Cómo establecer el blindaje correcto para las capas de PCB

Correcto método de blindaje

En el desarrollo de productos, desde una perspectiva de costo, cronograma, calidad y rendimiento, a menudo es mejor considerar cuidadosamente e implementar el diseño correcto al principio del ciclo de desarrollo del proyecto. Los complementos y otras soluciones "rápidas" implementadas tarde en el proyecto a menudo no son soluciones funcionalmente no ideales, tienen una calidad y confiabilidad más bajas y son más costosas que las implementadas anteriormente en el proceso. La falta de previsión en las primeras etapas de diseño de un proyecto a menudo da como resultado un retraso en la entrega y puede provocar la insatisfacción del cliente con el producto. Esta pregunta se aplica a cualquier diseño, ya sea analógico, digital, eléctrico o mecánico, etc.

En comparación con el blindaje emi emc de un solo circuito integrado y parte del área de la placa de circuito impreso, cuesta alrededor de 10 veces proteger toda la placa de circuito impreso y 100 veces el costo de proteger con cable emi todo el producto. Si toda una habitación o edificio necesita ser blindado con placa de circuito, el costo es verdaderamente astronómico.

El enfoque de enmascaramiento "anidado" es una posible solución. Un enfoque anidado es un método para aplicar máscaras en todos los niveles más bajos del diseño del producto. Por ejemplo, el enmascaramiento se aplica primero a:

El enfoque de blindaje anidado minimiza el costo total de fabricar un producto de alta calidad a tiempo y dentro de las especificaciones de rendimiento.

Utilice un nivel de blindaje bajo

El blindaje de interferencia del cable al nivel más bajo posible (IC individual, área pequeña de PCB y nivel de PCB) tiene sentido por una variedad de razones:

La caja de blindaje EMI puede ayudar a atenuar la interferencia entre circuitos integrados individuales ubicados en la PCB, mientras que el blindaje a nivel de PCB puede ayudar a atenuar la interferencia entre circuitos integrados individuales.

Desde una perspectiva práctica/de rentabilidad, las técnicas típicas de blindaje de caja no pueden proporcionar un rendimiento de atenuación significativo a frecuencias más altas (ghz), mientras que el blindaje de PCB sí lo hace.

El costo y el peso de la capa de blindaje se pueden minimizar mediante el uso efectivo del blindaje en la capa de PCB.

Desde el punto de vista de la susceptibilidad, los circuitos integrados modernos tienen características de silicio cada vez más pequeñas, tiempos de subida más rápidos y márgenes de ruido más bajos. Siempre que se utilice cinta protectora de rfi en la capa de pcb, pueden funcionar de manera eficiente en entornos ruidosos.

La integración de módulos de comunicación inalámbrica ruidosos en los productos puede dar lugar a inferencias perjudiciales para otros componentes analógicos y digitales sensibles que se encuentran en las proximidades. Este ruido también se puede mitigar mediante el uso de blindaje a nivel de pcb

La protección contra interferencias electromagnéticas (EMC) suele verse comprometida hasta el punto de fallar por completo debido a la necesidad de añadir orificios y ranuras para conectar cables de entrada/salida, pantallas, ventilación, medios de extracción de contactos, etc. En cambio, con el blindaje a nivel de PCB, este problema es menor. Yongucase ofrece carcasas profesionales para equipos electrónicos con blindaje EMC/EMI, servicios de apertura personalizada, anodizado, impresión de logotipos y tamaños a medida. Además, dispone de múltiples especificaciones en tamaños estándar y se pueden personalizar las funciones conductoras/no conductoras. Yongucase utiliza perfiles de aluminio extruido, que permiten un blindaje eficaz incluso con los orificios abiertos.

El blindaje efectivo de la caja generalmente requiere un filtrado preciso de todos los cables que entran y salen del producto en el punto donde el cable pasa a través de la cubierta del gabinete. La necesidad de este filtrado adicional se puede reducir si se utiliza un protector de nivel de PCB.

Ya sea que diseñe teléfonos celulares, tabletas, computadoras portátiles u otras formas de dispositivos electrónicos, además del blindaje a nivel de PCB, un buen diseño de PCB es fundamental para minimizar la emi. Los planos de tierra y energía se pueden usar como blindaje emi para señales de ruido de alta amenaza, y esta técnica es un buen primer paso para minimizar el ruido en estas señales de alta amenaza. Un problema con este enfoque es que la energía de rf todavía se irradia desde los cables y el paquete del componente, por lo que se requiere una solución más completa. Aquí se puede usar un escudo de nivel de pcb (también conocido como "lata de escudo") para atenuar el ruido emitido por estos dispositivos ruidosos.

Para brindar el máximo beneficio, el blindaje horizontal de la pcb debe formar una caja metálica completa de seis lados. Esto se logra soldando el escudo a un plano de tierra sólido debajo de todos los componentes que requieren blindaje emi de papel de aluminio. Para maximizar la eficacia, no debe haber huecos ni aberturas sustanciales en el plano de tierra. El rendimiento real de todos los blindajes y planos de tierra siempre se verá afectado por aberturas como orificios de ajuste, indicadores, cables, costuras de construcción y espacios entre los campos electromagnéticos de blindaje que pueden conectar las conexiones del plano de tierra, por lo que estos elementos deben evitarse tanto como sea posible.

El objetivo del blindaje EMI es utilizar las seis caras de una caja metálica para crear una jaula de Faraday alrededor de un componente de ruido de radiofrecuencia (RF) encapsulado. Las cinco caras superiores se fabrican con tapas o latas metálicas de material de blindaje de RF, mientras que las caras inferiores se implementan mediante planos de tierra dentro de la placa de circuito impreso (PCB). En una carcasa ideal, no entrarían ni saldrían emisiones de la caja. Sin embargo, se producen emisiones peligrosas de estos blindajes, como las que se originan en las perforaciones de las latas que permiten la transferencia de calor durante la soldadura por reflujo. Estas fugas también pueden deberse a juntas EMI o uniones de soldadura defectuosas. El ruido también puede escapar por el espacio entre las vías de tierra utilizadas para conectar eléctricamente la cubierta del blindaje al plano de tierra.

Tradicionalmente, los blindajes de PCB se unen a la PCB mediante colas de soldadura de orificio pasante que se sueldan manualmente después del proceso de ensamblaje principal. Este es un proceso lento y costoso. Si se requiere mantenimiento durante la instalación y reparación, es necesario desoldar para obtener acceso a los circuitos y componentes debajo del blindaje del cable emi. En áreas densas de PCB que contienen componentes altamente sensibles, existe el riesgo de daños costosos.