提问:PCB 屏蔽罩防腐蚀设计的关键在于材料选择,市面上有冷轧钢、不锈钢、铜合金等多种材质,还有不同的表面处理工艺。到底该怎么选才能兼顾防腐蚀性和电磁屏蔽效果?
回答:PCB 屏蔽罩的防腐蚀设计,材料选择是核心。好的材料不仅能抵抗腐蚀,还能保证电磁屏蔽效果。工程师在选择材料时,需要综合考虑使用环境、防腐蚀要求、电磁屏蔽需求和成本四个因素。下面我们就来详细分析常用的屏蔽罩材料和表面处理工艺,帮你避开选择误区。
首先看基础材质的选择:
- 冷轧钢:成本最低,电磁屏蔽效果较好,但耐腐蚀性极差,容易生锈。适合在干燥、清洁的室内环境中使用,且必须配合防腐蚀表面处理工艺。捷配不建议客户将冷轧钢屏蔽罩用于户外或潮湿环境的 PCB。
- 不锈钢(304/316):耐腐蚀性远优于冷轧钢,304 不锈钢适合潮湿环境,316 不锈钢则能抵抗盐雾和酸碱腐蚀,适合工业和海洋环境。但不锈钢的导电性不如铜合金,电磁屏蔽效果稍差,且成本较高。
- 铜合金(黄铜、磷铜):导电性和电磁屏蔽效果最好,黄铜的耐腐蚀性较好,磷铜的硬度更高。但铜合金容易氧化,生成的铜绿会影响屏蔽效果,需要进行表面处理。适合对电磁屏蔽要求高的高频 PCB。
接下来看表面处理工艺,这是提升基础材质耐腐蚀性的关键:
- 镀锌:成本较低,能为冷轧钢提供基本的防腐蚀保护。但镀锌层在潮湿环境中容易出现白锈,且耐酸碱能力差。适合干燥环境的 PCB 屏蔽罩。
- 镀镍:镍层致密,耐腐蚀性和耐磨性都很好,还能增强电磁屏蔽效果。适合消费电子和工业设备的 PCB 屏蔽罩。捷配推荐客户选择镀镍工艺,因为它能兼顾防腐蚀性和屏蔽效果。
- 镀镍金:在镍层基础上镀一层金,金的化学性质稳定,不会氧化,耐腐蚀性极佳,且导电性好。适合对可靠性要求高的精密 PCB,如医疗设备、航空航天设备,但成本较高。
- 钝化处理:主要用于不锈钢材质,通过化学方法在表面形成一层钝化膜,增强耐腐蚀性。适合工业环境中的 PCB 屏蔽罩。
选择建议方面,捷配工程师总结了一套 “环境匹配原则”:干燥室内环境可选择冷轧钢 + 镀锌;潮湿环境选择 304 不锈钢 + 钝化或冷轧钢 + 镀镍;工业腐蚀环境选择 316 不锈钢 + 钝化或铜合金 + 镀镍金;高频精密设备选择铜合金 + 镀镍金。
需要注意的是,材料和表面处理工艺的选择要与 PCB 的整体设计相匹配。比如,镀镍金的屏蔽罩与 PCB 的连接点导电性好,适合高频信号传输;而镀锌的屏蔽罩则需要注意连接点的防氧化处理。