EMI (elektromagnetiniai trukdžiai) ir RFI (radijo dažnio trukdžiai) yra dažni iššūkiai kuriant spausdintines plokštes (PCB). Projektuojant standžią lanksčią PCB, šie klausimai reikalauja ypatingo dėmesio dėl standžių ir lanksčių sričių derinio. Šiame straipsnyje bus nagrinėjamos įvairios strategijos ir būdai, kaip užtikrinti veiksmingą EMI/RFI ekranavimą standžiosios lanksčios plokštės konstrukcijose, siekiant sumažinti trukdžius ir maksimaliai padidinti našumą.

EMI ir RFI supratimas standžioje lanksčioje PCB:

Kas yra EMI ir RFI:

EMI – elektromagnetiniai trukdžiai, o RFI – radijo dažnio trukdžiai. Tiek EMI, tiek RFI reiškia reiškinį, kai nepageidaujami elektromagnetiniai signalai sutrikdo normalią elektroninės įrangos ir sistemų veiklą. Šie trukdantys signalai gali pabloginti signalo kokybę, iškraipyti duomenų perdavimą ir netgi sukelti visišką sistemos gedimą.

Kaip jie gali neigiamai paveikti elektroninę įrangą ir sistemas:

EMI ir RFI gali įvairiais būdais neigiamai paveikti elektroninę įrangą ir sistemas. Jie gali sutrikdyti tinkamą jautrių grandinių veikimą, sukelti klaidas arba gedimus. Skaitmeninėse sistemose EMI ir RFI gali sugadinti duomenis, dėl kurių gali atsirasti klaidų arba prarasti informaciją. Analoginėse sistemose trikdantys signalai sukelia triukšmą, kuris iškraipo pradinį signalą ir pablogina garso ar vaizdo išvesties kokybę. EMI ir RFI taip pat gali turėti įtakos belaidžio ryšio sistemų veikimui, dėl to sumažėja atstumas, nutrūksta skambučiai arba nutrūksta ryšys.

EMI/RFI šaltiniai:

EMI/RFI šaltiniai yra įvairūs, juos gali sukelti išoriniai ir vidiniai veiksniai. Išoriniai šaltiniai yra elektros linijų, elektros variklių, radijo siųstuvų, radarų sistemų elektromagnetiniai laukai ir žaibo smūgiai. Šie išoriniai šaltiniai gali generuoti stiprius elektromagnetinius signalus, kurie gali sklisti ir susijungti su netoliese esančia elektronine įranga, sukeldami trikdžius. Vidiniai EMI/RFI šaltiniai gali apimti pačios įrangos komponentus ir grandines. Perjungimo elementai, didelės spartos skaitmeniniai signalai ir netinkamas įžeminimas gali įrenginyje generuoti elektromagnetinę spinduliuotę, kuri gali trukdyti netoliese esančioms jautrioms grandinėms.

EMI / RFI ekranavimo svarba standžiam lanksčiam PCB dizainui:

EMI / RFI ekranavimo svarba standžiosios PCB plokštės konstrukcijoje:

EMI/RFI ekranavimas vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį kuriant PCB, ypač jautriai elektroninei įrangai, tokiai kaip medicinos įranga, kosminės erdvės sistemos ir ryšių įranga. Pagrindinė EMI/RFI ekranavimo diegimo priežastis – apsaugoti šiuos įrenginius nuo neigiamo elektromagnetinių ir radijo dažnių trukdžių poveikio.

Neigiamas EMI/RFI poveikis:

Viena iš pagrindinių EMI/RFI problemų yra signalo slopinimas. Kai elektroninė įranga yra veikiama elektromagnetinių trukdžių, gali nukentėti signalo kokybė ir vientisumas. Tai gali sukelti duomenų sugadinimą, ryšio klaidų ir svarbios informacijos praradimą. Jautriose programose, tokiose kaip medicinos prietaisai ir kosminės erdvės sistemos, šie signalų slopinimas gali turėti rimtų pasekmių, turėti įtakos pacientų saugai arba pakenkti svarbiausių sistemų veikimui;

Įrangos gedimas yra dar viena svarbi problema, kurią sukelia EMI/RFI. Trikdantys signalai gali sutrikdyti įprastą elektroninių grandinių veikimą, todėl jos gali sutrikti arba visiškai sugesti. Tai gali sukelti įrangos prastovą, brangų remontą ir galimus pavojus saugai. Pavyzdžiui, medicininėje įrangoje EMI/RFI trikdžiai gali sukelti neteisingus rodmenis, neteisingą dozavimą ir net įrangos gedimą svarbių procesų metu.

