Elektromagnetische Störungen gefährden die IT EMI-Abschirmung in Rechenzentren

Rechenzentren und Server sind für die digitale Infrastruktur und manchmal darüber hinaus lebenswichtig, da sie für die Speicherung, Kommunikation und den Transport der täglich anfallenden riesigen Datenmengen verantwortlich sind. Die Aufrechterhaltung der Spitzenleistung von Rechenzentren und Servern ist eine der obersten Prioritäten von Unternehmen, um die mit Ausfallzeiten verbundenen erheblichen Störungen und Kosten zu vermeiden.

Aufgrund der Leistung moderner Rechenzentren und Server erfordert die Abschirmung hochfrequenter elektromagnetischer Störungen (EMI) ein sorgfältiges und proaktives Management - eine Überlegung, die bei den heutigen ultraschnellen elektronischen Systemen wichtiger denn je ist. Die neuesten Rechenzentren weisen zudem eine immer größere Dichte an elektronischen Subsystemen und Komponenten auf.

Diese Einrichtungen sind "lebendig" mit einer Vielzahl von Signalen, die fast um die Aufmerksamkeit konkurrieren. Die Interaktion zwischen den Signalen ist eine der Hauptursachen für Übersprechen und Interferenzen, die wiederum die Qualität der elektronischen Geräte beeinträchtigen können.

Zu viel Rauschen, Interferenzen, sind in der Regel ungewollt. Neben der Signalinteraktion zwischen internen elektronischen Komponenten können EMI von einem breiten Spektrum natürlicher und vom Menschen verursachter Quellen ausgehen, zum Beispiel von Fernseh- und Radio-Übertragungen, magnetischen Sonnenstürmen, Blitzen, statischer Elektrizität, Übertragungsleitungen im Stromnetz, Flughafenradar, Mobiltelefonen, Fabrikmaschinen und Schaltnetzteilen, um nur einige zu nennen.

Von unbeabsichtigt bis mutwillig, von ärgerlich bis katastophal

Manchmal sind die Störungen jedoch auch böswillig. Saboteure und andere skrupellose Personen können gezielte EMI als Gelegenheit nutzen, um Signale aus der Ferne zu stören. Unabhängig davon, ob die Störung beabsichtigt ist oder nicht, ist die EMI-Abschirmung von größter Bedeutung.

Die Auswirkungen von EMI können von unangenehm bis katastrophal reichen - letzteres vor allem in technisch stark frequentierten Bereichen wie Flughäfen und Krankenhäusern. Systemadministratoren, Netzwerkingenieure und andere, die direkt mit der Ausrüstung von Rechenzentren arbeiten, können alles Mögliche bemerken, von wackeligen Bildschirmen und Kommunikationsfehlern bis hin zu beeinträchtigter Datenintegrität und sogar kompletten Systemausfällen, bei denen die Festplatten durcheinander geraten oder sogar komplett gelöscht werden.

Generell gilt, dass Geräte mit hoher Leistung eher ein höheres Maß an EMI-Abschirmung erfordern. Außerdem erzeugen sie mehr Wärme, was ohne die richtigen Vorkehrungen zu Geräte- oder Systemausfällen führen kann. Die Entwickler von Rechenzentrumssystemen müssen Wege finden, sich mit den neuen Technologien weiterzuentwickeln und Produkte und Lösungen zu verwenden, die in diesen Umgebungen eine optimale Leistung erbringen können.

Alles Dichtung?

Um eine angemessene EMI-Abschirmung für Server und Rechenzentren zu gewährleisten, stehen verschiedene Arten von elektrisch leitfähigen Hochleistungsdichtungen zur Verfügung. Die Auswahl eine Produkts ist jedenfalls nicht egal. Die Anwender sollten sich auf die Suche nach dem 'optimalen' begeben.

Dichtungen dienen zur Abdichtung von Unterschieden zwischen Oberflächen und bieten einen vollständigen, niederohmigen Pfad für EMI-Signale, indem sie alle Zugangs-, Austritts- und Eintrittspunkte abdecken. Hohe Frequenzen von 100 MHz bis 300 GHz reagieren besonders empfindlich auf kleine Lücken in Oberflächen.

Weiche und flexible Dichtungen sind in diesen Fällen gut geeignet. Alles, was zu steif ist, könnte Lücken schaffen, anstatt sie zu verhindern, zum Beispiel bei Anwendungen mit Türen, Deckeln oder Platten. Das Gehäuse verliert dann seine Fähigkeit, gegen EMI abzuschirmen.

Schirm und Schaum

Eine gängige Form der EMI-Abschirmdichtung ist ein nicht leitender Schaumstoff mit geringer Dichte, der von einer leitenden Gewebe-Umhüllung umgeben ist (bekannt als "fabric-over-foam" oder FoF). FoF ist eine sehr wirtschaftliche Lösung für elektronische Anwendungen mit geringer Schließkraft, die eine EMI-Abschirmung und elektrische Erdung erfordern.

