电子设备越来越小,用户的需求也各具特色,这使得印刷电路板的规划越来越杂乱-更不必说完结的规划不只要满意功用性测验,还要满意美国联邦通讯委员会和其他法规规矩的兼容性测验。一个新的电子设备典型规划流程如下:首要由商场组依据商场需求确认所需特征;然后由工业工程师规划产品的主要特征,如用户界面,渠道规划,腔体规划以及机械元件;最后由元件和PCB板工程师依据这些标准进行回路和元件的布局。
许多规划工程师首要考虑的是屏蔽要求,即经过将噪声元件放在离灵敏元件尽可能远的当地以减小潜在的搅扰;可是,他们也意识到假如产品未能经过检测实验室的认证测验,他们不得不经过在PCB板上加屏蔽腔以供给屏蔽。为了给屏蔽腔留出满意的空间,他们只好把最大的元件放在一同以最好地运用这些屏蔽腔。可是这种思路需求依据屏蔽体形状和屏蔽要求进行PCB板规划,而无法寻求空间运用的最大化和功用的优化规划。
经过选用热成型板级屏蔽体(图1)替代传统屏蔽技能,规划工程师可以依据功用要求将元件和电路置于PCB板上,而不必依据已有屏蔽腔的固定形状进行规划。工程师运用这些热成型屏蔽体,就可以根据电路和元件功用进行板级规划,而不再受限于传统屏蔽腔的形状。选用单个热成型屏蔽腔具有许多特别的优点,能为板级规划,一体化和功用添加很大的灵敏性。
板级规划的灵敏性
当今的客户希望有各种形状和尺度的电子设备,这种需求就需求特定的腔体规划和PCB板形状。现成的元件和腔体一般是方形或矩形的,而在非规矩的PCB板上放置方形屏蔽腔会对工程师在PCB板上放置元件的才能形成影响。不管PCB板尺度怎么,热成型屏蔽体都可以依照恣意的PCB板成形,而不会添加制作屏蔽体的杂乱性。挑选热成型屏蔽体的规划者在项目开端阶段可以更多的重视于有用板级规划,而不会受限于电磁搅扰屏蔽体的外形和结构。例如,图2为一个圆形的PCB板及用于满意法规和功用要求相应的热成型,多腔体屏蔽体。假如选用传统的屏蔽技能,这种类型的PCB板就需求7个独立的屏蔽腔,因而会占用更多的空间。
图1 具有球形焊料走线的热成型屏蔽体可以确保产品具有牢靠的功用
而且,热成型屏蔽体将所需的空间最小化到单个屏蔽体巨细。当PCB板上有多个屏蔽腔时,每个腔体都需求独立的走线接地,与此不同,假如PCB板选用热成型的多腔体屏蔽腔,该腔体就可以经过一排球形焊料衔接到接地平面。经过比照发现,假如工程师预备运用两个独自的屏蔽腔,那么每个腔体都需求自己的接地线,而且腔体之间要留有距离。但假如选用热成型、多腔屏蔽体,则只需求在腔体之间设置一根独立的接地线即可(图3)。
热成型屏蔽体带来的规划灵敏性确保了可以对其他必要特征进行规划,如规划防止耦合的过孔,电缆和衔接的接入点,以及用于冷却的气孔。具有这种灵敏性,规划时就能将元件和电路放在最优的方位,而不必首要考虑屏蔽的要求。
一体化的灵敏性
热成型板级屏蔽体的规划和结构以各种方式添加了腔体内的可用空间。假如选用现成的元件和屏蔽腔,则需求留出满意的空间以防止PCB板上最高的元件与腔体内外表产生短路。但假如选用热成型屏蔽体则不需求这个附加的空间,由于热成型屏蔽体是由轻的金属化塑料制成,因而腔体内外表不导电。
图3 热成型多腔屏蔽体只需求一根独立的焊线
而且,传统的屏蔽体高度一般是均匀的,因而某区域屏蔽体的高度由该屏蔽区域的最高元件决议。可是,热成型屏蔽体使规划工程师可以灵敏的改变腔体内屏蔽体的高度,这添加了在z轴方向规划的灵敏性,周围也能包容更多的元件和腔体部件。
功用
假如PCB板上有多个区域需求屏蔽,有的工程师会选用框盖技能。尽管这种技能能将每个腔体与外界搅扰屏蔽开来,但外框与盖子的内部开孔关于搅扰十分灵敏。热成型多腔屏蔽体能让各个腔体对外界搅扰的屏蔽作用坚持一致。实际上,用于装置这些屏蔽体的球形焊料有两厘米的触摸点,这确保了产品的功用能高达12GHz,而且球形供给了两层的触摸,有必定的冗余。另一方面,框盖屏蔽体经过洼陷确保触摸,这一般需求5毫米的空间。而且,盖子一般是刚性的,移动不灵敏,而且盖子的翻转通常会损坏电气触摸,因而框盖技能并不能供给与热成型屏蔽体相同的牢靠功用。
图4 手持式电脑上的PCB板选用了热成型多腔屏蔽体
结构热成型屏蔽体的资料一般既结实又灵敏。资料的灵敏性防止了屏蔽体在触摸点施力,这使得在下跌测验和轰动测验中,屏蔽体都能坚持与PCB板之间具有杰出的触摸。
事例
一个供给主动信息和数据收集及移动核算体系的闻名电子公司规划了一款新式的具有扫描才能的手持抗震电脑。这个新模型比曾经的模型多了电压计来集成多达五个不同的无线电发射机,而包容它们的腔体体积却更小。规划进程开端前,这个公司的规划者就决议选用热成型板级屏蔽体-这个规划挑选使在PCB板上放置多级元件成为可能(图4)。经过这种办法,规划者添加了产品的多功用性,而且还将模型尺度减小了7%,而且新产品成功经过了新手持式抗震设备上市所需进行的测验。
假如制品需求经过兼容性测验并在最终用户手里牢靠运用,很有必要对PCB板上一切元件进行有用的屏蔽。板级规划者常常运用传统的金属屏蔽腔或框盖技能对元件进行屏蔽。尽管这些挑选可能会供给有用的屏蔽,但它们的金属结构,尺度和刚性常常会给制品的尺度和功用带来约束。挑选质量轻的金属化胶膜屏蔽体,易于热成型成恣意形状,这使规划者更多的重视于对牢靠的产品进行最优化的规划,并很好满意最终用户的希望。