Duomenų praradimas yra dar viena EMI/RFI trukdžių pasekmė. Tokiose programose kaip ryšių įranga dėl trikdžių gali nutrūkti skambučiai, nutrūkti ryšiai arba sugadinti duomenų perdavimą. Tai gali turėti neigiamą poveikį ryšių sistemoms, paveikti produktyvumą, verslo operacijas ir klientų pasitenkinimą.

Siekiant sumažinti šį neigiamą poveikį, EMI / RFI ekranavimas yra įtrauktas į PCB standųjį lanksčią konstrukciją. Apsauginės medžiagos, tokios kaip metaliniai korpusai, laidžios dangos ir ekranavimo skardinės, sukuria barjerą tarp jautrių elektroninių komponentų ir išorinių trukdžių šaltinių. Ekranavimo sluoksnis veikia kaip ekranas, sugeriantis arba atspindintis trikdžių signalus, neleidžiantis trukdžių signalams prasiskverbti į standžią lanksčią plokštę, taip užtikrinant elektroninės įrangos vientisumą ir patikimumą.

Pagrindiniai EMI / RFI ekranavimo aspektai gaminant standžią lanksčią PCB:

Unikalūs iššūkiai, su kuriais susiduriama kuriant standžias lanksčias plokštes:

Standžios lanksčios PCB konstrukcijos sujungia standžias ir lanksčias sritis, keliančias unikalius iššūkius EMI / RFI ekranavimui. Lanksti PCB dalis veikia kaip antena, perduodanti ir priimanti elektromagnetines bangas. Tai padidina jautrių komponentų jautrumą elektromagnetiniams trukdžiams. Todėl labai svarbu įdiegti veiksmingus EMI / RFI ekranavimo metodus greito posūkio standžiosios lanksčios PCB konstrukcijose.

Išspręskite tinkamų įžeminimo metodų ir ekranavimo strategijų poreikį:

Norint atskirti jautrius komponentus nuo elektromagnetinių trukdžių, labai svarbu tinkamai įžeminti. Įžeminimo plokštumos turi būti išdėstytos strategiškai, kad būtų užtikrintas efektyvus visų standžiųjų lanksčių grandinių įžeminimas. Šios įžeminimo plokštės veikia kaip ekranas, suteikdamos mažos varžos kelią EMI/RFI toli nuo jautrių komponentų. Be to, kelių įžeminimo plokštumų naudojimas padeda sumažinti skersinį pokalbį ir sumažinti EMI/RFI triukšmą.

Ekranavimo strategijos taip pat atlieka svarbų vaidmenį EMI/RFI prevencijoje. Jautrių komponentų arba svarbių PCB dalių uždengimas laidžiu ekranu gali padėti sulaikyti ir blokuoti trukdžius. EMI/RFI ekranavimo medžiagos, pvz., laidžios folijos ar dangos, taip pat gali būti dedamos ant standžių lanksčių grandinių arba tam tikrų sričių, siekiant užtikrinti tolesnę apsaugą nuo išorinių trukdžių šaltinių.

