인쇄 회로 기판 (PCB) 설계자는 보드를 배치할 때 전자기 간섭 문제를 자주 해결합니다.. 시스템 사양을 충족하려면 전자기 호환성을 고려해야 합니다.. 레이아웃에 대한 작은 실수라도 전자기적 합병증을 유발할 수 있습니다., 단락 또는 EMI/RFI 잡음과 같은. PCB 실드가 유용한 곳입니다.!
PCB 쉴드란??
PCB 실드는 PCB를 보호하고 전기 간섭을 줄이기 위해 PCB를 둘러싸는 인클로저입니다.. 일반적으로 전자파 차폐 역할을 하는 전도성 금속 재료로 만들어집니다.. 가장 일반적으로 사용되는 재료는 알루미늄입니다., 강철, 그리고 주석.
차폐는 PCB가 다른 구성 요소나 표면과 접촉하지 않도록 보호하여 단락을 방지할 수 있습니다.. 또한 단락을 유발할 수 있는 먼지와 이물질로부터 보호합니다.. 추가적으로, 전자파 간섭을 차단해줍니다 (EMI) 라디오에서, 모터, 민감한 회로를 방해할 수 있는 기타 소스.
PCB 실드 사용의 이점
PCB 차폐 사용의 주요 이점은 다음과 같습니다.:
- 단락을 방지합니다. – 쉴드는 사이의 우발적인 단락을 방지합니다. 땜납 패드 또는 전자 장치를 분리하여 PCB의 구성 요소.
- EMI/RFI 간섭 감소 – 전자기 차폐는 회로 작동을 방해할 수 있는 들어오고 나가는 EMI/RFI 잡음을 차단합니다..
- 충격으로부터 보호 – PCB 주변의 견고한 실드는 물리적 충격으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다., 진동, 및 기타 기계적 응력.
- 배출물 포함 – PCB에서 생성된 전자기 에너지가 방출되어 근처 전자 장치를 간섭하는 것을 차단합니다..
- 안전성 향상 – 차폐는 전류가 흐르는 구성 요소 및 회로와의 접촉을 방지하여 감전 위험을 줄일 수 있습니다..
- 프로토타입 제작 가능 – 실드를 사용하면 맞춤형 인클로저를 만들기 전에 PCB 설계를 보다 쉽게 안전하게 테스트하고 수정할 수 있습니다..
PCB 차폐 유형
널리 사용되는 두 가지 차폐 방법은 무선 주파수입니다. (RF) 차폐 및 Arduino 차폐:
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PCB RF 차폐
RF 차폐는 전자기장을 차단합니다., 정전기 전하, 그리고 전파. 일반적인 RF 차폐 솔루션에는 금속 캔이 포함됩니다., 엘라스토머 재료, 페라이트 비드 및 플레이트, 전도성 메쉬, 그리고 고립된 접지면. 이러한 솔루션은 다음과 같은 역할을 합니다. 패러데이 케이지, 외부 간섭으로 인해 민감한 구성 요소가 방해받지 않도록 방지.
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아두이노 쉴딩
Arduino 쉴드는 기능을 추가하기 위해 Arduino 보드에 부착되는 모듈식 PCB입니다.. 예를 들어, 무선 전화, 이더넷, GSM, 프로토타이핑 실드는 Arduino 기능을 확장합니다.. 쉴드 핀은 I2C 및 SPI 버스에 사용되는 예약된 핀을 피하면서 스택형 보드를 연결합니다.. 사전 구축된 회로 및 코드 라이브러리 포함, Arduino 실드는 맞춤형 설계에 비해 빠른 구현을 가능하게 합니다..
RF 및 Arduino 차폐에는 장단점이 있습니다.. RF 차폐는 강력한 EMI 보호 기능을 제공하지만 비용이 많이 들고 구현이 복잡할 수 있습니다.. Arduino 쉴드는 저렴하고 간단하지만 덜 전문적인 쉴드를 제공합니다.. 사려 깊은 차폐 설계는 보호 균형을 맞추는 데 중요합니다., 비용, 특정 애플리케이션의 복잡성.
