在PCBA加工过程中，为确保电磁兼容性（EMC）并减少电磁辐射与干扰（EMI/EMC），需综合考虑设计、材料选择、制造工艺和测试验证等环节。以下是深圳PCBA加工厂-1943科技具体的实施措施：
1. 合理布局与布线
关键措施
- 分区设计：
- 将电路按功能分区（如数字电路、模拟电路、高频电路、低频电路），并物理隔离敏感区域（如射频模块）与噪声源（如开关电源、时钟电路）。
- 高频信号线与低速信号线分开布线，避免交叉或平行走线。
- 缩短关键信号路径：
- 高速信号线（如差分对、时钟线）应尽可能短且直接，减少环路面积，降低天线效应。
- 关键信号线避免靠近电源线或地线边缘，以减少耦合干扰。
- 避免直角与锐角走线：
- 采用45°或圆弧过渡代替直角走线，减少信号反射和辐射。
- 过孔优化：
- 减少过孔数量，避免在差分信号对中单独使用过孔；若必须使用，需在两条差分线上对称布设过孔。
效果评估
- 通过仿真工具（如HFSS、ADS）验证信号完整性（SI）和电磁场分布，确保布局布线符合EMC目标。
2. 电源与地线设计
关键措施
- 电源层与地层分离：
- 在多层PCB中，使用独立的电源层和地层，并保持电源层与地层之间的低介电常数材料（如FR4），减少寄生电感。
- 电源层应紧邻地层，形成低阻抗回路。
- 去耦电容与滤波：
- 在IC电源引脚附近放置去耦电容（0.1μF陶瓷电容），并靠近芯片以减小电感效应。
- 对高频噪声源（如DC-DC转换器）添加LC滤波器（电感+电容）或磁珠，抑制传导干扰。
- 地线设计：
- 单点接地：适用于低频电路，所有地线汇接到单一接地点，避免地环路噪声。
- 多点接地：适用于高频电路，地线就近连接到地平面，减少高频回路阻抗。
- 混合接地：数字地与模拟地在电源入口处单点连接，避免相互干扰。
效果评估
- 通过电源完整性（PI）仿真验证电源噪声水平，确保去耦电容和滤波器有效抑制噪声。
3. 屏蔽与滤波技术
关键措施
- 电磁屏蔽：
- 对高噪声模块（如射频电路、开关电源）使用金属屏蔽罩（铝、铜或导电塑料），并确保屏蔽罩与地层良好连接。
- 在PCB边缘或敏感区域添加屏蔽层（如导电胶带或屏蔽膜），防止外部电磁干扰。
- 电缆与接口屏蔽：
- 使用屏蔽电缆连接PCBA与外部设备，并确保屏蔽层两端接地（注意避免地环路问题）。
- 对高速信号接口（如USB、HDMI）使用带屏蔽的连接器，并在接口处加装共模扼流圈。
- 滤波器应用：
- 在电源输入端和信号输入/输出端加装EMI滤波器（如π型滤波器），抑制高频噪声。
- 对高频信号线使用终端匹配电阻（如50Ω），减少信号反射。
效果评估
- 通过屏蔽效能测试（如屏蔽罩的SAR值）和滤波器频域响应测试，验证屏蔽与滤波效果。
4. 接地策略优化
关键措施
- 低阻抗接地：
- 确保地平面连续且无分割，避免因地线切割导致回流路径变长。
- 增加接地过孔密度（如每1mm一个过孔），降低接地阻抗。
- 接地材料选择：
- 使用铜箔或银浆实现低阻抗接地，避免使用高阻抗材料（如铝）。
- 接地连接可靠性：
- 屏蔽罩与PCB地层之间通过导电胶或焊接实现可靠连接，避免虚接。
效果评估
- 通过阻抗测试仪测量接地阻抗，确保其满足EMC标准（如IEC 61000-4系列）。
5. 材料选择与工艺优化
关键措施
- 介电材料：
- 选择低介电常数（εr）和低损耗角正切（tanδ）的基材（如Rogers RO4350B），减少高频信号损耗。
- 导电材料：
- 使用高纯度铜箔（如电解铜）降低导体损耗，提高信号完整性。
- 工艺控制：
- 精确控制PCB层压工艺参数（如温度、压力），确保电源层与地层的紧密贴合。
- 避免焊接过程中引入热应力，导致地平面开裂或分层。
效果评估
- 通过材料特性测试（如Dk/Df测试）和层压后PCB的阻抗测试，验证材料与工艺的可靠性。
6. 测试与认证
关键措施
- 预兼容性测试：
- 在设计阶段进行EMC预测试（如近场扫描、辐射发射测试），发现潜在问题并优化设计。
- 标准认证：
- 按照国际标准（如CISPR 22/25、FCC Part 15）进行辐射发射（RE）、传导发射（CE）、抗扰度（EMS）测试。
- 对关键模块（如射频电路）进行屏蔽效能测试，确保其符合标准要求。
- 故障排查：
- 若测试失败，使用频谱分析仪定位噪声源，并通过优化布局、增加屏蔽或调整滤波参数解决问题。
效果评估
- 通过测试报告确认PCBA的EMC性能是否符合目标标准，确保产品通过认证。
7. 其他注意事项
- 环境因素：
- 考虑PCBA的工作环境（如高温、高湿、振动），选择耐腐蚀的屏蔽材料和可靠的焊接工艺。
- 成本与可制造性：
- 在满足EMC要求的前提下，优化设计以降低屏蔽罩、滤波器等成本。
- 与制造商协作，确保屏蔽罩安装、滤波器焊接等工艺的可实现性。
总结
在PCBA加工中，减少电磁干扰需要从设计、材料、工艺到测试的全链条控制。通过合理的布局布线、电源地设计、屏蔽滤波技术、接地策略优化以及严格测试验证，可以有效降低电磁辐射与干扰，确保产品符合EMC标准。最终需结合具体应用场景（如医疗电子、工业设备、汽车电子）调整措施优先级，并在设计初期进行仿真与预测试，避免后期返工。
因设备、物料、生产工艺等不同因素，内容仅供参考。了解更多smt贴片加工知识，欢迎访问深圳smt贴片加工厂-1943科技。
2024-04-26
