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柔性PCB電磁干擾屏蔽方法和材料
來源：本站 時(shí)間：2020/03/19
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(jì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，并且在極端情況下會完全阻止其運(yùn)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(jì)來調(diào)節(jié)EMI輻射的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
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)：
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核磁共振成像
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輸液泵
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患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)
通信系統(tǒng)：
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手機(jī)
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射頻通信
軍事系統(tǒng)：
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雷達(dá)系統(tǒng)
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通信系統(tǒng)
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高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)
PCB屏蔽方法
屏蔽設(shè)計(jì)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(shí)，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。 由于最小彎曲能力是厚度的函數(shù)，因此會降低或限制設(shè)計(jì)的彎曲能力。 屏蔽設(shè)計(jì)的最小彎曲半徑和彎曲要求類型需要作為設(shè)計(jì)和材料選擇過程的一部分進(jìn)行精確定義和審查。
彎曲要求的類型，無論是靜態(tài)（彎曲一次適合）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(jì)具有更大的最小彎曲能力。
受控阻抗
受控阻抗信號要求對可使用的屏蔽方法有進(jìn)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(shí)現(xiàn)所需的控制阻抗值。 不是所有的屏蔽方法都可以同時(shí)滿
屏蔽材料
該行業(yè)主要使用三種屏蔽材料。 在屏蔽性能，對機(jī)械彎曲能力的影響以及對受控阻抗設(shè)計(jì)的適用性方面，每個(gè)都有正面和負(fù)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(jì)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精度和位置。 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(diǎn)：
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成本效益
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靈活性好
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良好的屏蔽能力
缺點(diǎn)：
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不適用于受控阻抗設(shè)計(jì)
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需要多個(gè)覆蓋層（添加材料和處理步驟）
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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(jì)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(hù)套的3層柔性PCB示例。
銅層優(yōu)點(diǎn)：
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最高程度的屏蔽
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控制阻抗設(shè)計(jì)的解決方案
缺點(diǎn)：
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最貴的解決方案
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對靈活性最大的負(fù)面影響
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縫合的過孔可以通過創(chuàng)建機(jī)械彎曲應(yīng)力集中器進(jìn)一步對靈活性產(chǎn)生負(fù)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(jī)/數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)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)。
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(diǎn)：
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最佳的靈活性
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最薄的整體結(jié)構(gòu)
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成本效益
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高度的屏蔽能力
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越來越受歡迎
缺點(diǎn)：
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受控阻抗設(shè)計(jì)的有限應(yīng)用
概要
深圳市銘華航電SMT貼片加工：對于許多柔性PCB設(shè)計(jì)，EMI屏蔽是確保最終產(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(jì)，使所有的電氣和機(jī)械要求得以實(shí)現(xiàn)。
