电磁兼容与pcb设计

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1、1PCB层次上的屏蔽1.1PCB层次上的屏蔽1.1.1PCB上采取屏蔽措施的原因(1)在PCB上完成屏蔽不仅节约成本，而且体积小，重量也会最轻；在设备外壳上的屏蔽的花费将会10倍于PCB层次上的花费。(2)随着芯片体积的不断缩小，PCB上元器件的密集度越来越高，为了使一个产品获得良好的运行水平，不得不采取屏蔽措施。(3)当产品中有无线通信模块时，他会倾向于对产品中的其它敏感电路的干扰；另外，产品中的接收天线接近开关模式转换器和数字信号处理器这类躁扰电路时，也会影响无线通信。PCB上屏蔽技术在无线通

2、信中是非常有价值的技术。(4)现在无线通信设备的天线多数安装在产品的内部，所以不能再外壳上屏蔽，取代的是PCB上的屏蔽。(5)产品的外壳由于安装了电缆连接器，可移动存储设备插座等被切割出许多孔隙，在PCB上的屏蔽可以降低外壳屏蔽的要求。1.1.2PCB上屏蔽综述(1)把一个五面体的导电屏蔽罩壳安置在PCB的一个电路区域上，通过PCB上的通孔在沿着它的周边，以多点电器搭接的方式搭接到PCB内的一个参考平面。这个内部参考平面为0V参考面，进入或离开屏蔽罩壳的印制线条要么加以屏蔽，要么加以滤波，屏蔽罩壳

3、与PCB表面的狭长空隙需要使用导电密封衬垫连接。上图(2)当使用通孔镀敷PCB结构时，在参考平面另一侧的通孔将延伸进屏蔽罩壳的内部，由于通孔周围的净空孔在参考平面上穿越将会降低屏蔽有效性。微化孔PCB技术在垂直PCB的方向上采用了并不穿越PCB的盲孔和埋孔的镀孔技术，从而使得无孔洞的参考面成为可能，它可以使PCB上下两个面的隔离程度非常高，从而获得极高的屏蔽有效性。1.1.3PCB上屏蔽罩壳的类型(1)传统上的屏蔽罩壳由镀锡钢板、黄铜或铜铍合金的金属薄板制成，围绕它的四周有多个插针，用于焊接到镀敷

4、的通孔上。它们通常有一个带搭扣的盖子，可以打开对内部的元器件更换或测量。(2)近年来各种材料和尺寸的商品化表面安装屏蔽罩壳可以很容易的从市场上购得，其中包括不带移去盖子的金属屏蔽罩壳，这种罩壳具有较小的孔隙，屏蔽有效性较好。另外，塑料成型技术已经变成电磁兼容应用技术中一个相当活跃的研究和发展领域。压铸成型的屏蔽罩壳形成导电涂层的工艺是在塑料薄板上用银这样的导电印剂制成网状或整个平面，或者用其它金属形成一个平板导电层，然后将具有导电层的塑料薄板切割或热塑成所要求的形状。使用的印剂必须具有足够的抗拉伸

5、度，以保证金属薄膜不会开裂。有些公司使用电镀金属的碳纤维代替使用导电涂层的塑料薄板。1.1.4PCB上屏蔽罩壳的固定和安装(1)传统：传统的通孔金属屏蔽罩壳只能使用手工焊接到PCB内部的地六个平面。(2)表面安装金属屏蔽罩壳是用自动回流焊装配工艺完成的，罩壳的表面通常会有许多一定模式的小孔，以帮助焊接过程中温度均衡。(3)导电密封衬垫可以与屏蔽罩壳一起使用，两面都具有导电胶的密封衬垫(以硅胶或环氧树脂作为基本材料)都可以用来使屏蔽罩壳保持在PCB上。非粘结剂的导电密封衬垫不需要沿着一个屏蔽罩壳的四

6、周形成连续的搭接，非连续的、多点搭接也是常用的方法。(4)最新的很有吸引力的发展技术是“Gore屏蔽GS5200热和电气接地垫”，它不仅能提供对第六面参考面的搭接，而且还会帮助在屏蔽罩壳内部元器件的散热。1.1.5屏蔽罩壳的材料(1)传统上采用冲压成型、拉伸成型或折叠成型的金属薄板制成。(2)近年来屏蔽罩壳可以在塑料基板上印制导电油墨来形成，导电油墨印制成导电网，使用带有或不带有基板的金属网，还可以在塑料基板上沉积金属膜来形成。在采用网状屏蔽屏蔽的场合，网格的几何尺寸所决定的某个频率以上都会造成屏

7、蔽有效性的下降，网格尺寸越大，屏蔽有效性越差。(3)挤压成型、钳夹型和焊接型的真空喷镀塑料屏蔽罩壳(导电材料基本材料是锡和铝)，这种屏蔽罩壳对环境的影响较小。1.1.6屏蔽罩壳上的孔洞和缝隙(1)产生孔洞的原因：折叠金属结构中的缝隙、用于对屏蔽罩壳内的原件调节预留的小孔、防止焊接爆裂的预留孔、屏蔽罩壳主体与第六面的PCB参考平面之间电器搭接间的间隔以及环绕通孔周围的净空孔。(4)由屏蔽罩壳与PCB内电层之间的孔隙部分会暴漏在PCB表面上部的空气中，部分处于PCB内，在最差的情况下，最好保守地假定这

8、样的孔隙全部处于PCB材料中。为了消除多点搭接形成的孔隙，可以使用导电密封衬垫和导电胶连接PCB和屏蔽罩壳。这样密封衬垫和PCB之间不会存在孔隙，但仍然面临密封衬垫与参考面之间的缝隙。1.1.7截止频率下的波导技术以上所讨论的孔隙都是假定屏蔽材料的厚度与他们的长度和宽度相比是可以忽略不计的情况。当一个孔隙的长度和宽度小于一个波长的1/10的场合，增加屏蔽罩壳和密封衬垫的厚度将降低孔隙的泄漏，改善屏蔽有效性。当孔隙本身的厚度与孔隙对角线或直径尺寸相比拟时，屏蔽有效性的改善会明显的增加