Išdėstymo optimizavimo, komponentų išdėstymo ir signalo nukreipimo svarba:

Išdėstymo optimizavimas, komponentų išdėstymas ir signalo nukreipimas yra labai svarbūs siekiant sumažinti EMI / RFI problemas standžiojo lankstaus PCB konstrukcijoje. Tinkamas išdėstymas užtikrina, kad jautrūs komponentai būtų laikomi atokiai nuo galimų EMI/RFI šaltinių, tokių kaip aukšto dažnio grandinės ar maitinimo pėdsakai. Signalo pėdsakai turėtų būti nukreipti kontroliuojamai ir organizuotai, kad būtų sumažintas skersinis pokalbis ir kuo labiau sumažintas didelės spartos signalo kelių ilgis. Taip pat svarbu išlaikyti tinkamą atstumą tarp pėdsakų ir saugoti juos nuo galimų trukdžių šaltinių. Kitas svarbus aspektas yra komponentų išdėstymas. Jautrių komponentų išdėstymas arti įžeminimo plokštumos padeda sumažinti EMI/RFI ryšį. Komponentai, kurių emisija yra daug arba yra jautrūs, turėtų būti kuo labiau izoliuoti nuo kitų komponentų arba jautrių zonų.

Įprasti EMI/RFI ekranavimo būdai:

Kiekvienos technikos privalumai ir apribojimai bei jų pritaikymas standžiojo lankstaus PCB konstrukcijoms Rekomendacijos:

Tinkamas korpuso dizainas:Gerai suprojektuotas korpusas veikia kaip skydas nuo išorinių EMI/RFI šaltinių. Metaliniai gaubtai, tokie kaip aliuminis arba plienas, puikiai apsaugo. Korpusas turi būti tinkamai įžemintas, kad bet kokie išoriniai trukdžiai būtų atokiau nuo jautrių komponentų. Tačiau naudojant lanksčią standžią PCB konstrukciją, lanksti sritis yra iššūkis norint tinkamai apsaugoti korpusą.

Apsauginė danga:Ant PCB paviršiaus užtepus apsauginę dangą, pvz., laidžius dažus ar purškimą, galima sumažinti EMI/RFI poveikį. Šias dangas sudaro metalo dalelės arba laidžios medžiagos, tokios kaip anglis, kurios sudaro laidų sluoksnį, kuris atspindi ir sugeria elektromagnetines bangas. Ekrano dangos gali būti selektyviai dengtos konkrečiose srityse, linkusiose į EMI/RFI. Tačiau dėl riboto lankstumo dangos gali būti netinkamos lanksčioms standžiojo lankstumo plokščių vietoms.

Ekranas gali:Ekranavimo skardinė, taip pat žinoma kaip Faradėjaus narvas, yra metalinis gaubtas, suteikiantis vietinį ekraną tam tikram standžios lanksčios grandinės prototipo komponentui arba sekcijai. Šias skardines galima montuoti tiesiai ant jautrių komponentų, kad būtų išvengta EMI/RFI trikdžių. Ekranuotos skardinės ypač veiksmingos aukšto dažnio signalams. Tačiau naudoti apsaugines skardines lanksčiose vietose gali būti sudėtinga dėl riboto lankstumo standžiosios lanksčios PCB konstrukcijose.

Laidžiosios tarpinės:Laidžiosios tarpinės naudojamos tarpams tarp korpusų, dangčių ir jungčių sandarinti, užtikrinant nenutrūkstamą laidų kelią. Jie užtikrina EMI / RFI ekranavimą ir aplinkos sandarumą. Laidžios tarpinės dažniausiai gaminamos iš laidžio elastomero, metalizuoto audinio arba laidžios putos. Jie gali būti suspausti, kad būtų geras elektrinis kontaktas tarp besijungiančių paviršių. Laidžiosios tarpinės yra tinkamos standžiojo lankstaus PCB konstrukcijoms, nes jos gali prisitaikyti prie standžios lanksčios spausdintinės plokštės lenkimo.

Kaip naudoti ekranavimo medžiagas, tokias kaip laidžios folijos, plėvelės ir dažai, siekiant sumažinti EMI/RFI poveikį:

Naudokite ekranavimo medžiagas, tokias kaip laidžios folijos, plėvelės ir dažai, kad sumažintumėte EMI / RFI poveikį. Laidi folija, pvz., vario arba aliuminio folija, gali būti dedama tam tikrose lanksčios standžios plokštės vietose, kad būtų galima lokaliai apsaugoti. Laidžios plėvelės yra ploni laidžios medžiagos lakštai, kurie gali būti laminuojami ant daugiasluoksnės standžios lanksčios plokštės paviršiaus arba integruoti į Rigid Flex Pcb Stackup. EMI/RFI jautrias vietas galima pasirinktinai padengti laidžiais dažais arba purškimu.

