So stellen Sie die richtige Abschirmung für Leiterplattenschichten ein

Korrekte Abschirmmethode

Bei der Produktentwicklung ist es im Hinblick auf Kosten, Zeitplan, Qualität und Leistung oft am besten, das richtige Design früh im Projektentwicklungszyklus sorgfältig zu prüfen und umzusetzen. Add-Ons und andere „Quick Fixes“, die spät im Projekt implementiert werden, sind oft keine funktional nicht idealen Lösungen, haben eine schlechtere Qualität und Zuverlässigkeit und sind teurer als früher im Prozess implementiert. Mangelnde Voraussicht in den frühen Entwurfsphasen eines Projekts führt oft zu Verzögerungen bei der Lieferung und kann zu Unzufriedenheit des Kunden mit dem Produkt führen. Diese Frage gilt für jedes Design, sei es analog, digital, elektrisch oder mechanisch usw.

Im Vergleich zur EMV-Abschirmung eines einzelnen ICs und eines Teils der Leiterplattenfläche kostet die Abschirmung der gesamten Leiterplatte etwa das Zehnfache und die EMV-Abschirmung des gesamten Produkts das Hundertfache. Wenn ein ganzer Raum oder ein ganzes Gebäude mit einer Leiterplattenabschirmung versehen werden muss, sind die Kosten wirklich astronomisch.

Der "Nested" Masking-Ansatz ist eine mögliche Lösung. Ein verschachtelter Ansatz ist eine Methode zum Anwenden von Maskierung auf jeder untersten Ebene des Produktdesigns. Die Maskierung wird beispielsweise zuerst angewendet auf:

Der verschachtelte Abschirmungsansatz minimiert die Gesamtkosten für die termingerechte Herstellung eines qualitativ hochwertigen Produkts innerhalb der Leistungsspezifikationen.

Verwenden Sie eine niedrige Abschirmungsstufe

Eine Kabelentstörungsabschirmung auf möglichst niedrigem Niveau (einzelnes IC, kleiner Bereich der Leiterplatte und Leiterplattenebene) ist aus verschiedenen Gründen sinnvoll:

EMI-Abschirmbox kann dazu beitragen, Interferenzen zwischen einzelnen ICs auf der PCB zu dämpfen, während die Abschirmung auf PCB-Ebene dazu beitragen kann, Interferenzen zwischen einzelnen ICs zu dämpfen

Aus praktischer/kosteneffizienter Sicht können typische Box-Abschirmtechniken keine signifikante Dämpfungsleistung bei höheren (GHz) Frequenzen bieten, während dies bei PCB-Abschirmungen der Fall ist.

Die Kosten und das Gewicht der Abschirmschicht können durch die effektive Nutzung der Abschirmung auf der Leiterplattenschicht minimiert werden.

Unter dem Gesichtspunkt der Anfälligkeit weisen moderne integrierte Schaltungen schrumpfende Siliziumeigenschaften, schnellere Anstiegszeiten und niedrigere Rauschgrenzen auf. Solange RFI-Abschirmband auf der Leiterplattenebene verwendet wird, können sie in lauten Umgebungen effizient arbeiten.

Die Integration von verrauschten drahtlosen Kommunikationsmodulen in Produkte kann zu schädlichen Rückschlüssen auf andere empfindliche analoge und digitale Komponenten in unmittelbarer Nähe führen. Dieses Rauschen kann auch durch die Verwendung einer Abschirmung auf Leiterplattenebene gemindert werden

Das EMV-Schirmgehäuse wird oft bis zum vollständigen Ausfall beeinträchtigt, da Löcher und Schlitze hinzugefügt werden müssen, um Eingangs-/Ausgangskabel, Displays, Belüftung, Kontaktentfernungsmedien usw. zu durchdringen. Während dies bei einer Abschirmung auf Leiterplattenebene weniger ein Problem darstellt. Yongucase verfügt über professionelle elektronische EMV/EMI-Abschirmgehäuse für elektronische Geräte und bietet kundenspezifische Öffnungsdienste, Anodisierungsdienste, Logodruckdienste und Dienstleistungen in kundenspezifischen Größen. Gleichzeitig gibt es mehrere Spezifikationen in Lagergrößen und leitfähige/nicht leitfähige Funktionen können kundenspezifisch angepasst werden. Yongucase verwendet extrudierte Aluminiumprofile, die die Leiterplattenabschirmung effizient nutzen können, selbst wenn die Löcher geöffnet sind.

