pcb屏蔽罩有什么用(pcb屏蔽层)
导语:PCB板上的屏蔽罩孔和厚度设计多大才能封住干扰信号?
在通信电子产品中,如果有多种信号混合在一起,比如高频电路,射频电路,高压与低压电路等等,这些电路彼此之间是会有干扰的,特别是DCDC倍频,DDR 4层板的时候走线在Top层,晶振的时钟信号倍频等等,如果不做任何措施直接放在一起,各个模块可能会运行不正常,对射频性能和天线Tis都会有很大影响,也可能会造成主板死机。
这样,我们就有一个屏蔽罩来解决他们之间互相干扰。屏蔽的概念:屏蔽其实相当于是一个滤波器,放在电磁波的传播路径上,对一部分的频段形成高阻抗,阻抗越大,屏蔽性能越好。
说到屏蔽罩就要讲讲两个知识:
1,趋肤效应k:材料电导率(或电阻率)温度系数;
u:导线材料的磁导率(铜=4π×10-7 H/m);
r:材料的电导率(铜=5.8×107 S/m)
这个就能看出越肤深度与信号频率有关,信号频率越高,越在导体表面流通,也就是从表面下去越浅。这样导致实际的阻抗比原先本来的阻抗增大,导体利用率下降。这个对于信号传输来说,是不利的。
但是对于屏蔽罩来说,我们就要利用这个高频信号的趋肤效应做些文章,能让屏蔽有效果。趋肤效应一定程序上是阻止信号的传输,那我们是不是可以依信号的频率算出这个趋肤深度,我们只要大于这个深度,不就可以阻止信号传输了吗?
对于低频,因为趋肤深度很厚,所以很难屏蔽!50hz的趋肤深度是5-15mm,谁家会去做这么厚的屏蔽罩,你以为是钢板!
屏蔽罩材料选择:
单片式屏蔽罩或可分拆式框体一般选择洋白铜材料(C7521等牌号),上盖可选择不锈钢(SUS301-1/2H)材料.原因:洋白铜在焊接.散热等方面优良.但原材料成本较高.
不锈钢:屏蔽效果好,强度高,价格适中;但上锡困难(在没做表面处理时几乎不能上锡, 镀镍后有改善,但还是不利于贴片)
白铜:屏蔽效果稍差,较软,易变形,价格一般比不锈钢贵30%左右,易上锡,目前TC3000及TC3600的下屏蔽片均采用白铜。
黄铜:屏蔽效果稍差,上锡情况待查
马口铁:屏蔽效果稍差,但上锡好,价格便宜。
不同的金属材料,会有不同的屏蔽效果。对于一般金属,0.5mm厚度就能对1MHZ的电磁波有较好的屏蔽效果了,100M的就可以更薄!需要根据性能,价格,质量,交期等综合因素来判断选用。
在同样材料厚度和加工工艺下,开孔和不开孔的应力差别很大,如果只考虑干扰信号,那么选择拉伸模无孔屏蔽罩是最好不过了,可以把信号封死在金属框内,但是现在项目整体的成功,需要同时考虑到散热、重量、价格等因素,开孔是综合性权衡的结果,毕竟,屏蔽本身在特定的频谱范围内达到一定衰减程度就可以了。
2,讲讲多大的孔能封死多高频率的电磁波。这里就有个屏蔽效能。公式如下
d是代表孔直径
这个屏蔽效能越大,屏蔽效果就越好。这里有个等级
3,屏蔽效能等级的划分一般结构件的屏蔽效能分为以下六个等级,各级屏蔽效能指标规定如下:E级:30-230 MHz 20 dB;230-1000 MHz 10 dBD级:30-230 MHz 30 dB;230-1000 MHz 20 dB
C级:30-230 MHz 40 dB;230-1000 MHz 30 dB
B级 :30-230 MHz 50 dB;230-1000 MHz 40 dB
A级:30-230 MHz 60 dB;230-1000 MHz 50 dB
T级:比A级高10dB或者以上,和/或对低频磁场、1GHz以上平面波屏蔽效能有特殊需求
屏蔽效能等级由高至低分别为:T级 A级 B级 C级 D级 E级。一般统称T级和A级为高等级屏蔽效能,B级和C级为中等级屏蔽效能,D级和E级为低等级屏蔽效能。
一般结构件只需要注明需要达到哪一级即可,但是选用T级时需要注明具体的指标要求和其他特殊要求。
最后说一句,如果屏蔽罩封不住干扰信号,那我就把它送到暗室里关个十年八年,哈哈,开个玩笑,如果真的封不住干扰信号,那么要从基带射频电路去系统分析,比如DCDC输出串位加磁珠,并位加不同等级的电容滤波等等,时间关系,且听下回分解。
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