfunks wurde die Wellenlänge immer kürzer. Dem Vorteil einer höheren übertragbaren Datenmenge stehen bei dieser Steigerung der Frequenz einige Nachteile gegenüber. Neben der verkürzten Reichweite wird die Abschirmung immer schwieriger. Denn ein Spalt im Metallgehäuse von 10 mm Länge ist im Gigaherzbereich eine durchaus wirkungsvolle Schlitzantenne. 

Mit der 5G Technologie verkürzt sich die eingesetzte Wellenlänge sogar bis in den Sub-Millimeter Bereich.

Anwendungstechnik

Gerald Friederici

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Nun werden auch Scharniere, Nähte, Durchgangslöcher und Ausschnitte für Anzeigen und Schalter zu potentiellen Schwachpunkten in metallisch geschirmten Gehäusen. 

Diese Erkenntnis trifft nicht nur auf den Mobilfunk (Basisstationen) zu, sondern auch auf das Internet der Dinge (IoT) oder die kommenden, autonom fahrenden Autos, die in Echtzeit Informationen über ihre Umgebung benötigen. Dazu brauchen sie einer stabilen Funkverbindung mit hoher Datenrate und kurzer Latenz. Außerdem wird auch die Verwendung von miniaturisiertem Radar um die 75-80 Ghz zur Überwachung der unmittelbaren Umgebung zu einer erhöhten Ausstrahlung von Sub-Millimeterwellen führen.

Viele Datenblätter von elektromagnetisch abschirmenden Produkten enden bei 1 bis 10 GHz. Die dazugehörige Norm ASTM D4935 zur Bestimmung der Schirmeffizienz endet bereits bei 1,5 GHz. Das bedeutet aber nicht, dass solche Produkte oberhalb dieser Frequenz keine gute Abschirmwirkungen mehr erreichen.

Die von CMC Klebetechnik angebotenen EMI-Schutzprodukte helfen dabei, zum Beispiel bei Prototypen oder Reparaturen die Schirmung gegen eingestrahlte oder abgestrahlte Millimeter-Wellen sicher zu stellen. Dazu steht eine umfangreiche Auswahl an Produkten zur Verfügung, die passend zu den jeweiligen Anforderungen Vorteile bieten. 

CMC 91100

CMC 91743

CMC 91815

CMC 90767

CMC 80782

Die verschiedenen EMV-Klebebänder können nach Kundenwunsch in beliebige Rollenbreiten geschnitten werden oder kundenspezifisch als Formstanzteil geliefert werden. Mit solchen Stanzteilen können beispielsweise EMV-Dichtungen erzeugt, Spalten und andere Öffnungen verschlossen werden und eine Erdung der Schirmmaßnahmen erreicht werden. Die eingesetzten Acrylatklebstoffe sind sehr alterungsbeständig und zum Teil elektrisch leitfähig. Die doppelseitig klebenden Varianten verbinden mechanisch und elektrisch Bauteile und reduzieren so den Montageaufwand erheblich. 

Die EMV-Gewebeklebebände verbinden eine hohe mechanische Festigkeit mit größtmöglicher Flexibilität und geringem Gewicht. Dennoch ist die Schirmwirkung gegenüber elektromagnetischen Einflüssen hervorragend.

Die EMV-Vliesklebebänder haben wegen ihrer irregulären Struktur eine hohe Schirmwirkung durch Reflexion und Absorption. Eine korrosionsbeständige Oberfläche schützt die Metallauflage auf den Kunststoff-Fasern vor Umwelteinflüssen. Der elektrisch leitende Kleber gewährleitet eine sehr gute Kontaktierung mit einem metallischen Untergrund.

CMC Klebetechnik kann auch Laminate aus den Produkten herstellen. Oft müssen in Kunststoffgehäusen Teilbereiche elektromagnetisch geschirmt werden. Dabei kann es mechanisch so eng werden, dass z.B. ein Stanzteil aus einer dünnen Kupferfolie (EMV-Schirm) zusätzlich gegenüber einer Platine isoliert werden muss (elektrische Isolation). CMC Klebetechnik kann solche Abschirmstanzteile mit überstehender Isolation (Luft- und Kriechstecke) sowie mit Erdungsfahnen zum Anlöten anbieten.

Fazit

Die zunehmende Digitalisierung aller Lebensbereiche erhöht die Belastung durch Funkwellen. Die immer kürzer werdende Wellenlänge erfordert feiner abgestimmte Abschirmmaßnahmen.

CMC Klebetechnik bietet unterschiedliche, oft kundenspezifisch angepasste Lösungen zur EMI-Schirmung an.