Eine effektive Gehäuseabschirmung erfordert normalerweise eine genaue Filterung aller Kabel, die in das Produkt eintreten und es an dem Punkt verlassen, an dem das Kabel durch die Gehäuseabschirmung geführt wird. Der Bedarf für diese zusätzliche Filterung kann reduziert werden, wenn eine Abschirmung auf PCB-Ebene verwendet wird.

Ob bei der Entwicklung von Mobiltelefonen, Tablets, Laptops oder anderen Formen von Elektronik, neben der Abschirmung auf PCB-Ebene ist ein gutes PCB-Layout entscheidend für die Minimierung von EMI. Masse- und Stromversorgungsebenen können als EMV-Abschirmung für hochbedrohliche Rauschsignale verwendet werden, und diese Technik ist ein guter erster Schritt zur Minimierung des Rauschens in diesen hochbedrohlichen Signalen. Ein Problem bei diesem Ansatz besteht darin, dass HF-Energie immer noch aus den Komponentenleitungen und dem Gehäuse abgestrahlt wird, sodass eine vollständigere Lösung erforderlich ist. Hier kann eine Abschirmung auf Leiterplattenebene (auch als "Shield Can" bezeichnet) verwendet werden, um die von diesen lauten Geräten ausgehenden Geräusche zu dämpfen.

Um den größtmöglichen Nutzen zu erzielen, muss die horizontale Abschirmung der Leiterplatte ein vollständiges sechsseitiges Metallgehäuse bilden. Dies wird erreicht, indem die Abschirmung auf eine solide Erdungsebene unter allen Komponenten gelötet wird, die eine EMV-Abschirmung aus Aluminiumfolie erfordern. Um die Wirksamkeit zu maximieren, dürfen keine wesentlichen Lücken oder Öffnungen in der Masseebene vorhanden sein. Die tatsächliche Leistung aller Abschirmungen und Erdungsebenen wird immer durch Öffnungen wie Anpassungslöcher, Anzeigen, Drähte, Konstruktionsnähte und Lücken zwischen der Abschirmung elektromagnetischer Felder und Erdungsebenenverbindungen beeinträchtigt, daher müssen diese Elemente so weit wie möglich vermieden werden.

Das Ziel EMI-Abschirmung besteht darin, die sechs Seiten einer Metallbox zu verwenden, um einen Faraday-Käfig um eine eingeschlossene HF-Rauschkomponente zu erzeugen. Die oberen fünf Seiten werden mit HF-abschirmenden Materialkappen oder Metalldosen hergestellt, während die unteren Seiten mit Masseebenen innerhalb der Leiterplatte implementiert werden. In einem idealen Gehäuse würden keine Emissionen in die Box eintreten oder diese verlassen. Es treten gefährliche Emissionen von diesen Abschirmungen auf, wie beispielsweise von Perforationen in Löchern in Blechdosen, die eine Wärmeübertragung während des Aufschmelzens von Lötmittel ermöglichen. Diese Undichtigkeiten können auch durch defekte E-Dichtungen oder Lötbefestigungen verursacht werden. Rauschen kann auch aus dem Raum zwischen den Erdungsdurchkontaktierungen entweichen, die verwendet werden, um die Abschirmabdeckung elektrisch mit der Erdungsebene zu verbinden.

Herkömmlicherweise werden Leiterplattenabschirmungen mit durchkontaktierten Lötfahnen an der Leiterplatte befestigt, die nach dem Hauptbestückungsprozess manuell gelötet werden. Dies ist ein zeitaufwändiger und teurer Prozess. Wenn während der Installation und Reparatur Wartungsarbeiten erforderlich sind, muss entlötet werden, um Zugang zu Schaltkreisen und Komponenten unter der EMV-Kabelabschirmung zu erhalten. In dichten Leiterplattenbereichen mit hochsensiblen Bauteilen drohen kostspielige Schäden.