PCB板級屏蔽腔及系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)介紹

印刷電路板設(shè)計是影響許多電子產(chǎn)品功效的重要因素。生產(chǎn)出可靠的產(chǎn)品并成功占領(lǐng)市場，是對仔細(xì)考慮所有設(shè)計問題的最大回報。選擇適當(dāng)?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/板級屏蔽腔">板級屏蔽腔只是成功設(shè)計的一個方面，同時還應(yīng)仔細(xì)考慮如工作環(huán)境，待生產(chǎn)產(chǎn)品的總量，使用的安裝方法，計劃采用的測試和檢驗(yàn)方法，以及印刷電路板和元件的布局這些關(guān)鍵問題。

就像電源選擇一樣，經(jīng)常在設(shè)計過程的最后才決定是否選用射頻干擾屏蔽腔，這往往使得沒有足夠空間加入屏蔽腔，從而造成腔體在物理結(jié)構(gòu)上影響到設(shè)計的其他區(qū)域。

3DS——設(shè)計，開發(fā)，繪制

PCB板級屏蔽腔和系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)可以歸結(jié)為三個關(guān)鍵步驟：設(shè)計、開發(fā)和繪制。腔體用戶和腔體設(shè)計團(tuán)隊間的積極交流和咨詢至關(guān)重要。應(yīng)該找這樣的腔體制造商，他能提供初始設(shè)計指南，使用建議，現(xiàn)場參觀，原型設(shè)計，樣品生產(chǎn)，涂料和厚度選擇，加工，組裝以及對節(jié)省成本的重新評估。要獲得產(chǎn)品的市場盈利必須要限制成本。結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合詳細(xì)的設(shè)計方案以及顧客的意見可能能實(shí)現(xiàn)理想的目標(biāo)，即“用有限的成本取得想要的成果”。

形式選擇

當(dāng)選擇使用的腔體形式時，必須考慮多種因素。要屏蔽的究竟是什么?屏蔽干擾源的準(zhǔn)確性質(zhì)是什么?把腔體安裝在PCB板上以后，顧客是否還需要打開腔體進(jìn)行修改，測試，檢查或調(diào)整?腔體是通過過孔安裝還是表面安裝?產(chǎn)品的預(yù)期產(chǎn)量有多大，這個產(chǎn)量是否與機(jī)器放置的成本相符?有哪些回路區(qū)域需要進(jìn)行屏蔽，或是與其它區(qū)域單獨(dú)分開?這種應(yīng)用中應(yīng)該采用一個腔體還是多個腔體?最終產(chǎn)品是否要經(jīng)歷撞擊測試，振動測試或包裝落摔測試?

屏蔽形式

對于某種特定的應(yīng)用，仔細(xì)考慮上述問題有助于選擇最為適當(dāng)，經(jīng)濟(jì)的屏蔽形式。對于不同的應(yīng)用要求可以選擇不同的四面屏蔽腔。具有指狀彈簧蓋子的四面屏蔽腔在其四面都有圍欄，通過手焊，波峰焊或通孔再流焊將這些圍欄和PCB邊緣的系列管腳焊接就能把腔體焊在PCB板上。指狀彈簧蓋子經(jīng)常用于這種類型的腔體。如果圍欄高度足夠容納指簧，那么指狀彈簧蓋子是可拆卸蓋子中的最佳選擇。指狀彈簧的尺寸，如標(biāo)準(zhǔn)的高度或者低剖面，能夠根據(jù)需求進(jìn)行生產(chǎn)。如果圍欄外沒有足夠的空間放置外部指簧，則應(yīng)選用內(nèi)部指簧。而且，對于在相反面具有相同形式的外部指簧和內(nèi)部指簧，則能混合使用。

具有指狀彈簧的表面安裝四面腔體是屏蔽腔的另一選擇。這種類型的腔體除了沒有固定管腳，其他與普通四面腔體相同。經(jīng)常采用縫焊將其沿著一段連續(xù)的走線焊接到PCB板上。當(dāng)判斷圍欄高度與指簧長度關(guān)系時，設(shè)計者需將圍欄底部焊錫圓角厚度考慮在內(nèi)。替代連續(xù)縫焊圍欄的另一方法是將PCB邊緣的圍欄做成有缺口。這種方法減少了將圍欄焊在PCB板上的焊料量，還為走線穿過圍欄邊界提供了間隙，而不需采用特定的走線間隙過孔或多層PCB板。如果采用機(jī)器安裝圍欄到 PCB板上，需要采用貼裝技術(shù)。這可能需要結(jié)合使用沖壓形式的圍欄結(jié)構(gòu)(圖1)。

四面的PCB腔體還可采用平面折疊蓋子，如圖2所示。這種類型的蓋子生產(chǎn)成本更低，特別是在開發(fā)階段。這種設(shè)計的唯一缺點(diǎn)是不能保證蓋子和圍欄的有效連接，除了采用蓋子固定貼條的地方。任何連接的缺口都會影響到腔體的電磁兼容性能。這種蓋子固定貼條可以是折疊型的也可以是纏繞型的，如圖2和圖3所示。這兩種類型的貼條都能用于蓋子5次以上的移動和更換。

當(dāng)實(shí)際應(yīng)用需要圍欄和蓋子具有低剖面時，可以采用點(diǎn)扣蓋子。蓋子邊壁上的小塊插入了圍欄邊壁上的小縫。這種設(shè)計選擇能將圍欄高度降低到1.5mm。與選用貼條和縫隙蓋子一樣，這種設(shè)計也不能保證圍欄和蓋子的有效連接，除非用小塊扣牢位置。而且，壁上小塊越多，安裝蓋子后進(jìn)行必要修復(fù)或調(diào)整時拆卸蓋子就越困難。

有的設(shè)計者更喜歡用表面安裝生產(chǎn)線的貼裝設(shè)備將蓋子和圍欄合為整體。只有在重新加工腔體內(nèi)元件時才打開蓋子。選擇這種設(shè)計意味著蓋子上必須留有陣列小孔，以便熱量能進(jìn)入腔體將內(nèi)部的電子元件焊接在PCB上，如圖4所示。不幸的是，這些小孔會將腔體的屏蔽性能降低20dB左右。

當(dāng)測試后才進(jìn)行腔體安裝，或PCB板的產(chǎn)量很大時，選擇五面腔體更節(jié)省成本。這種選擇能通過焊接管腳，點(diǎn)焊角或?qū)附菍?shí)現(xiàn)，也可通過熱回流孔完成加工安裝。迄今為止開發(fā)五面腔體和進(jìn)行少量生產(chǎn)最省錢的方法是選用曲線加工五面腔體。如圖5所示，它是通過在平板上加標(biāo)識完成。當(dāng)將它們安裝在PCB板上時，用戶只需將其折疊成想要的形狀即可。