Usando Latas para Blindagem EMI na Sua PCB

Você já jogou Operação? O jogo onde você tinha que pescar peças pequenas de um corpo de aparência estranha sem tocar nas bordas do slot. Quando você tocava uma borda, seu fracasso era anunciado para todos com um horrível som de buzina.

Desde então, em todos os empregos de engenharia e TI que tive, fui o "cirurgião" designado na "Operação PCB" (Operação para engenheiros elétricos). No entanto, neste jogo, não há buzina, apenas componentes mortos se forem removidos incorretamente de um módulo, placa ou de caixas apertadas.

Ser capaz de recuperar nossos componentes caídos foi uma habilidade particularmente valiosa para um produto protótipo. Estávamos perdendo cerca de um terço de nossas placas em instalações de campo quando um componente particularmente sensível a ESD (descarga eletrostática) era tocado acidentalmente. Com dedos pequenos, você poderia deslizar a Placa Impressa para dentro da caixa segurando apenas as bordas, mas mãos de tamanho normal estavam sem esperança e sempre esmagavam os componentes. Estávamos trabalhando para reduzir a EMI (interferência eletromagnética) na próxima versão e colocamos uma lata sobre esses componentes. Isso também acabou protegendo a placa de dedos inadvertidos.

Escudos ESD não são o mesmo que blindagem EMI de PCB, então tivemos muita sorte de matar dois pássaros com uma pedra quando adicionamos blindagem protetora à nossa placa. Para proteger suas Placas Impressas, é importante entender como uma lata de blindagem eletrônica quando você está planejando blindagem no nível da placa e certificação de testes.

O que é uma lata?

Blindagens de lata EMI ou outras blindagens EMI podem também ser chamadas de latas, gaiolas, tampas ou coberturas, dependendo de onde você procura por peças. São basicamente caixas metálicas que se anexam à sua Placa de Circuito Impresso para envolver parte da circuitaria na superfície.

O metal utilizado depende da sua aplicação e do preço que você está disposto a pagar. Eu recomendo conversar diretamente com um fabricante para ter certeza de que você obterá o material certo para o seu produto. As opções usuais são:

• Aço: Aço revestido de estanho ou zinco, aço inoxidável
• Alumínio: Geralmente alumínio revestido de estanho
• Latão
• Ligas de cobre: O cobre berílio é especialmente
• Níquel
• Prata
• Plástico revestido de estanho

O invólucro metálico da blindagem mantém a Interferência Eletromagnética e a radiação EMI de entrar ou sair da região coberta. Muitas blindagens têm uma grade de furos no metal que ajuda no gerenciamento térmico, enquanto ainda fornece o efeito de blindagem de uma cobertura condutiva sobre seus componentes.

Uma blindagem ideal encapsularia completamente seus componentes. Infelizmente, isso deixa sem opções para entradas e saídas ou para alimentação e aterramento, então uma blindagem ainda terá algum vazamento eletromagnético. Se necessário, você pode complementar a blindagem com proteções adicionais, como juntas EMI, malhas e filmes.

Quando devo usar Blindagem EMI?

Quando você está projetando uma PCB, deve primeiro projetar sua placa para minimizar emissões como radiação EMI com boas práticas de design como trilhas curtas, aterramento adequado e posicionamento de componentes. Usar blindagens nunca deve ter precedência sobre um bom design de placa para gerenciamento de EMI, mas elas são um ótimo próximo passo.

A blindagem EMI é particularmente apropriada quando você precisa isolar componentes da radiação EMI que possa ocorrer em outros lugares na PCB. Elas são mais frequentemente usadas sobre as etapas de saída, entrada e amplificador de RF, já que estas são as seções da placa mais propensas a serem afetadas por/causar Interferência Eletromagnética.

Componentes sensíveis à compatibilidade eletromagnética também podem ter blindagem eletromagnética para prevenir interferência. Finalmente, você pode querer blindar componentes de alta velocidade como osciladores para preveni-los de criar interferência por toda a placa.

Como incorporo isso ao meu design?

Quando você identificar os componentes ou subconjuntos que mais podem se beneficiar do blindagem contra EMI, você pode calcular o tamanho do escudo necessário. Isso pode ser complicado porque a maioria dos fabricantes fornece as dimensões externas, mesmo que você precise saber o espaço interno disponível para encaixar seus componentes. Falo por experiência própria quando digo que a altura é especialmente crítica e facilmente negligenciada.

Para fixar a blindagem na placa, você adiciona pads de solda ao redor dos componentes necessários na sua Placa de Circuito Impresso e os conecta adequadamente à terra. Existem também clips ou estruturas que seguram a blindagem na Placa de Circuito. Se você está em uma versão inicial do design, recomendo uma opção removível. Isso torna o retrabalho sob a blindagem muito mais fácil. A blindagem ou clips podem ser fixados durante os processos de fabricação automatizados, soldando a blindagem aos pads de montagem superficial.

Você pode mandar fazer escudos personalizados, se necessário. É mais caro, mas se você tem uma área não padrão que precisa ser protegida e não quer desperdiçar espaço na placa, vale a pena. Além disso, esteja ciente se você tem trilhas na superfície da placa que a lata entraria em contato. Você deve ter rebaixos cortados na borda da lata para evitar curtos-circuitos na placa. Conheço alguém que contornou isso sempre usando clipes, mas eu me preocupava que dedos grandes pressionando poderiam empurrar a borda da lata para entrar em contato com a trilha de qualquer forma.

Embora você não possa proteger suas Placas Impressas de todos os acidentes que surgem, você certamente pode proteger suas placas delas mesmas (e, esperançosamente, de alguns dedos curiosos). Eu realmente gosto de ter designs RF modulares que você pode reutilizar em produtos futuros, e minimizar seu esforço de design não recorrente. Altium Designer^® é uma ferramenta que torna isso muito mais fácil. Ele também pode te salvar dos meus erros de dimensionamento usando a verificação de folga 3D integrada para garantir que as latas tenham a altura certa para seus componentes. Para começar a proteger suas Placas de Circuito Impresso, entre em contato com um especialista em Altium Designer hoje!