Elektronisches Design - Wie man Schirm für PCB-Schicht im Leiterplattendesign einstellt ​

In der Produktentwicklung, aus Kostensicht, Zeitplan, Qualität, und Leistung, Es ist in der Regel am besten, sorgfältig zu überlegen und umzusetzen PCB-Design so früh wie möglich im Projektentwicklungszyklus. Add-ons und andere "schnelle" Fixes, die später im Projekt implementiert werden, sind in der Regel keine funktional nicht idealen Lösungen, schlechtere Qualität und Zuverlässigkeit haben, und sind teurer als früher im Prozess implementiert. Mangelnde Voraussicht in der frühen Designphase eines Projekts führt in der Regel zu Lieferverzögerungen und kann zu Unzufriedenheit des Kunden mit dem Produkt führen. Diese Frage gilt für jedes Design, sei es analog, digital, elektrisch oder mechanisch, etc.
Verglichen mit Abschirmung eines einzelnen IC und eines Teils des Leiterplattenbereichs, Xiâ€$ein Leiterplattendesign kostet etwa das 10-fache der Kosten für die Abschirmung der gesamten Leiterplatte und das 100-fache der Kosten für die Abschirmung des gesamten Produkts. Wenn der gesamte Raum oder das Gebäude abgeschirmt werden muss, die Kosten sind tatsächlich astronomisch.
Die "verschachtelte" Abschirmmethode ist eine mögliche Lösung. Die Verschachtelungsmethode ist eine Methode zur Abschirmung auf jeder untersten Ebene des Produktdesigns. Zum Beispiel, the shield is first applied to:
Partial area of a single IC/PCB
The entire PCB
Subassembly
All products
The nested shielding method can minimize the total cost of manufacturing high-quality products on time and within the performance specifications.
Use low blocking levels
For various reasons, it makes sense to shield at the lowest possible level (single IC, kleine Fläche der Leiterplatte, and PCB level):
Shell shielding cannot help attenuate the interference between individual ICs on the PCB, während die Abschirmung auf Leiterplattenebene dazu beitragen kann, Interferenzen zwischen einzelnen ICs zu verringern.
Aus einer praktischen/Kosteneffizienz, typical enclosure shielding technology cannot provide significant attenuation performance at higher (GHz) frequencies, und Leiterplattenschirmung kann diese Funktion tatsächlich zur Verfügung stellen.
Durch effektive Verwendung der Abschirmung auf der Leiterplattenschicht, Kosten und Gewicht der Abschirmschicht können minimiert werden.
Aus der Sicht der Anfälligkeit, Moderne integrierte Schaltungen haben schrumpfende Silizium-Eigenschaften, schnellere Anstiegszeiten, und geringere Geräuschmargen. Solange sie auf der Leiterplattenschicht abgeschirmt sind, Sie können effizient in lauten Umgebungen arbeiten.
Die Integration von rauschenden Funkkommunikationsmodulen in das Produkt kann zu schädlichen Rückschlüssen auf andere empfindliche analoge und digitale Komponenten in unmittelbarer Nähe führen. Dieses Rauschen kann auch durch Verwendung von PCB Level Shielding gemildert werden.
Aufgrund der Notwendigkeit, Löcher und Schlitze hinzuzufügen, um Eingang zu durchdringen/Ausgangskabel, Anzeigen, Belüftung, Kontaktentfernungsmittel, etc., Die Abschirmung des Gehäuses ist in der Regel bis zum vollständigen Ausfall beeinträchtigt. Wenn eine Abschirmung auf Leiterplattenebene verwendet wird, diese Situation wird nicht so ernst sein.
Eine effektive Gehäuseabschirmung erfordert in der Regel eine genaue Filterung aller Kabel, die das Produkt betreten und verlassen, wo das Kabel durch das Gehäuseschild führt.. Wenn Leiterplattenebenschirmung verwendet wird, die Notwendigkeit für diese zusätzliche Filterung kann reduziert werden.
Ob das Design von Mobiltelefonen, Tabletten, tragbare Computer oder andere Formen elektronischer Produkte, zusätzlich zur Abschirmung auf Leiterplattenebene, Ein gutes PCB-Layout ist unerlässlich, um EMI zu minimieren. Die Erdungs- und Leistungsebene kann als EMI-Abschirmung für Rauschsignale mit hoher Bedrohung verwendet werden. Diese Technologie ist ein guter erster Schritt zur Minimierung des Rauschens in diesen Bedrohungssignalen. Es gibt ein Problem mit dieser Methode. HF-Energie wird immer noch zu den Bauteilleitungen und Verpackungen ausstrahlen, also eine umfassendere Lösung erforderlich ist. PCB Niveauabschirmung (also called "shielding tank") can be used here to attenuate the noise emitted by these noisy devices.
