在現代高密度PCB設計中, PCB EMI屏蔽已演變成一項多維度的挑戰。以往只需簡單的金屬外殼或導電泡沫即可解決的問題,如今需要設計人員緩解內部威脅,例如走線串擾、電源雜訊和地彈。在GHz頻率下,這些風險變得更加顯著,傳統的「點保護」已顯得力不從心。屏蔽的未來在於系統級隔離,將電路板佈局、堆疊、接地和介面設計與SMT EMI墊片等屏蔽材料整合在一起。
本文重點介紹了 PCB 中三個隱藏的 EMI 來源,並解釋瞭如何將結構屏蔽與智慧電路設計相結合,使SMT 導電泡沫等材料充當最後一道防線。
正如康麗達在《SMT墊片可製造性設計:確保無縫整合到自動化生產線》中所強調的那樣材料性能取決於PCB設計是否為屏蔽提供了適當的物理條件。有效的EMI防護並非一蹴而就,而是一項系統工程策略。
高速返迴路徑中斷
當差分對穿過分離平面或不連續接地時,返迴路徑會拉長,從而形成環形天線。這在 HDMI、USB 3.0 和 MIPI 走線中很常見,輻射頻率在 300 MHz 至 2 GHz 之間。
電源完整性(PI)惡化
具有動態負載的多核心處理器會造成軌道振盪(ΔI雜訊)。去耦電容放置不當會提高高頻阻抗,加劇共模雜訊。
屏蔽接口處的盲點
FPC連接器、按鈕或感測器開口通常會破壞屏蔽的連續性。如果SMT墊片未正確接地至PCB,屏蔽效能可能會降低20 dB以上。
疊層設計:低阻抗平面
六層板(訊號-地-訊號-電源-地-訊號)可降低環路電感。將電源層與地層相鄰放置,以隔離噪音軌。
接地策略:單點接地與多點接地
對於低頻系統,單點接地可防止形成環路。對於高頻(>100 MHz),每隔λ/20(1 GHz時約為15毫米)添加過孔,以確保穩定接地。
詳見SMT 墊片|緊湊而強大的電子設備 EMI 保護,接地不良是墊片早期失效的主要原因-材料需要穩定的接地才能「啟動」。
介面屏蔽:為導電泡沫提供真正的接地
在 FPC 連接器周圍添加連續接地焊盤,並將SMT EMI 墊片直接安裝在焊盤上。這樣可以實現低電阻金屬間連接,性能優於基於黏合劑的泡棉與外殼接觸。
混合屏蔽:硬蓋+軟密封
使用沖壓金屬外殼焊接接地,用於CPU或射頻模組。使用SMT導電泡棉墊片密封外殼外部縫隙,形成硬屏蔽和軟密封的雙層屏障。
早期階段:EMI 仿真
HFSS 或 CST 等工具可以辨識輻射熱點。
中期:近場掃描
檢測排放源以進行有針對性的重新設計。
最後階段:全面系統測試
整個設備的 RE/RS 測試驗證了屏蔽效率。
真正有效的EMI解決方案並非臨時起意,而是從一開始就建立的設計理念。康麗達不僅提供導電泡棉墊片,還與客戶合作,優化PCB接地、介面佈局和屏蔽策略,從材料供應商轉型為系統級EMI顧問。
當生產報告「已使用泡沫但仍不符合要求」時,就該重新審視PCB EMI 屏蔽策略了。最有效的保護始終始於佈局中的第一個返迴路徑。