Durch die Kombination der leitfähigen Eigenschaften eines elektrisch leitfähigen Gewebes und der Anpassungsfähigkeit eines Schaumstoffkerns gewährleisten FoF-Dichtungen sowohl eine hohe Leitfähigkeit als auch eine hohe Zykluszuverlässigkeit zu einem erschwinglichen Preis. FoF-Produkte bieten außerdem eine große technische Flexibilität und, was für Rechenzentren und Server wichtig ist, einen guten Schutz gegen das Eindringen von Staub.

Die Dichtungen sind in Streifenform und in einer Vielzahl von Katalog- und kundenspezifischen Profilen erhältlich, die viele Schaumstoff- und Gewebe-Kombinationen umfassen. Eine besonders vorteilhafte Kombination für Anwendungen in Rechenzentren und Servern ist ein weicher, offenzelliger Urethanschaum, der mit einem leitfähigen, vernickelten Kupfer-Polyester-Taftgewebe ummantelt ist.

Das Ergebnis dieser sorgfältig entwickelten Konfiguration ist ein hervorragender Druckverformungsrest (15 Prozent) bei Anwendungen mit geringen Schließkräften, die eine hohe Abschirmwirkung (>100 dB, Dezibel) erfordern. Typische Anwendungen sind Server-Faceplates und Blade-Karten.

Silberfutter Eine weitere wirtschaftliche EMI-Abschirmungsoption für Rechenzentren und Server ist leitfähiger Schaumstoff. Obwohl er weit verbreitet ist, enthält eine bestimmte proprietäre leitfähige Schaumstofflösung eingebettete versilberte Fasern anstelle herkömmlicher leitfähiger Partikel. Die meisten leitfähigen Schaumstoffe verlieren durch die Zugabe von Partikeln ihre Integrität und federn dann nicht mehr so leicht zurück, was zu einem schlechten Druckverformungsrest führt.

Anstelle von Partikeln sorgen leitfähige Schaumstoffe mit Silberfasern, die sich über die gesamte Länge erstrecken, für den Kontakt von einer Seite der Oberfläche zur anderen. Durch die Einbettung dieser versilberten Fasern in einen offenzelligen Urethanschaum mit geringer Dichte profitieren die Anwender von einer stabilen elektrischen Leistung und einer ausgezeichneten Leitfähigkeit mit extrem kurzen Massepfaden.

Diese Art von multiplanarem, in der Z-Achse leitfähigem Schaumstoff bietet auch eine große Designflexibilität, da er in Form von Platten zum Stanzen geliefert wird, die für viele verschiedene Anwendungen geeignet sind.

Elektrisch leitfähige FoF und Schaumstoffe, die beide bei Parker Chomerics erhältlich sind, bieten eine sehr geringe Druckkraft, da sie weich sind und einen großen Biegebereich zulassen, was bedeutet, dass sie empfindliche elektrische Komponenten in Rechenzentren und Servern nicht beschädigen.

Cool bleiben!

Eine weitere Herausforderung für Rechenzentren ist die übermäßige Hitze, die von Servern und zugehörigen Geräten im Dauerbetrieb erzeugt wird. Ein effektives Wärme-Management ist von entscheidender Bedeutung, da hohe Temperaturen zu Leistungseinbußen und sogar zu Geräteausfällen führen können.

Belüftungsöffnungen werden häufig zur Wärme-Ableitung verwendet, indem entweder Kühlluft in das Gehäuse geleitet oder ein Abluftauslass für heiße Luft bereitgestellt wird. Diese Öffnungen spielen zwar eine wichtige Rolle bei der Verhinderung der Überhitzung von Geräten, stellen jedoch eine weitere Herausforderung dar, da sie einen Weg für die Abstrahlung von elektromagnetischen Störungen (EMI) von oder in die eingeschlossene elektronische Baugruppe bieten.

Eine gängige Wahl für eingehauste Chassis sind wabenförmige Belüftungsplatten, die als leistungsstarke und dennoch wirtschaftliche Lösungen für EMI- und Luftstromprobleme dienen. Wichtige Auswahlkriterien sind EMI-Dämpfungswerte, Luftstromraten, Korrosionsschutz, Haltbarkeit und Flammenbeständigkeit. Wabenförmige Belüftungsbleche bieten außerdem ein unglaubliches Maß an Anpassungsmöglichkeiten, einschließlich Rahmenanpassungen, um eine korrekte Anpassung an das Gehäuse zu gewährleisten.

Die Auflösung der Zwickmühle

Für Anwendungen, bei denen ein maximaler EMI-Schutz und eine maximale Wärme-Ableitung für eine langfristige Leistung innerhalb von Elektronikgehäusen erforderlich sind, bieten vollständig geschirmte Lüftungsplatten die richtige Lösung. Dieser Belüftungstyp ist ideal für einbaufertige Anwendungen, bei denen der Zusatz einer komprimierten Dichtung entlang der Belüftungsnaht die ultimative EMI-Abschirmung unterstützt.

Eine weitere Option für Anwendungen mit geringem Platzbedarf sind schlanke Lüftungspaneele, die aus expandiertem Aluminium oder „Monel“-Folie (Nickel-Kupfer-Legierung) anstelle der herkömmlichen Waben bestehen.

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