Um den größtmöglichen Nutzen zu erzielen, Die horizontale Abschirmung der Leiterplatte muss ein vollständiges sechsseitiges Metallgehäuse bilden. Dies wird erreicht, indem die Abschirmschicht unter allen zu abschirmenden Bauteilen auf eine feste Masseebene verlötet wird.. Zur Maximierung der Effizienz, Es dürfen keine wesentlichen Lücken oder Öffnungen in der Bodenebene vorhanden sein. The actual performance of all shielding and grounding layers will always be affected by openings (such as adjustment holes, Indikatoren, Drähte, Konstruktionsfugen, and gaps between shielding tank grounding connections). Daher, Diese Gegenstände müssen so weit wie möglich vermieden werden.
Das Ziel der EMI-Abschirmung ist es, die sechs Seiten einer Metallbox zu verwenden, um einen Faraday-Käfig um die geschlossene HF-Rauschkomponente zu schaffen. Die oberen fünf Seiten werden mit Abschirmabdeckungen oder Metalldosen hergestellt, während die Unterseiten mit der Masseebene innerhalb der Leiterplatte hergestellt werden. In einem idealen Gehäuse, Es werden keine Emissionen in die Box eindringen oder diese verlassen. Schadstoffemissionen durch diese Schilde treten auf, z.B. aus Perforationen in Löcher in Blechdosen, die eine Wärmeübertragung beim Lötfluss ermöglichen. Diese Leckagen können auch durch Defekte an EMI-Dichtungen oder Lötaufsätzen verursacht werden. Geräusche können auch aus dem Raum zwischen den Erddurchführungen entweichen, um die Schutzabdeckung elektrisch mit der Bodenschicht zu verbinden.
Traditionell, Leiterplattenschirme sind mit dem Leiterplatte Verwendung von Lötschwanzen durch Bohrungen, die nach dem Hauptmontageprozess manuell gelötet werden. Dies ist ein zeitaufwändiger und teurer Prozess. Wenn Wartung während der Installation und Wartung erforderlich ist, Es muss entlötet sein, um auf die Schaltungen und Komponenten unter der Abschirmschicht zuzugreifen. In dichten Leiterplattenbereichen mit hochempfindlichen Bauteilen, Gefahr von teuren Schäden.

The typical properties of PCB liquid level shielding tanks are as follows:
Small footprint;
Low profile configuration;
Two-piece design (fence and cover);
Through hole or surface mount;
Multi-cavity pattern (use the same shielding layer to isolate multiple components);
Almost unlimited design flexibility;
Vents;
Removable cover for quick maintenance of components;
I/O hole
Connector cutout;
Enhanced shielding by radio frequency absorber;
ESD protection with insulating pad;
Use the firm locking function between the frame and the cover to reliably prevent shock and vibration.
Typical shielding material
A variety of shielding materials can generally be used, einschließlich Messing, Neusilber, und Edelstahl. The most common types are:
Small footprint;
Low profile configuration;
Two-piece design (fence and cover);
Through hole or surface mount;
Multi-cavity pattern (use the same shielding layer to isolate multiple components);
Almost unlimited design flexibility;
Vents;
Removable cover for quick maintenance of components;
I/O hole
Connector cutout;
Enhanced shielding by radio frequency absorber;
ESD protection with insulating pad;
Use the firm locking function between the frame and the cover to reliably prevent shock and vibration.
Allgemein, verzinnter Stahl ist die beste Wahl für Abschirmung unter 100 MHz, während verzinntes Kupfer die beste Wahl für Abschirmung über 200 MHz ist. Verzinnen kann die beste Schweißeffizienz erreichen. Da Aluminium keine Wärmeableitungseigenschaften aufweist, Es ist nicht einfach, an die Bodenschicht zu löten, so wird es normalerweise nicht für Leiterplatte level shielding.
Abhängig von der regulatorischen Belastung des Endprodukts, Alle zur Abschirmung verwendeten Materialien müssen möglicherweise RoHs-Standards erfüllen. Darüber hinaus, wenn das Produkt in einer heißen und feuchten Umgebung verwendet wird, Es kann elektrische Korrosion und Oxidation verursachen.