柔性PCB電磁干擾屏蔽要求及方法
出處:銘華航電 發(fā)布于:2021-03-01 13:47:57
許多使用柔性印刷電路板的電子組件對吸收或發(fā)射電磁干擾(EMI)都很敏感。如果電磁干擾不受控制,可能會對設(shè)計性能產(chǎn)生負面影響,并且在極端情況下會完全阻止其運行。
解決這種干擾的方法是“屏蔽”電路,以防止EMI被吸收或輻射。對于許多應(yīng)用,存在適用于從FCC,IEC,EU等建立的設(shè)計來調(diào)節(jié)EMI輻射的行業(yè)標準。
普通應(yīng)用中的EMI屏蔽要求
以下是醫(yī)療,通信和軍事行業(yè)中常常需要EMI屏蔽的一些常見應(yīng)用。
醫(yī)療系統(tǒng):
核磁共振成像
輸液泵
患者監(jiān)護系統(tǒng)
通信系統(tǒng):
射頻通信
軍事系統(tǒng):
雷達系統(tǒng)
通信系統(tǒng)
高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計
PCB屏蔽方法
屏蔽設(shè)計要求在其兩側(cè)封裝一層材料,作為EMI吸收或輻射屏障。這些層連接到地面,以便任何EMI無害地消散。
在選擇屏蔽方法和材料時,必須考慮其他因素。
彎曲要求
每種屏蔽方法都增加了不同數(shù)量的柔性電路的總厚度。由于 彎曲能力是厚度的函數(shù),因此會降低或限制設(shè)計的彎曲能力。屏蔽設(shè)計的 彎曲半徑和彎曲要求類型需要作為設(shè)計和材料選擇過程的一部分進行 定義和審查。
彎曲要求的類型,無論是靜態(tài)(彎曲 適合)還是動態(tài)(重復(fù)彎曲),都有其他限制。動態(tài)彎曲柔性PCB應(yīng)用比靜態(tài)彎曲設(shè)計具有更大的 彎曲能力。
受控阻抗
受控阻抗信號要求對可使用的屏蔽方法有進一步的限制。屏蔽層需要滿足EMI要求的電氣特性以及作為參考平面來實現(xiàn)所需的控制阻抗值。不是所有的屏蔽方法都可以同時滿
該行業(yè)主要使用三種屏蔽材料。在屏蔽性能,對機械彎曲能力的影響以及對受控阻抗設(shè)計的適用性方面,每個都有正面和負面的影響。
銀色油墨盾牌
銀色油墨屏蔽由添加的銀導(dǎo)電油墨層組成,這些油墨被選擇性地施加到封裝電路圖案的覆蓋層表面。覆蓋層具有選擇性開口,這些開口沿著暴露設(shè)計的接地電路的部分長度的外邊緣被縫合。
墨水流入選擇性開口,粘附并電連接到地面。銀墨水通常使用絲網(wǎng)印刷方法施用。這種方法會限制屏蔽的 和位置。然后將額外的覆蓋層層壓到銀墨水層上以封裝并電隔離它們。
采用銀色油墨屏蔽的2層柔性PCB結(jié)構(gòu)示例。
銀導(dǎo)電油墨優(yōu)點:
成本效益
靈活性好
良好的屏蔽能力
缺點:
不適用于受控阻抗設(shè)計
需要多個覆蓋層(添加材料和處理步驟)
行業(yè)需求減少
銅層盾牌
銅層屏蔽由額外的蝕刻銅層構(gòu)成,增加了設(shè)計層數(shù)。銅層可以是固體平面或交叉陰影,以提高靈活性,但屏蔽能力降低。如果需要地面拼接,它們需要在柔性區(qū)域中有額外的過孔。
帶銅護套的3層柔性PCB示例。
銅層優(yōu)點:
程度的屏蔽
控制阻抗設(shè)計的解決方案
缺點:
貴的解決方案
對靈活性 的負面影響
縫合的過孔可以通過創(chuàng)建機械彎曲應(yīng)力集中器進一步對靈活性產(chǎn)生負面影響
屏蔽電影
屏蔽膜由覆蓋層表面上的附加層選擇性專用層壓板組成。這些電影的開發(fā)是為了滿足手機/數(shù)碼相機和攝像機市場的需求。與銀墨一樣,覆蓋層中的選擇性開口暴露接地電路并形成互連位置。屏蔽膜具有由導(dǎo)電粘合劑,金屬沉積層和隔離層組成的3層結(jié)構(gòu)。
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EMI屏蔽膜的截面結(jié)構(gòu)示例。
隔離層的顏色為黑色,并且具有抗摩擦性能。薄膜在熱和壓力下層壓。導(dǎo)電粘合劑流入覆蓋層開口,然后粘合并電連接到地面。
具有屏蔽膜層的2層柔性PCB的示例。
屏蔽膜優(yōu)點:
的靈活性
薄的整體結(jié)構(gòu)
成本效益
高度的屏蔽能力
越來越受歡迎
缺點:
受控阻抗設(shè)計的有限應(yīng)用
對于許多柔性PCB設(shè)計,EMI屏蔽是確保 終產(chǎn)品整體性能的關(guān)鍵因素。各種可用的屏蔽方法和材料選擇允許有效的設(shè)計,使所有的電氣和機械要求得以實現(xiàn)。
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