Šių ekranavimo medžiagų pranašumas yra jų lankstumas, leidžiantis joms prisitaikyti prie standžių lanksčių PCB kontūrų. Tačiau šių medžiagų ekranavimo efektyvumas gali būti ribotas, ypač esant aukštesniems dažniams. Tinkamas jų naudojimas, pvz., kruopštus išdėstymas ir dengimas, yra labai svarbus norint užtikrinti veiksmingą ekranavimą.

Įžeminimo ir ekranavimo strategija:

Susipažinkite su efektyviais įžeminimo būdais:

Įžeminimo technologija:Žvaigždinis įžeminimas: Žvaigždinio įžeminimo atveju centrinis taškas naudojamas kaip įžeminimo atskaitos taškas, o visos įžeminimo jungtys yra tiesiogiai prijungtos prie šio taško. Ši technologija padeda išvengti įžeminimo kilpų, sumažindama galimus skirtumus tarp skirtingų komponentų ir sumažindama triukšmo trukdžius. Jis dažniausiai naudojamas garso sistemose ir jautrioje elektroninėje įrangoje.

Žemės plokštumos dizainas:Įžeminimo plokštuma yra didelis laidus sluoksnis daugiasluoksnėje standžioje ir lanksčioje PCB, kuris veikia kaip žemės atskaita. Įžeminimo plokštė suteikia mažos varžos kelią grįžtamai srovei, padedančią valdyti EMI/RFI. Gerai suprojektuota įžeminimo plokštuma turėtų apimti visą standžiojo lankstaus spausdinimo grandinę ir būti prijungta prie patikimo įžeminimo taško. Tai padeda sumažinti įžeminimo varžą ir sumažina triukšmo poveikį signalui.

Ekranavimo svarba ir kaip jį suprojektuoti:

Ekranavimo svarba: ekranavimas yra jautrių komponentų ar grandinių uždarymas laidžia medžiaga, kad būtų išvengta elektromagnetinių laukų patekimo. Labai svarbu sumažinti EMI / RFI ir išlaikyti signalo vientisumą. Ekranavimas gali būti pasiektas naudojant metalinius gaubtus, laidžias dangas, ekranavimo skardines arba laidžias tarpines.

Skydo dizainas:

Korpuso ekranavimas:Metaliniai korpusai dažnai naudojami elektroninei įrangai ekranuoti. Korpusas turi būti tinkamai įžemintas, kad būtų veiksmingas ekranavimo kelias ir sumažintas išorinio EMI/RFI poveikis.

Apsauginė danga:Laidžiosios dangos, pvz., laidūs dažai arba laidžios purškimo priemonės, gali būti padengtos standžiai lanksčios spausdintinės plokštės arba korpuso paviršiumi, kad susidarytų laidus sluoksnis, atspindintis arba sugeriantis elektromagnetines bangas.
Apsauginės skardinės: Apsauginės skardinės, taip pat žinomos kaip Faradėjaus narvai, yra metaliniai gaubtai, kurie iš dalies apsaugo konkrečius komponentus. Juos galima montuoti tiesiai ant jautrių komponentų, kad būtų išvengta EMI/RFI trikdžių.

Laidžiosios tarpinės:Laidžiosios tarpinės naudojamos tarpams tarp gaubtų, dangčių ar jungčių sandarinti. Jie užtikrina EMI / RFI ekranavimą ir aplinkos sandarumą.

