Come impostare la schermatura corretta per gli strati PCB

YONGU-GROUP

Metodo di schermatura corretto

Nello sviluppo del prodotto, dal punto di vista dei costi, della pianificazione, della qualità e delle prestazioni, è spesso meglio considerare attentamente e implementare il design corretto all'inizio del ciclo di sviluppo del progetto. I componenti aggiuntivi e altre correzioni "rapide" implementate alla fine del progetto spesso non sono soluzioni funzionalmente non ideali, hanno una qualità e un'affidabilità inferiori e sono più costose di quelle implementate in precedenza nel processo. La mancanza di lungimiranza nelle prime fasi di progettazione di un progetto spesso si traduce in un ritardo nella consegna e può portare all'insoddisfazione del cliente per il prodotto. Questa domanda si applica a qualsiasi progetto, sia esso analogico, digitale, elettrico o meccanico, ecc.

Rispetto alla schermatura emi emc di un singolo circuito integrato e parte dell'area del circuito stampato, la schermatura dell'intero circuito stampato costa circa 10 volte e la schermatura del cavo emi dell'intero prodotto costa 100 volte. Se un'intera stanza o un edificio deve essere schermato da circuiti stampati, il costo è davvero astronomico.

L'approccio del mascheramento "nidificato" è una possibile soluzione. Un approccio annidato è un metodo per applicare la mascheratura a ogni livello più basso della progettazione del prodotto. Ad esempio, la mascheratura viene prima applicata a:

L'approccio di schermatura nidificata riduce al minimo il costo complessivo di produzione di un prodotto di alta qualità nei tempi e nell'ambito delle specifiche prestazionali.

Usa un livello di schermatura basso

La schermatura dell'interferenza del cavo al livello più basso possibile (circuito integrato individuale, piccola area di circuito stampato e livello di circuito stampato) ha senso per una serie di motivi:

Scatola di schermatura EMI può aiutare ad attenuare le interferenze tra i singoli circuiti integrati situati sul PCB, mentre la schermatura del livello del circuito stampato può aiutare ad attenuare le interferenze tra i singoli circuiti integrati

Da un punto di vista pratico/economico, le tipiche tecniche di schermatura della scatola non possono fornire prestazioni di attenuazione significative a frequenze più alte (ghz), mentre la schermatura del circuito stampato lo fa.

Il costo e il peso dello strato schermante possono essere ridotti al minimo mediante l'uso efficace della schermatura sullo strato PCB.

Dal punto di vista della suscettibilità, i moderni circuiti integrati hanno caratteristiche di riduzione del silicio, tempi di salita più rapidi e margini di rumore inferiori. Finché viene utilizzato un nastro di schermatura RFI a livello del PCB, possono funzionare in modo efficiente in ambienti rumorosi.

L'integrazione di moduli di comunicazione wireless rumorosi nei prodotti può portare a inferenze dannose per altri componenti analogici e digitali sensibili nelle immediate vicinanze. Questo rumore può anche essere mitigato utilizzando la schermatura a livello di PCB

Involucro schermato EMC è spesso compromesso al punto da fallire completamente a causa della necessità di aggiungere fori e fessure per penetrare in cavi di ingresso/uscita, display, ventilazione, supporti per la rimozione dei contatti, ecc. Mentre con la schermatura a livello di circuito stampato, questo è un problema minore. Yongucase dispone di custodie per apparecchiature elettroniche di schermatura elettronica emc/emi professionali, che forniscono servizi di apertura personalizzati, servizi di anodizzazione, servizi di stampa di loghi e servizi di dimensioni personalizzate. Allo stesso tempo, ci sono più specifiche nelle dimensioni delle scorte e le funzioni conduttive/non conduttive possono essere personalizzate. Yongucase utilizza profili in alluminio estruso, che possono utilizzare in modo efficiente la schermatura del circuito stampato anche se i fori sono aperti.

Una schermatura efficace dell'involucro richiede in genere un filtraggio accurato di tutti i cavi che entrano ed escono dal prodotto nel punto in cui il cavo passa attraverso lo schermo dell'involucro. La necessità di questo filtraggio aggiuntivo può essere ridotta se si utilizza uno schermo di livello PCB.

Che si tratti di progettare telefoni cellulari, tablet, laptop o altre forme di elettronica, oltre alla schermatura a livello di circuito stampato, un buon layout del circuito stampato è fondamentale per ridurre al minimo le emissioni. I piani di terra e di potenza possono essere utilizzati come schermatura emi per segnali di rumore ad alta minaccia e questa tecnica è un buon primo passo per ridurre al minimo il rumore in questi segnali ad alta minaccia. Un problema con questo approccio è che l'energia rf viene ancora irradiata dai cavi dei componenti e dal pacchetto, quindi è necessaria una soluzione più completa. Uno scudo di livello PCB (noto anche come "Shield can") può essere utilizzato qui per attenuare il rumore emesso da questi dispositivi rumorosi.

Per fornire il massimo beneficio, lo schermo orizzontale del PCB deve formare un involucro metallico completo a sei lati. Ciò si ottiene saldando lo schermo a un piano di massa solido sotto tutti i componenti che richiedono una schermatura emi in foglio di alluminio. Per massimizzare l'efficacia, non devono esserci sostanziali lacune o aperture nel piano terra. Le prestazioni effettive di tutte le schermature e dei piani di messa a terra saranno sempre influenzate da aperture come fori di regolazione, indicatori, fili, giunzioni di costruzione e spazi vuoti tra i campi elettromagnetici di schermatura possono collegare a terra le connessioni del piano, quindi questi elementi devono essere evitati il ​​più possibile.

L'obiettivo di schermatura EMI consiste nell'utilizzare i sei lati di una scatola di metallo per creare una gabbia di Faraday attorno a un componente di rumore RF chiuso. I cinque lati superiori sono realizzati utilizzando cappucci di materiale schermante RF o lattine di metallo, mentre i lati inferiori sono realizzati utilizzando piani di massa all'interno del PCB. In una custodia ideale, nessuna emissione entrerebbe o uscirebbe dalla scatola. Si verificano emissioni pericolose da questi schermi, ad esempio da perforazioni nei fori nei barattoli di latta che consentono il trasferimento di calore durante il riflusso della saldatura. Queste perdite possono anche essere causate da guarnizioni emi difettose o attacchi di saldatura. Il rumore può anche fuoriuscire dallo spazio tra le vie di terra utilizzate per collegare elettricamente la copertura dello schermo al piano di terra.

Tradizionalmente, gli schermi per circuiti stampati sono fissati al circuito stampato utilizzando code di saldatura a foro passante che vengono saldate manualmente dopo il processo di assemblaggio principale. Questo è un processo che richiede tempo e denaro. Se è necessaria manutenzione durante l'installazione e la riparazione, è necessario dissaldare per accedere ai circuiti e ai componenti sotto la schermatura del cavo emi. In aree ad alta densità di circuiti stampati contenenti componenti altamente sensibili, esiste il rischio di costosi danni.