電子設計 - 回路基板設計でPCB層のためにシールドをセットする方法​

製品開発, コストの観点から, スケジュール, 品質, パフォーマンス, これは通常、慎重に検討し、適切な実装 PCB設計 プロジェクト開発サイクルで可能な限り早く. アドオンや他の“クイック”修正プログラムは、後でプロジェクトで実装されていない通常機能的に非理想的なソリューション, 品質と信頼性が悪い, そして、プロセスの前にインプリメントされるより高価である. プロジェクトの初期設計段階での先見性の欠如は、通常、遅延配信をもたらし、製品に対する顧客の不満につながる可能性があります. この問題はどんなデザインにも当てはまる, アナログである, デジタル, 電気または機械, etc.
単一のICとPCB領域の一部を遮蔽することと比較して, 回路基板設計は、PCB全体を遮蔽するコストの10倍と、全体の製品をシールドするコストの100倍のコストを要する. 部屋または建物がシールドされる必要があるならば, 費用は実に天文学的.
「入れ子」遮蔽法は可能な解決策である. ネスティング方法は製品設計の最低レベルで遮蔽を行う方法である. 例えば, 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, PCBの小面積, and PCB level):
Shell shielding cannot help attenuate the interference between individual ICs on the PCB, PCBレベルシールドは個々のIC間の干渉を減衰させるのに役立つ.
実践から/費用効率点, typical enclosure shielding technology cannot provide significant attenuation performance at higher (GHz) frequencies, PCBのシールドは、実際にこの機能を提供することができます.
PCB層に効果的にシールドを使用することによって, 遮蔽層のコスト及び重量を最小化することができる.
感受性の観点から, 最新の集積回路はシリコン特性を縮小している, より速い上昇時間, と低いノイズマージン. 彼らがPCB層の上でシールドされる限り, 彼らは、雑音の多い環境で効率的に働くことができます.
製品中の雑音の多い無線通信モジュールの集積は、すぐ近くの他の敏感なアナログおよびデジタルコンポーネントについて有害な推論につながることができる. このノイズは、PCBレベルシールドを使用することによって軽減することもできる.
穴とスロットを挿入する必要があるために/出力ケーブル, ディスプレイ, 換気, 接触除去メディア, etc., 筐体の遮蔽は、通常、完全な故障のポイントに妥協される. PCBレベルシールドが使用されるならば, この状況はそんなに深刻ではないだろう.
効果的なハウジング遮蔽は、ケーブルがハウジングシールドを通過する製品に入って、出るすべてのケーブルの正確なフィルタリングを通常必要とします. PCBレベルシールドが使用されるならば, この追加のフィルタリングの必要性を減らすことができる.
携帯電話設計, 錠剤, 携帯用コンピュータ等の電子機器, PCBレベルシールドに加えて, 良いPCBレイアウトは、EMI. グランドプレーンとパワープレーンは、高脅威雑音信号のためのEMI遮蔽として使うことができます. この技術は、これらの高脅威信号のノイズを最小化するための良い第一歩である. この方法に問題がある. RFエネルギーは、まだ部品リードおよびパッケージ20に放射する, それで、より完全な解決は必要です. PCB レベルシールド (also called "shielding tank") can be used here to attenuate the noise emitted by these noisy devices.
最大の利益をもたらすために, PCB水平シールドは完全な6面金属筐体を形成しなければならない. シールド層をシールドする必要があるすべてのコンポーネントの下に、固体接地面に半田付けすることによって達成される. 効率を最大にする, グランドプレーンには実質的な隙間や開口部はない. The actual performance of all shielding and grounding layers will always be affected by openings (such as adjustment holes, 指標, ワイヤ, 建設ジョイント, and gaps between shielding tank grounding connections). したがって, これらのアイテムはできるだけ避ける必要がある.
EMI遮蔽のゴールは、囲まれたRF雑音成分のまわりでファラデーケージをつくるために金属箱の6つの側を使うことです. 上部の5つの側面は、シールドカバーや金属缶を使用して作られて, 底面はPCB内部のグランドプレーンを使用して作られる. 理想的な構内で, 排出が入っていないか、箱を出ることはない. これらのシールドから有害な放出が発生する, 例えば錫缶の穴から穴へ, はんだリフロー中の熱伝達を許容する. これらの漏れも、EMIガスケットまたははんだアタッチメントの欠陥によって引き起こされる. ノイズは、シールドカバーを接地層に電気的に接続するための接地ビア間の空間から逃げることもできる.
伝統的に, PCBシールドは PCB回路基板 スルーホールはんだテールの使用, これは、メインアセンブリプロセスの後に手動でハンダ付けされる. これは、時間がかかる高価なプロセスです. インストールとメンテナンスの間、メンテナンスが必要であるならば, 遮蔽層の下の回路およびコンポーネントにアクセスするためには、それをdesolderedしなければならない. 高感度成分を含む高密度PCB領域, 高価な損害の危険がある.

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, 真鍮を含む, ニッケルシルバー, ステンレススチール. 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.
一般に, ティンスチールは100 MHz以下でシールドするための最良の選択である, tinned銅は200 MHz以上のシールドに最適です. すずめっきは最良の溶接効率を達成できる. アルミニウムは熱放散特性を持たないので, アース層に半田付けするのは容易ではない, だから通常は使われません PCBボード level shielding.
最終製品の規制上の負担によって, シールドに使用されるすべての材料はRoHS標準に準拠する必要があるかもしれない. 加えて, 高温多湿環境で使用する場合, それは、電気腐食と酸化を引き起こすかもしれません.