Ekranavimo efektyvumo samprata ir tinkamų ekranavimo medžiagų parinkimas:

Ekranavimo efektyvumas ir medžiagos pasirinkimas:Ekranavimo efektyvumas matuoja medžiagos gebėjimą susilpninti ir atspindėti elektromagnetines bangas. Paprastai jis išreiškiamas decibelais (dB) ir rodo signalo slopinimo kiekį, kurį pasiekia ekranavimo medžiaga. Renkantis ekranavimo medžiagą, svarbu atsižvelgti į jos ekranavimo efektyvumą, laidumą, lankstumą ir suderinamumą su sistemos reikalavimais.

EMC projektavimo gairės:

geriausia EMS (elektromagnetinio suderinamumo) projektavimo gairių praktika ir EMS pramonės atitikties svarba

standartai ir taisyklės:

Sumažinti kilpos plotą:Sumažėjęs kilpos plotas padeda sumažinti kilpos induktyvumą ir taip sumažinti EMI tikimybę. Tai galima pasiekti išlaikant trumpus pėdsakus, naudojant tvirtą įžeminimo plokštumą ir vengiant didelių kilpų grandinės išdėstyme.

Sumažinkite didelės spartos signalo nukreipimą:Didelės spartos signalai generuos daugiau elektromagnetinės spinduliuotės, padidindami trukdžių galimybę. Norėdami tai sušvelninti, apsvarstykite galimybę įdiegti valdomus impedanso pėdsakus, naudoti gerai suplanuotus signalo grąžinimo kelius ir naudoti ekranavimo metodus, tokius kaip diferencialinis signalizavimas ir varžos suderinimas.

Venkite lygiagrečio maršruto:Lygiagretus signalo pėdsakų nukreipimas gali sukelti netyčinį sujungimą ir skersinį pokalbį, o tai gali sukelti trikdžių problemų. Vietoj to naudokite vertikalų arba kampinį sekimo maršrutą, kad sumažintumėte artumą tarp svarbių signalų.

Atitiktis EMC standartams ir taisyklėms:Siekiant užtikrinti įrangos patikimumą ir išvengti trukdžių kitai įrangai, labai svarbu, kad būtų laikomasi pramonės specifinių EMC standartų, pvz., nustatytų FCC. Kad būtų laikomasi šių taisyklių, reikia kruopščiai išbandyti ir patikrinti įrangą dėl elektromagnetinės emisijos ir jautrumo.

Įdiekite įžeminimo ir ekranavimo technologijas:Tinkami įžeminimo ir ekranavimo būdai yra labai svarbūs kontroliuojant elektromagnetinę spinduliuotę ir jautrumą. Visada nurodykite vieną įžeminimo tašką, įdiekite žvaigždinį įžeminimą, naudokite įžeminimo plokštę ir naudokite ekranavimo medžiagas, tokias kaip laidžios gaubtai ar dangos.

Atlikite modeliavimą ir testavimą:Modeliavimo įrankiai gali padėti nustatyti galimas EMS problemas ankstyvame projektavimo etape. Taip pat turi būti atlikti išsamūs bandymai, siekiant patikrinti įrangos veikimą ir užtikrinti atitiktį reikalaujamiems EMS standartams.

Laikydamiesi šių nurodymų, dizaineriai gali pagerinti elektroninės įrangos EMS veikimą ir sumažinti elektromagnetinių trukdžių riziką, užtikrindami patikimą jos veikimą ir suderinamumą su kita elektromagnetinėje aplinkoje esančia įranga.

Testavimas ir patvirtinimas:

Bandymų ir patikros svarba siekiant užtikrinti veiksmingą EMI/RFI ekranavimą standžiojo lankstaus PCB konstrukcijoje:

Testavimas ir patikra atlieka esminį vaidmenį užtikrinant EMI/RFI ekranavimo efektyvumą standžiojo lankstaus PCB konstrukcijoje. Veiksmingas ekranavimas yra būtinas norint išvengti elektromagnetinių trukdžių ir palaikyti įrenginio veikimą bei patikimumą.

Bandymo metodai:

Artimojo lauko skenavimas:Artimojo lauko skenavimas naudojamas standžiųjų lanksčių grandinių spinduliuotei matuoti ir elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniams nustatyti. Tai padeda tiksliai nustatyti sritis, kuriose reikia papildomo ekranavimo, ir gali būti naudojama projektavimo etape, siekiant optimizuoti ekrano išdėstymą.

