PCB板級屏蔽腔及系統設計開(kāi)發(fā)

印刷電路板設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(chǎng)，是對仔細考慮所有設計問(wèn)題的最大回報。選擇適當的板級屏蔽腔只是成功設計的一個(gè)方面，同時(shí)還應仔細考慮如工作環(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方法，以及印刷電路板和元件的布局這些關(guān)鍵問(wèn)題。

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

　　3DS——設計，開(kāi)發(fā)，繪制

　　PCB板級屏蔽腔和系統的設計開(kāi)發(fā)可以歸結為三個(gè)關(guān)鍵步驟：設計、開(kāi)發(fā)和繪制。腔體用戶(hù)和腔體設計團隊間的積極交流和咨詢(xún)至關(guān)重要。應該找這樣的腔體制造商，他能提供初始設計指南，使用建議，現場(chǎng)參觀(guān)，原型設計，樣品生產(chǎn)，涂料和厚度選擇，加工，組裝以及對節省成本的重新評估。要獲得產(chǎn)品的市場(chǎng)盈利必須要限制成本。結構設計結合詳細的設計方案以及顧客的意見(jiàn)可能能實(shí)現理想的目標，即“用有限的成本取得想要的成果”。

　　形式選擇

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

　　屏蔽形式

　　對于某種特定的應用，仔細考慮上述問(wèn)題有助于選擇最為適當，經(jīng)濟的屏蔽形式。對于不同的應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(guò)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(lèi)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，如標準的高度或者低剖面，能夠根據需求進(jìn)行生產(chǎn)。如果圍欄外沒(méi)有足夠的空間放置外部指簧，則應選用內部指簧。而且，對于在相反面具有相同形式的外部指簧和內部指簧，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(lèi)型的腔體除了沒(méi)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(zhù)一段連續的走線(xiàn)焊接到PCB板上。當判斷圍欄高度與指簧長(cháng)度關(guān)系時(shí)，設計者需將圍欄底部焊錫圓角厚度考慮在內。替代連續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(xiàn)穿過(guò)圍欄邊界提供了間隙，而不需采用特定的走線(xiàn)間隙過(guò)孔或多層PCB板。如果采用機器安裝圍欄到 PCB板上，需要采用貼裝技術(shù)。這可能需要結合使用沖壓形式的圍欄結構(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(lèi)型的蓋子生產(chǎn)成本更低，特別是在開(kāi)發(fā)階段。這種設計的唯一缺點(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(huì )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(lèi)型的貼條都能用于蓋子5次以上的移動(dòng)和更換。

　　當實(shí)際應用需要圍欄和蓋子具有低剖面時(shí)，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)行必要修復或調整時(shí)拆卸蓋子就越困難。

　　有的設計者更喜歡用表面安裝生產(chǎn)線(xiàn)的貼裝設備將蓋子和圍欄合為整體。只有在重新加工腔體內元件時(shí)才打開(kāi)蓋子。選擇這種設計意味著(zhù)蓋子上必須留有陣列小孔，以便熱量能進(jìn)入腔體將內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(huì )將腔體的屏蔽性能降低20dB左右。

　　當測試后才進(jìn)行腔體安裝，或PCB板的產(chǎn)量很大時(shí)，選擇五面腔體更節省成本。這種選擇能通過(guò)焊接管腳，點(diǎn)焊角或對焊角實(shí)現，也可通過(guò)熱回流孔完成加工安裝。迄今為止開(kāi)發(fā)五面腔體和進(jìn)行少量生產(chǎn)最省錢(qián)的方法是選用曲線(xiàn)加工五面腔體。如圖5所示，它是通過(guò)在平板上加標識完成。當將它們安裝在PCB板上時(shí)，用戶(hù)只需將其折疊成想要的形狀即可。