提問:PCB 屏蔽罩防腐蝕設計的關鍵在于材料選擇,市面上有冷軋鋼、不銹鋼、銅合金等多種材質,還有不同的表面處理工藝。到底該怎么選才能兼顧防腐蝕性和電磁屏蔽效果?
回答:PCB 屏蔽罩的防腐蝕設計,材料選擇是核心。好的材料不僅能抵抗腐蝕,還能保證電磁屏蔽效果。工程師在選擇材料時,需要綜合考慮使用環(huán)境、防腐蝕要求、電磁屏蔽需求和成本四個因素。下面我們就來詳細分析常用的屏蔽罩材料和表面處理工藝,幫你避開選擇誤區(qū)。
首先看基礎材質的選擇:
- 冷軋鋼:成本最低,電磁屏蔽效果較好,但耐腐蝕性極差,容易生銹。適合在干燥、清潔的室內環(huán)境中使用,且必須配合防腐蝕表面處理工藝。捷配不建議客戶將冷軋鋼屏蔽罩用于戶外或潮濕環(huán)境的 PCB。
- 不銹鋼(304/316):耐腐蝕性遠優(yōu)于冷軋鋼,304 不銹鋼適合潮濕環(huán)境,316 不銹鋼則能抵抗鹽霧和酸堿腐蝕,適合工業(yè)和海洋環(huán)境。但不銹鋼的導電性不如銅合金,電磁屏蔽效果稍差,且成本較高。
- 銅合金(黃銅、磷銅):導電性和電磁屏蔽效果最好,黃銅的耐腐蝕性較好,磷銅的硬度更高。但銅合金容易氧化,生成的銅綠會影響屏蔽效果,需要進行表面處理。適合對電磁屏蔽要求高的高頻 PCB。
接下來看表面處理工藝,這是提升基礎材質耐腐蝕性的關鍵:
- 鍍鋅:成本較低,能為冷軋鋼提供基本的防腐蝕保護。但鍍鋅層在潮濕環(huán)境中容易出現(xiàn)白銹,且耐酸堿能力差。適合干燥環(huán)境的 PCB 屏蔽罩。
- 鍍鎳:鎳層致密,耐腐蝕性和耐磨性都很好,還能增強電磁屏蔽效果。適合消費電子和工業(yè)設備的 PCB 屏蔽罩。捷配推薦客戶選擇鍍鎳工藝,因為它能兼顧防腐蝕性和屏蔽效果。
- 鍍鎳金:在鎳層基礎上鍍一層金,金的化學性質穩(wěn)定,不會氧化,耐腐蝕性極佳,且導電性好。適合對可靠性要求高的精密 PCB,如醫(yī)療設備、航空航天設備,但成本較高。
- 鈍化處理:主要用于不銹鋼材質,通過化學方法在表面形成一層鈍化膜,增強耐腐蝕性。適合工業(yè)環(huán)境中的 PCB 屏蔽罩。
選擇建議方面,捷配工程師總結了一套 “環(huán)境匹配原則”:干燥室內環(huán)境可選擇冷軋鋼 + 鍍鋅;潮濕環(huán)境選擇 304 不銹鋼 + 鈍化或冷軋鋼 + 鍍鎳;工業(yè)腐蝕環(huán)境選擇 316 不銹鋼 + 鈍化或銅合金 + 鍍鎳金;高頻精密設備選擇銅合金 + 鍍鎳金。
需要注意的是,材料和表面處理工藝的選擇要與 PCB 的整體設計相匹配。比如,鍍鎳金的屏蔽罩與 PCB 的連接點導電性好,適合高頻信號傳輸;而鍍鋅的屏蔽罩則需要注意連接點的防氧化處理。