Visos bangos analizė:Visos bangos analizė, tokia kaip elektromagnetinio lauko modeliavimas, naudojama lanksčios standžios PCB konstrukcijos elektromagnetiniam elgesiui apskaičiuoti. Ji suteikia įžvalgų apie galimas EMI/RFI problemas, tokias kaip sujungimas ir rezonansas, ir padeda optimizuoti ekranavimo būdus.

Jautrumo tyrimas:Jautrumo bandymas įvertina įrenginio gebėjimą atlaikyti išorinius elektromagnetinius trikdžius. Tai apima įrenginio veikimą valdomu elektromagnetiniu lauku ir jo veikimo įvertinimą. Šis bandymas padeda nustatyti silpnąsias skydo konstrukcijos vietas ir atlikti būtinus patobulinimus.

EMI/RFI atitikties bandymas:Atitikties tikrinimas užtikrina, kad įranga atitinka reikiamus elektromagnetinio suderinamumo standartus ir reglamentus. Šie bandymai apima spinduliuojamų ir laidų emisijų bei jautrumo išoriniams trikdžiams įvertinimą. Atitikties testavimas padeda patikrinti ekranavimo priemonių efektyvumą ir užtikrina įrangos suderinamumą su kitomis elektroninėmis sistemomis.

Būsimi EMI/RFI ekranavimo pokyčiai:

Vykdomi tyrimai ir naujos technologijos EMI/RFI ekranavimo srityje daugiausia dėmesio skiria našumui ir efektyvumui gerinti. Nanomedžiagos, tokios kaip laidūs polimerai ir anglies nanovamzdeliai, užtikrina didesnį laidumą ir lankstumą, todėl apsauginės medžiagos gali būti plonesnės ir lengvesnės. Pažangios ekranavimo konstrukcijos, tokios kaip daugiasluoksnės struktūros su optimizuota geometrija, padidina ekranavimo efektyvumą. Be to, belaidžio ryšio funkcijų integravimas į ekranavimo medžiagas gali stebėti ekranavimo našumą realiuoju laiku ir automatiškai reguliuoti ekranavimo našumą. Šiais patobulinimais siekiama spręsti didėjantį elektroninės įrangos sudėtingumą ir tankumą, kartu užtikrinant patikimą apsaugą nuo EMI/RFI trikdžių.

Išvada:

Efektyvus EMI/RFI ekranavimas standžioje lanksčioje plokštėje yra labai svarbus siekiant užtikrinti optimalų elektroninių prietaisų veikimą ir patikimumą. Suprasdami susijusius iššūkius ir įgyvendindami tinkamus ekranavimo būdus, optimizuodami išdėstymą, įžeminimo strategijas ir laikydamiesi pramonės standartų, dizaineriai gali sumažinti EMI / RFI problemas ir sumažinti trukdžių riziką. Reguliarus bandymas, patvirtinimas ir būsimų EMI/RFI ekranavimo pokyčių supratimas prisidės prie sėkmingo PCB dizaino, atitinkančio šiandienos technologijomis grindžiamo pasaulio poreikius.
„Shenzhen Capel Technology Co., Ltd.“ 2009 m. įkūrė savo „Rid Flex Pcb“ gamyklą ir yra profesionalus „Flex Rigid Pcb“ gamintojas. Turėdamas 15 metų didelę projektų patirtį, griežtą proceso eigą, puikias technines galimybes, pažangią automatizavimo įrangą, visapusišką kokybės kontrolės sistemą, „Capel“ turi profesionalių ekspertų komandą, kuri teikia pasauliniams klientams didelio tikslumo, aukštos kokybės standžią lanksčią standžią PCB, standžią plokštę. „Flex Pcb“ gamyba, „Fast Turn Rigid Flex Pcb“,. Mūsų greitos techninės paslaugos prieš pardavimą ir po pardavimo bei savalaikis pristatymas leidžia mūsų klientams greitai pasinaudoti rinkos galimybėmis savo projektams.