電路設計 - 電路板設計中如何設定PCB層遮罩 ​

產品開發中, 從成本角度看, 日程, 質量, 和效能, 通常，最好仔細考慮並實施正確的 PCB設計 在項目開發週期中儘早. 項目後期實施的附加組件和其他“快速”修復通常不是功能上不理想的解決方案, 質量和可靠性較差, 而且成本比在此過程中早期實施的成本更高. 在項目的早期設計階段缺乏遠見通常會導致延遲交付，並可能導致客戶對產品不滿意. 此問題適用於任何設計, 是類比的嗎, 數位的, 電力或機械, 等.
與遮罩單個IC和部分PCB區域相比, . 如果整個房間或建築需要遮罩, 成本確實是天文數位.
“嵌套”遮罩方法是一種可能的解決方案. 嵌套方法是在產品設計的每個最低層次應用遮罩的方法. 例如, 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小面積, and PCB level):
Shell shielding cannot help attenuate the interference between individual ICs on the PCB, 而PCB級遮罩有助於减弱單個IC之間的干擾.
從實用的/成本效益觀點, typical enclosure shielding technology cannot provide significant attenuation performance at higher (GHz) frequencies, PCB遮罩確實可以提供此功能.
通過在PCB層上有效使用遮罩, 遮罩層的成本和重量可以最小化.
從易感性的角度, 現代集成電路具有收縮的矽特性, 更快的上升時間, 和更低的雜訊裕度. 只要它們在PCB層上被遮罩, 它們可以在嘈雜的環境中高效工作.
在產品中集成有譟音的無線通訊模塊可能會導致對附近其他敏感類比和數位組件的有害推斷. 這種雜訊也可以通過使用PCB級遮罩來緩解.
由於需要添加孔和槽以穿透輸入/輸出電纜, 顯示器, 通風, 觸點移除介質, 等., 外殼的遮罩通常被破壞到完全失效的程度. 如果使用PCB級遮罩, 這種情況不會那麼嚴重.
有效的外殼遮罩通常需要對進出產品的所有電纜進行精確過濾，其中電纜穿過外殼遮罩. 如果使用PCB級遮罩, 可以减少這種額外過濾的需要.
是否設計手機, 平板, 可擕式電腦或其他形式的電子產品, 除PCB級遮罩外, 良好的PCB佈局對於最小化EMI至關重要. 接地板和電源板可用作高威脅雜訊訊號的EMI遮罩. 這項科技是將這些高威脅訊號中的雜訊降至最低的良好第一步. 此方法有問題. 射頻能量仍將輻射到組件引線和封裝, 囙此，需要一個更完整的解決方案. PCB 水准遮罩 (also called "shielding tank") can be used here to attenuate the noise emitted by these noisy devices.
為了提供最大的利益, PCB水准遮罩必須形成完整的六面金屬外殼. 這是通過將遮罩層焊接到所有需要遮罩的組件下的實心接地層來實現的. 最大限度地提高效率, 地平面中不得有任何實質性間隙或開口. The actual performance of all shielding and grounding layers will always be affected by openings (such as adjustment holes, 名額, 電線, 施工縫, and gaps between shielding tank grounding connections). 因此, 需要盡可能避免這些項目.
電磁干擾遮罩的目標是利用金屬盒的六個側面在封閉的射頻雜訊組件周圍形成法拉第籠. 頂部五個側面使用遮罩蓋或金屬罐製成, 而底面是使用PCB內部的接地板製作的. 在理想的外殼中, 無排放物進入或離開該框. 這些防護罩確實會產生有害排放物, 例如，從錫罐的孔中穿孔, 允許在焊料回流期間進行熱傳遞. 這些洩漏也可能由EMI墊圈或焊接附件中的缺陷引起. 雜訊也可能從用於將遮罩蓋電連接到接地層的接地過孔之間的空間逸出.
傳統上, PCB遮罩連接到 PCB電路板 使用通孔焊尾, 在主裝配過程後手動焊接. 這是一個耗時且昂貴的過程. 安裝和維護期間是否需要維護, 必須對其進行脫焊，才能接觸到遮罩層下的電路和部件. 在含有高度敏感元件的密集PCB區域, 有造成昂貴損失的風險.

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 材料
A variety of shielding 材料 can generally be used, 包括黃銅, 鎳銀合金, 和不銹鋼. 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.
通常地, 鍍錫鋼是100 MHz以下遮罩的最佳選擇, 而鍍錫銅是200 MHz以上遮罩的最佳選擇. 鍍錫可以達到最佳的焊接效率. 因為鋁沒有散熱特性, 不容易焊接到地面層, 所以它通常不用於 PCB板 level shielding.
取決於最終產品的監管負擔, 所有用於遮罩的資料可能需要符合RoHs標準. 此外, 如果產品在濕熱環境中使用, 可能導致電腐蝕和氧化.