3D-gedruckte HF-Schirmkammern

Abstract:
Funkanwendungen sind in Zeiten von Internet of Things (IoT), Smart Home bis hin zu Industrie 4.0 allgegenwertig. Mit der zunehmenden Integration von Antennen ins Leiterplattenmaterial werden kabelgebundene Hochfrequenzmessungen immer seltener. Somit gewinnen HF-Schirmkammern beim Test von Funkanwendungen immer mehr an Bedeutung. Schirmkammern machen Tests reproduzierbar. Handelsübliche Schirmkammern bestehen aus Aluminium. Damit eine möglichst hohe Dämpfung erreicht wird, wird teilweise die Kammer aus einem Block gefräst. Dies hat den klaren Vorteil, dass kein Spalt entsteht, aus dem elektromagnetische Wellen austreten können. Diese massive Fertigung hat den Nachteil, dass die Schirmkammern sehr kostenintensiv und verhältnismäßig schwer werden. Alternativ werden Schirmkammern aus mehreren Blechen zusammengeschraubt. Hier hat man eine Vielzahl an Schlitze, die mit HF-Dichtungen und mit Schrauben in einem definierten Abstand abgedichtet werden müssen. Um möglichst früh Fehler zu entdecken, wird bevorzugt auf Leiterplattenebene getestet. Hier muss meistens mit einem Nadelbettadapter gearbeitet werden. Die Dämpfung von Schirmkammern setzt sich aus der Freiraumdämpfung und der Materialdämpfung zusammen. Bei der Materialdämpfung ist der Skin-Effekt von Bedeutung. Daraus folgt, dass das Material nicht dick sein braucht, damit eine ausreichende Schirmung erzielt werden kann. Um dennoch eine mechanische Festigkeit zu haben, wurde auf den 3D-Druck zurückgegriffen. Die gedruckten, spaltlosen Komponenten werden elektrisch leitfähig beschichtet, da so der gewünschte Schirmungseffekt erzielt werden kann. Das Ergebnis daraus ist ein HF-Vakuum-Nadelbett-Adapter.