Conception électronique - Comment configurer un bouclier de couche PCB dans la conception de carte ​

Dans le développement de produits, il est généralement préférable d'examiner attentivement et de mettre en œuvre la conception correcte de PCB le plus tôt possible dans le cycle de développement du projet, du point de vue des coûts, du calendrier, de la qualité et des performances. Les Add - ons et autres correctifs « rapides» mis en œuvre plus tard dans le projet ne sont généralement pas des solutions fonctionnellement indésirables, sont de qualité et de fiabilité médiocres et coûtent plus cher que la mise en œuvre précoce du processus. Le manque de vision au début de la phase de conception d'un projet entraîne souvent des retards de livraison et peut entraîner l'insatisfaction du client à l'égard du produit. Cette question s'applique à n'importe quelle conception, qu'elle soit analogique, numérique, électrique ou mécanique, etc. par rapport au blindage d'une seule IC et d'une partie de la zone PCB, la conception de la carte Xi coûte environ 10 fois plus cher que le blindage d'un PCB entier et 100 fois plus cher que Le blindage d'un produit entier. Si une pièce entière ou un bâtiment a besoin d'un blindage, le coût est en effet astronomique. La méthode de blindage « imbriqué» est une solution possible. La méthode d'imbrication est la méthode par laquelle le blindage est appliqué à chaque niveau le plus bas de la conception du produit. Par exemple, le blindage est d'abord appliqué à: une partie de la zone d'un seul IC / PCB composants PCB entiers tous les produits imbriqués méthode de blindage peut minimiser le coût total de la fabrication de produits de haute qualité dans les spécifications de performance à temps pour diverses raisons, en utilisant un faible niveau de blindage, Il est logique d'effectuer le blindage au niveau le plus bas possible (IC individuel, PCB de petite surface et niveau PCB): le blindage du boîtier ne peut pas aider à atténuer les interférences entre les IC individuels sur un PCB, tandis que le blindage au niveau du PCB peut aider à atténuer les interférences entre les IC individuels d'un point de vue pratique / rentable, La technologie de blindage de boîtier typique ne peut pas fournir des performances d'atténuation significatives à des fréquences plus élevées (GHz), et le blindage de PCB peut vraiment fournir cette fonctionnalité. Le coût et le poids de la couche de blindage peuvent être minimisés en utilisant efficacement le blindage sur la couche de PCB. Du point de vue de la susceptibilité, les circuits intégrés modernes ont des propriétés de silicium rétractable, Temps de montée plus rapide et marge de bruit plus faible. Tant qu'ils sont masqués sur la couche PCB, ils peuvent fonctionner efficacement dans des environnements bruyants. L'intégration de modules de communication sans fil bruyants dans un produit peut conduire à des déductions nuisibles pour d'autres composants analogiques et numériques sensibles à proximité. Ce bruit peut également être atténué par l'utilisation d'un blindage de niveau PCB. En raison de la nécessité d'ajouter des trous et des fentes pour pénétrer dans les câbles d'entrée / sortie, l'affichage, la ventilation, le support de retrait de contact, etc., le blindage du boîtier est généralement affecté jusqu'à ce qu'il soit complètement défaillant. Ce n'est pas si grave si vous utilisez un blindage de niveau PCB. Un blindage de boîtier efficace nécessite généralement une filtration précise de tous les câbles entrant et sortant du produit où le câble traverse le blindage de boîtier. Si vous utilisez un blindage de niveau PCB, vous pouvez réduire le besoin de ce type de filtrage supplémentaire. Qu'il s'agisse de concevoir des téléphones portables, des tablettes, des ordinateurs portables ou d'autres formes d'électronique, une bonne disposition de PCB en plus du blindage de niveau PCB est essentielle pour minimiser l'EMI. Le plan de masse et le plan d'alimentation peuvent être utilisés comme blindage EMI pour les signaux à fort bruit menaçant. Cette technologie est un bon premier pas vers la minimisation du bruit dans ces signaux de haute menace. Il y a un problème avec cette méthode. L'énergie RF rayonnera encore dans les conducteurs et les boîtiers des composants, d'où la nécessité d'une solution plus complète. Le blindage horizontal PCB (également appelé « réservoir de blindage») peut être utilisé ici pour atténuer le bruit émis par ces dispositifs bruyants. Pour offrir un maximum d'avantages, le blindage horizontal PCB doit former un boîtier métallique complet à six côtés. Ceci est réalisé en soudant la couche de blindage à un plan de masse solide sous toutes les pièces nécessitant un blindage. Pour maximiser l'efficacité, il ne doit pas y avoir de lacunes ou d'ouvertures importantes dans le plan de masse. La performance réelle de toutes les couches de blindage et de mise à la terre sera toujours affectée par les ouvertures telles que les trous de réglage, les indicateurs, les fils, les coutures de construction et les lacunes entre les connexions de mise à la terre des réservoirs blindés. Il est donc nécessaire d'éviter autant que possible ces éléments. L'objectif du blindage EMI est d'utiliser les six côtés de la boîte métallique pour former une cage de Faraday autour d'un ensemble fermé de bruit RF. Les cinq côtés du haut sont réalisés à l'aide d'un couvercle blindé ou d'un réservoir métallique, tandis que les côtés du Bas sont réalisés à l'aide d'un plan de masse à l'intérieur du PCB. Dans un boîtier idéal, aucune émission n'entre ou ne sort de la boîte. Ces boucliers génèrent en effet des émissions nocives, telles que des perforations sur des boîtes en étain, qui transmettent de la chaleur lors du soudage par refusion. Ces fuites peuvent également être causées par des défauts des rondelles EMI ou des accessoires de soudage. Le bruit peut également s'échapper de l'espace entre les trous de passage de la terre pour connecter électriquement le capot de blindage à la couche de terre.traditionnellement, les boucliers de PCB sont connectés à la carte de circuit imprimé à l'aide d'une queue de soudage traversante, qui est soudée manuellement après le processus d'assemblage principal. C'est un processus long et coûteux. Si l'entretien est nécessaire pendant l'installation et l'entretien, le soudage doit être effectué pour accéder aux circuits et aux composants sous le blindage. Dans les zones denses de PCB contenant des composants très sensibles, il existe un risque de dommages coûteux.

Les caractéristiques typiques des réservoirs de blindage de niveau PCB sont les suivantes: faible encombrement; Configuration basse attitude; Conception en deux pièces (clôture et couvercle); Trous traversants ou montage en surface; Mode Multi - cavités (utilisation du même blindage pour isoler plusieurs composants); Flexibilité de conception presque illimitée; Les évents; Couvercle amovible pour un entretien rapide des composants; Découpe de connecteur de trou d'E / s; Renforcement du blindage par un absorbeur RF; Protection ESD avec coussinets isolants; Utilisez une fonction de verrouillage solide entre le cadre et le couvercle pour une protection fiable contre les chocs et les vibrations. Les matériaux de blindage typiques peuvent généralement être utilisés avec une variété de matériaux de blindage, y compris le laiton, le nickel - argent et l'acier inoxydable. Les types les plus courants sont: petite empreinte; Configuration basse attitude; Conception en deux pièces (clôture et couvercle); Trous traversants ou montage en surface; Mode Multi - cavités (utilisation du même blindage pour isoler plusieurs composants); Flexibilité de conception presque illimitée; Les évents; Couvercle amovible pour un entretien rapide des composants; Découpe de connecteur de trou d'E / s; Renforcement du blindage par un absorbeur RF; Protection ESD avec coussinets isolants; Utilisez une fonction de verrouillage solide entre le cadre et le couvercle pour une protection fiable contre les chocs et les vibrations. Généralement, l'acier étamé est le meilleur choix pour un blindage inférieur à 100 MHz, tandis que le cuivre étamé est le meilleur choix pour un blindage supérieur à 200 MHz. L'étamage permet d'atteindre une efficacité de soudage optimale. Comme l'aluminium n'a pas de propriétés de dissipation thermique et n'est pas facilement soudé à la couche de terre, il n'est généralement pas utilisé pour le blindage au niveau de la carte PCB. Tous les matériaux utilisés pour le blindage peuvent être soumis à la norme RoHS en fonction du fardeau réglementaire du produit final. En outre, si le produit est utilisé dans un environnement humide et chaud, il peut provoquer une électrocorrosion et une oxydation.