Bouclier PCB: Les types, Avantages, et conseils de mise en page

Circuit imprimé (PCB) les concepteurs sont souvent confrontés à des interférences électromagnétiques lors de la disposition des cartes. Ils doivent prendre en compte la compatibilité électromagnétique pour satisfaire aux spécifications du système. Même de petits oublis dans la configuration peuvent entraîner des complications électromagnétiques, comme des courts-circuits ou du bruit EMI/RFI. C'est là qu'un blindage PCB s'avère utile!

Qu'est-ce qu'un bouclier PCB?

Un blindage PCB est un boîtier qui entoure votre PCB pour le protéger et réduire les interférences électriques.. Il est généralement constitué d'un matériau métallique conducteur qui agit comme un bouclier électromagnétique.. Les matériaux les plus couramment utilisés sont l'aluminium, acier, et de l'étain.

Le blindage peut empêcher les courts-circuits en protégeant votre PCB du contact avec d'autres composants ou surfaces. Il protège également de la poussière et des débris qui pourraient provoquer des courts-circuits.. aditionellement, il bloque les interférences électromagnétiques (EMI) des radios, moteurs, et d'autres sources qui peuvent perturber vos circuits sensibles.

Avantages de l'utilisation du PCB Shield

Voici quelques-uns des principaux avantages de l'utilisation d'un blindage PCB:

• Prevents short circuits – The shield prevents accidental shorts between souder coussinets ou des composants sur le PCB en isolant l'électronique.
• Reduces EMI/RFI interference – Electromagnetic shielding blocks incoming and outgoing EMI/RFI noise that can interfere with your circuit operation.
• Protects from impacts – A rigid shield around the PCB helps protect from physical impacts, vibration, et autres contraintes mécaniques.
• Contains emissions – It blocks electromagnetic energy generated by your PCB from radiating out and interfering with nearby electronics.
• Improves safety – Shielding can reduce the risk of electric shocks by preventing contact with live components and circuitry.
• Allows prototyping – A shield lets you safely test and revise your PCB design more easily before creating a custom enclosure.

Types de blindage PCB

Deux méthodes de blindage courantes sont les radiofréquences (RF) blindage et blindage Arduino:

• Blindage RF des circuits imprimés

Le blindage RF bloque les champs électromagnétiques, charges électrostatiques, et les ondes radio. Les solutions de blindage RF courantes incluent des boîtes métalliques, matériaux élastomères, perles et plaques de ferrite, maille conductrice, et plans de sol isolés. Ces solutions agissent comme Cages de Faraday, empêchant les interférences externes de perturber les composants sensibles.

• Blindage Arduino

Les blindages Arduino sont des PCB modulaires qui se fixent aux cartes Arduino pour ajouter des fonctionnalités. Par exemple, sans fil, Ethernet, GSM, et les boucliers de prototypage étendent les capacités d'Arduino. Les broches de blindage connectent les cartes empilables tout en évitant les broches réservées utilisées pour les bus I2C et SPI.. Avec des circuits prédéfinis et des bibliothèques de codes, Les blindages Arduino permettent une mise en œuvre rapide par rapport aux conceptions personnalisées.

Les blindages RF et Arduino ont des avantages et des inconvénients. Les boucliers RF offrent une protection EMI robuste, mais peuvent être coûteux et complexes à mettre en œuvre. Les blindages Arduino sont abordables et simples mais offrent un blindage moins spécialisé. Une conception de blindage réfléchie est essentielle pour équilibrer la protection, Coût, et complexité pour une application donnée.

Comment fonctionne le bouclier PCB?

Un blindage PCB fonctionne en contenant les champs électromagnétiques du PCB et en bloquant les EMI externes provenant d'autres sources.. Le boîtier conducteur forme une cage de Faraday autour de l'électronique, forçant l'EMI à circuler le long de l'extérieur du bouclier. Cela évite les interférences avec les composants à l'intérieur de la zone blindée.

Une bonne mise à la terre du bouclier aide également à absorber les émissions rayonnées et à les détourner vers la terre.. De petites ouvertures sont généralement incluses pour permettre l'accès aux points de test, affiche, et contrôles. Les écarts sont minimisés autant que possible.

6 Conseils pour concevoir un blindage EMI dans les configurations de circuits imprimés

L'atténuation des interférences électromagnétiques dans les conceptions de cartes de circuits imprimés nécessite des techniques de mise en page minutieuses. Suite à ces 6 des stratégies clés peuvent aider à maîtriser les interférences électromagnétiques:

1. Utilisez un plan de masse à faible inductance.

Dédiez une couche entière à panneaux multicouches comme plan de masse. Maximisez la zone du plan de masse pour réduire la zone de la boucle inductive. Cela réduit l'impédance du chemin de retour actuel, réduisant le bruit de mode commun et les émissions rayonnées. Connectez tous les signaux directement au plan de masse à l'aide de vias pour éviter les antennes de retour.

2. Protéger les composants sensibles.

Utilisez des boîtiers conducteurs mis à la terre autour des composants sensibles aux interférences. Les champs EM induisent des courants dans le bouclier qui annulent les champs incidents par réflexion et absorption.. Choisissez un blindage approprié comme des canettes, joints, ou des écrans en fonction de l'atténuation requise.

3. Impédance de contrôle avec des lignes de transmission adaptées.

Faire correspondre l'impédance de trace à l'impédance de source et de charge à l'aide des règles de rapport largeur/espace. Cela évite les réflexions et les résonances qui provoquent des sonneries et des EMI.. Suivre impédance contrôlée conception sur des traces à grande vitesse. Utilisez des talons de réglage d'impédance et des résistances de terminaison si nécessaire.

4. Rails d'alimentation de contournement avec condensateurs de découplage.

Placez des capuchons de découplage en céramique à faible inductance directement sur chaque broche d'alimentation du circuit intégré.. Cela fournit un réservoir de charge pour gérer le bruit de commutation rapide, garder les rails d'alimentation propres. Utilisez plusieurs condensateurs avec des valeurs différentes pour cibler une large plage de fréquences.

5. Sections de panneaux de séparation et de filtrage.

Carte de partition en analogique, numérique, grande vitesse, etc. et gardez les signaux locaux. Quand les signaux doivent traverser les domaines, filtre utilisant des ferrites, selfs et condensateurs en mode commun. Celui-ci contient du bruit dans chaque section.

6. Organiser le placement des composants.

Regrouper les composants associés et les orienter uniformément. Éloignez les circuits numériques bruyants des circuits analogiques sensibles. Acheminer les traces efficacement pour minimiser la longueur et les croisements. Réduisez les effets d'antenne avec des vias périodiques vers la terre.

Plats à emporter

L'ajout d'un blindage PCB approprié à votre projet peut aider à prévenir les problèmes de courts-circuits, Bruit EMI/RFI, et chocs statiques. Une conception de blindage minutieuse est nécessaire pour contenir complètement les interférences électromagnétiques indésirables. Avec un blindage robuste intégré à la disposition du circuit imprimé et au boîtier, vous pouvez garantir le fonctionnement fiable de vos appareils électroniques.