PCB 쉴드는 어떻게 작동합니까??
PCB 실드는 PCB의 전자기장을 억제하고 다른 소스의 외부 EMI를 차단하는 방식으로 작동합니다.. 전도성 인클로저는 전자 장치 주위에 패러데이 케이지를 형성합니다., EMI가 실드 외부를 따라 흐르도록 강제. 이는 차폐 영역 내부의 구성 요소와의 간섭을 방지합니다..
실드를 적절하게 접지하면 방사성 방출을 흡수하여 접지로 전환하는 데 도움이 됩니다.. 일반적으로 테스트 지점에 접근할 수 있도록 작은 구멍이 포함되어 있습니다., 디스플레이, 및 제어. 모든 공백은 최대한 최소화됩니다..
6 PCB 레이아웃의 EMI 차폐 설계 팁
인쇄 회로 기판 설계에서 전자기 간섭을 완화하려면 신중한 레이아웃 기술이 필요합니다.. 다음은 6 주요 전략은 전자기 간섭을 길들이는 데 도움이 될 수 있습니다:
- 낮은 인덕턴스 접지면 사용.
전체 레이어를 전용으로 사용 다층 보드 접지면으로. 유도 루프 영역을 줄이기 위해 접지면 영역을 최대화하십시오.. 이는 전류 복귀 경로의 임피던스를 낮춥니다., 공통 모드 잡음 및 방사성 방출 감소. 복귀 경로 안테나를 피하기 위해 비아를 사용하여 모든 신호를 접지면에 직접 연결하십시오..
- 민감한 구성 요소를 보호하십시오..
간섭을 받기 쉬운 구성 요소 주변에는 접지된 전도성 인클로저를 사용하십시오.. EM 필드는 반사 및 흡수를 통해 충돌 필드를 상쇄하는 전류를 차폐에 유도합니다.. 캔과 같은 적절한 차폐를 선택하십시오., 개스킷, 또는 필요한 감쇠에 따른 스크린.
- 정합된 전송선으로 임피던스 제어.
폭/공간 비율 규칙을 사용하여 트레이스 임피던스를 소스 및 부하 임피던스에 일치시킵니다.. 이는 링잉과 EMI를 유발하는 반사와 공진을 방지합니다.. 따르다 제어 임피던스 고속 트레이스에 대한 설계. 필요에 따라 임피던스 튜닝 스터브 및 종단 저항기를 사용하십시오..
- 디커플링 커패시터가 있는 바이패스 전력 레일.
각 IC 전원 핀에 인덕턴스가 낮은 세라믹 디커플링 캡을 배치합니다.. 이는 빠른 스위칭 잡음을 처리할 수 있는 전하 저장소를 제공합니다., 파워 레일을 깨끗하게 유지하기. 넓은 주파수 범위를 목표로 하려면 서로 다른 값을 가진 여러 커패시터를 사용하십시오..
- 보드 섹션 분리 및 필터.
보드를 아날로그로 분할, 디지털, 고속, 등의 신호를 로컬로 유지. 신호가 도메인을 교차해야 하는 경우, 페라이트를 이용한 필터, 공통 모드 초크 및 커패시터. 각 섹션에 노이즈가 포함되어 있습니다..
- 구성 요소 배치 구성.
구성 요소를 함께 그룹화하고 균일하게 방향을 지정합니다.. 시끄러운 디지털 회로를 민감한 아날로그 회로에서 멀리 배치하십시오.. 길이와 교차를 최소화하기 위해 트레이스를 효율적으로 라우팅합니다.. 접지에 대한 주기적인 비아를 통해 안테나 효과 감소.
테이크아웃
프로젝트에 적절한 PCB 실드를 추가하면 단락으로 인한 문제를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다., EMI/RFI 잡음, 그리고 정전기 충격. 원치 않는 전자기 간섭을 완전히 억제하려면 신중한 차폐 설계가 필요합니다.. PCB 레이아웃 및 인클로저에 통합된 견고한 차폐 기능, 전자 장치의 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다..
