干货 | PCB屏蔽罩上的那些事儿！

2020-12-10

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做项目时，在屏蔽罩上吃过亏，总结了一些经验科普一下。

我们经常在很多PCB上看到屏蔽罩，尤其是手机等消费类电子产品里面。

某手机的PCB上面满是屏蔽罩

屏蔽罩多见于手机PCB，主要是因为手机上有GPS，BT，Wifi，2G/3G/4G/5G等多种无线通信电路，有的如敏感的模拟电路，DC-DC开关电源电路，一般都需要用屏蔽罩隔离，一方面是为了不影响其他电路，另一方面是防止其他电路影响自己。

这是其中一个作用，防止电磁干扰；屏蔽罩另外一个作用是防止撞件，PCB SMT后会进行分板，一般相邻板子之间需要隔开，防止离得太近，在后续的测试或者其他运输过程中导致撞件。

屏蔽罩的的原材料一般有洋白铜、不锈钢、马口铁等，目前大多数的屏蔽罩用的都是洋白铜。

洋白铜的特点是屏蔽效果稍差，较软，价格比不锈钢贵，易上锡；不锈钢的屏蔽效果好，强度高，价格适中；但上锡困难（在没做表面处理时几乎不能上锡，镀镍后有改善，但还是不利于贴片）；马口铁屏蔽效果最差，但上锡好，价格便宜。

屏蔽罩可以分为固定式和可拆卸式。

▉ 单件式屏蔽罩

固定式一般也叫单件式，直接SMT贴在PCB上，英文一般称Shielding Frame。

设计注意事项：

1，单件式屏蔽罩因为是直接SMT贴在PCB上，建议材料选择洋白铜Cu-7521（R-1/2H or R-OH），焊接性能好。

2，屏蔽罩注意开孔。

3，屏蔽罩的高度建议是0.25mm+内部器件最大高度。

屏蔽罩开孔的作用：

1，一方面是为了工作时内部器件的散热，开孔自然会牺牲一部分的屏蔽效果。

2，另一方面在回流焊时，以降低屏蔽罩内外的温差，保证焊接的可靠性，可以试想一下，在回流焊的高温下，如果屏蔽罩密封效果好且未开孔，很有可能出现内爆（屏蔽罩炸裂，内部器件损坏），这个是有实际案例的。

PS：在MTK的一些文档中，有屏蔽罩开孔和未开孔的焊接性能比较，开孔明显优于未开孔。

如下是几种常见单件式屏蔽罩的处理方式：

1，某些发热量大的IC如BB、PA、电源芯片PMU等，可以直接将对应部分挖空以充分散热，或者方便添加散热材料。

2，屏蔽罩内部个别器件很高时，为了不整体提高屏蔽罩高度，可以将对应部分挖空处理，以减少占用PCB的空间；某些挖空是为了后期的方便调试，方便示波器万用表等的测量。

▉ 双件式屏蔽罩

可拆卸式一般也叫双件式，双件式屏蔽罩可以直接打开，不用借助热风枪工具。

价格比单件式贵，底下的SMT焊接在PCB上，称为Shielding Frame，上面的称为Shielding Cover，直接扣在Shielding Frame上，方便拆卸，一般把下面的Frame称为屏蔽框，上面的Cover称为屏蔽罩。

Frame建议采用洋白铜，上锡好；Cover可以采用马口铁，主要是便宜。

双件式可以在项目初期采用，方便调试，等待硬件调试稳定之后，再考虑采用单件式以降低成本。

shielding Frame和shielding Cover的结合紧密依靠四周突起的小孔

双件式需要注意Frame和Cover的接触可靠性

1，Frame和Cover接触要可靠，否则跌落测试不容易过，在某些场合Shielding Cover发生掉落后，容易产生隐患。

2，另一方面，结合不紧密会引起一些RF问题，如辐射传导问题，其实本质就是接地不良好，Frame是直接焊接在PCB上的，属性为GND，Frame和Cover接触不良，即是接地不良。

PA的Tx会耦合到上方的屏蔽罩，即屏蔽罩上会有残留的Tx信号，若Frame和Cover接触良好，即屏蔽罩是接地良好的，残留的Tx信号会流通到GND。反之，Frame和Cover接触不良，且概率性接触不良，残留的Tx信号会产生谐波，谐波透过屏蔽罩的共振腔结构，辐射到天线，再透过天线辐射出去，那么辐射杂散就会变大。

PS：上面的这部分文字摘录至网上一个实际案例，说的是双件式屏蔽罩接触不良导致的RF问题。