PCB板級屏蔽腔及系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)介紹

屏蔽材料

對于大多數(shù)射頻屏蔽，幾乎任何一種基底材料，如銅，黃銅，不銹鋼，鋁或鎳黃銅都能制作屏蔽體。將元件焊接到PCB板的安裝過程中，更多采用電鍍而不是鎳黃銅。傳統(tǒng)上曾采用光亮鍍錫，然而隨著RoHS指令關(guān)于有害物質(zhì)規(guī)定的執(zhí)行，PCB板生產(chǎn)線改為無鉛焊接，這種焊接的回流溫度等于甚至超過光亮錫的熔點(diǎn)。因此也改變了對鎳黃銅的使用。當(dāng)然也可選用鍍銀或鍍金加工，但是成本明顯過高。低頻時干擾一般是磁場影響，盡管有時會采用較厚的鋼板或磷青銅做成屏蔽腔，但更多的還是采用Mu金屬等特殊材料或射頻材料制作屏蔽腔。

用金屬薄膜制做屏蔽腔的頻率限制一般是3～5GHz，如果超出這個頻率范圍有兩個效應(yīng)會限制屏蔽效能或其有效性。由于腔體和PCB板上電子元件間的分布電容作用，腔體金屬內(nèi)的任何微小移動都會產(chǎn)生顫噪效應(yīng)。在這個頻段，屏蔽體通常選用固體加工形式，從而克服了上述效應(yīng)。

可能在回路工作頻率的諧波頻率處，腔體的空腔成為波導(dǎo)的一部分，此時會產(chǎn)生另一種高頻效應(yīng)。這種效應(yīng)導(dǎo)致腔體更像一個諧振腔而不是屏蔽體。能通過在腔體內(nèi)添加吸波材料或仔細(xì)選擇腔體尺寸避免這種效應(yīng)。

生產(chǎn)和組裝設(shè)計

腔體設(shè)計的一個關(guān)鍵因素是了解最終元件或產(chǎn)品的生產(chǎn)量。這個判斷會決定最后生產(chǎn)方法的選擇，在某種程度上也會決定屏蔽形式的選擇。正如上面討論過的圍欄-蓋子設(shè)計以及五面腔體，很明顯生產(chǎn)一個整體要比將兩塊合起來形成屏蔽體便宜很多。

選擇的生產(chǎn)方法也會影響到元件成本。例如，比較光化機(jī)(PCM)相對沖壓加工或兩種方法混合加工的成本。元件是手工安裝還是機(jī)器安裝?如果選用機(jī)器安裝，由于大多數(shù)機(jī)器采用真空吸頭吸起元件，則需要采用貼裝靶。雖然有的機(jī)器采用鉗子類型的系統(tǒng)抓起元件，但這種類型的機(jī)器并不常見。

對于機(jī)器安裝，PCB邊緣圍欄的共面性要求在0.1mm以上以保證在安裝或進(jìn)入回流爐時腔體處于焊膏上。

機(jī)器加工一般屏蔽材料

對于大多數(shù)射頻屏蔽，幾乎任何一種基底材料，如銅，黃銅，不銹鋼，鋁或鎳黃銅都能制作屏蔽體。將元件焊接到PCB板的安裝過程中，更多采用電鍍而不是鎳黃銅。傳統(tǒng)上曾采用光亮鍍錫，然而隨著RoHS指令關(guān)于有害物質(zhì)規(guī)定的執(zhí)行，PCB板生產(chǎn)線改為無鉛焊接，這種焊接的回流溫度等于甚至超過光亮錫的熔點(diǎn)。因此也改變了對鎳黃銅的使用。當(dāng)然也可選用鍍銀或鍍金加工，但是成本明顯過高。低頻時干擾一般是磁場影響，盡管有時會采用較厚的鋼板或磷青銅做成屏蔽腔，但更多的還是采用Mu金屬等特殊材料或射頻材料制作屏蔽腔。

用金屬薄膜制做屏蔽腔的頻率限制一般是3～5GHz，如果超出這個頻率范圍有兩個效應(yīng)會限制屏蔽效能或其有效性。由于腔體和PCB板上電子元件間的分布電容作用，腔體金屬內(nèi)的任何微小移動都會產(chǎn)生顫噪效應(yīng)。在這個頻段，屏蔽體通常選用固體加工形式，從而克服了上述效應(yīng)。

可能在回路工作頻率的諧波頻率處，腔體的空腔成為波導(dǎo)的一部分，此時會產(chǎn)生另一種高頻效應(yīng)。這種效應(yīng)導(dǎo)致腔體更像一個諧振腔而不是屏蔽體。能通過在腔體內(nèi)添加吸波材料或仔細(xì)選擇腔體尺寸避免這種效應(yīng)。