pcb屏蔽罩的類型和作用分析

做項(xiàng)目時(shí)，在屏蔽罩上吃過虧，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)科普一下。

我們經(jīng)常在很多PCB上看到屏蔽罩，尤其是手機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品里面。

某手機(jī)的PCB上面滿是屏蔽罩

屏蔽罩多見于手機(jī)PCB，主要是因?yàn)槭謾C(jī)上有GPS，BT，Wifi，2G/3G/4G/5G等多種無線通信電路，有的如敏感的模擬電路，DC-DC開關(guān)電源電路，一般都需要用屏蔽罩隔離，一方面是為了不影響其他電路，另一方面是防止其他電路影響自己。

這是其中一個作用，防止電磁干擾；屏蔽罩另外一個作用是防止撞件，PCB SMT后會進(jìn)行分板，一般相鄰板子之間需要隔開，防止離得太近，在后續(xù)的測試或者其他運(yùn)輸過程中導(dǎo)致撞件。

屏蔽罩的的原材料一般有洋白銅、不銹鋼、馬口鐵等，目前大多數(shù)的屏蔽罩用的都是洋白銅。

洋白銅的特點(diǎn)是屏蔽效果稍差，較軟，價(jià)格比不銹鋼貴，易上錫；不銹鋼的屏蔽效果好，強(qiáng)度高，價(jià)格適中；但上錫困難（在沒做表面處理時(shí)幾乎不能上錫，鍍鎳后有改善，但還是不利于貼片）；馬口鐵屏蔽效果最差，但上錫好，價(jià)格便宜。

屏蔽罩可以分為固定式和可拆卸式。

單件式屏蔽罩

固定式一般也叫單件式，直接SMT貼在PCB上，英文一般稱Shielding Frame。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

1，單件式屏蔽罩因?yàn)槭侵苯覵MT貼在PCB上，建議材料選擇洋白銅Cu-7521（R-1/2H or R-OH），焊接性能好。

2，屏蔽罩注意開孔。

3，屏蔽罩的高度建議是0.25mm+內(nèi)部器件最大高度。

屏蔽罩開孔的作用：

1，一方面是為了工作時(shí)內(nèi)部器件的散熱，開孔自然會犧牲一部分的屏蔽效果。

2，另一方面在回流焊時(shí)，以降低屏蔽罩內(nèi)外的溫差，保證焊接的可靠性，可以試想一下，在回流焊的高溫下，如果屏蔽罩密封效果好且未開孔，很有可能出現(xiàn)內(nèi)爆（屏蔽罩炸裂，內(nèi)部器件損壞），這個是有實(shí)際案例的。

PS：在MTK的一些文檔中，有屏蔽罩開孔和未開孔的焊接性能比較，開孔明顯優(yōu)于未開孔。

如下是幾種常見單件式屏蔽罩的處理方式：

1，某些發(fā)熱量大的IC如BB、PA、電源芯片PMU等，可以直接將對應(yīng)部分挖空以充分散熱，或者方便添加散熱材料。

2，屏蔽罩內(nèi)部個別器件很高時(shí)，為了不整體提高屏蔽罩高度，可以將對應(yīng)部分挖空處理，以減少占用PCB的空間；某些挖空是為了后期的方便調(diào)試，方便示波器萬用表等的測量。

雙件式屏蔽罩

可拆卸式一般也叫雙件式，雙件式屏蔽罩可以直接打開，不用借助熱風(fēng)槍工具。

價(jià)格比單件式貴，底下的SMT焊接在PCB上，稱為Shielding Frame，上面的稱為Shielding Cover，直接扣在Shielding Frame上，方便拆卸，一般把下面的Frame稱為屏蔽框，上面的Cover稱為屏蔽罩。

Frame建議采用洋白銅，上錫好；Cover可以采用馬口鐵，主要是便宜。

雙件式可以在項(xiàng)目初期采用，方便調(diào)試，等待硬件調(diào)試穩(wěn)定之后，再考慮采用單件式以降低成本。

shielding Frame和shielding Cover的結(jié)合緊密依靠四周突起的小孔

雙件式需要注意Frame和Cover的接觸可靠性

1，F(xiàn)rame和Cover接觸要可靠，否則跌落測試不容易過，在某些場合Shielding Cover發(fā)生掉落后，容易產(chǎn)生隱患。

2，另一方面，結(jié)合不緊密會引起一些RF問題，如輻射傳導(dǎo)問題，其實(shí)本質(zhì)就是接地不良好，F(xiàn)rame是直接焊接在PCB上的，屬性為GND，F(xiàn)rame和Cover接觸不良，即是接地不良。

PA的Tx會耦合到上方的屏蔽罩，即屏蔽罩上會有殘留的Tx信號，若Frame和Cover接觸良好，即屏蔽罩是接地良好的，殘留的Tx信號會流通到GND。反之，F(xiàn)rame和Cover接觸不良，且概率性接觸不良，殘留的Tx信號會產(chǎn)生諧波，諧波透過屏蔽罩的共振腔結(jié)構(gòu)，輻射到天線，再透過天線輻射出去，那么輻射雜散就會變大。

PS：上面的這部分文字摘錄至網(wǎng)上一個實(shí)際案例，說的是雙件式屏蔽罩接觸不良導(dǎo)致的RF問題。

屏蔽罩夾子

不管是單件式屏蔽罩還是雙件式屏蔽罩，都需要進(jìn)行開模，有一些聰明的廠家推出了屏蔽罩夾子，英文稱為Shielding Clip，用來替代屏蔽框。

Shielding Clip的優(yōu)點(diǎn)是：

1，可以直接SMT，體積小不易變形，維修方便一些。

2，某些場合可以直接取代屏蔽框，節(jié)省一個屏蔽框開模的費(fèi)用。

3，當(dāng)夾子被焊接在電路板之后，再直接把屏蔽罩安裝在這些夾子中間夾住就可以了，焊接平整度相對于屏蔽框會好一些。

屏蔽罩夾子示意圖

一般1個屏蔽框需要用4~8個屏蔽夾子代替，需要注意的是，采用屏蔽夾子的抗干擾效果肯定沒有屏蔽框好，而且比較占用PCB板的空間大，目前在手機(jī)未見有使用屏蔽罩夾子的情況，對集成度和空間要求不高的應(yīng)用可以采用屏蔽罩夾子來降低成本。