PCB 中的安装孔是电子设计中的重要元素。每个 PCB 设计师都会去了解 PCB 安装孔的用途以及基本设计。并且,当安装孔与地面连接时,可以节省安装后的一些不必要的麻烦。


 
如何使用 PCB 孔来减少 EMI
 
顾名思义,PCB 安装孔有助于将 PCB 固定到外壳上。不过这是它的物理机械用途,此外,在电磁功能方面,PCB 安装孔还可用于降低电磁干扰(EMI)。对 EMI 敏感的 PCB 通常放置在金属外壳中。为了有效降低 EMI,电镀 PCB 安装孔需要连接到地面。这样接地屏蔽之后,任何电磁干扰将从金属外壳被导向到地面。


 
一般的新手设计师会问的常见问题是你究竟将其连接到哪个地面?在常见的电子设备中,有信号,外壳基座和接地。根据经验,不能将安装孔连接到信号地。信号地是您的电路设计中电子元件的参考地,将电磁干扰引入其中不是件好事。


 
 您要连接的是外壳机箱接地。这是机柜的所有接地连接的汇合点。机箱接地应连接在一个点,最好是通过星形连接。这样可以避免引起接地回路和多个接地连接。多个接地连接可导致轻微的电压差,并导致电流在机箱接地之间流动。然后将机箱接地连接到大地,以实现安全措施。


 
为什么具有适当的接地连接是非常重要的?
 
如果 PCB 板的外壳基座是金属壳体,那么整个金属壳体就是大地,220V 电源的地线与大地相连,所有接口都需要与大地相连,螺丝也要与大地相连。这样 EMC 测试中进入的干扰直接从大地泄放至大地,而保证其不干扰内部系统。另外 EMC 的保护器件必要每个接口都有,且要贴近接口。


 
如果是塑料壳体,那么最好有个金属板嵌入其中。如果没有办法实现,那么就需要在布线布局上多多考虑了,敏感信号(时钟、复位、晶振等)线需要保地处理,增加滤波网络(芯片、晶振、电源)。


 
将电镀安装孔连接到机箱地是最佳做法,但并不是唯一遵守的最佳做法。为确保您的设备受到保护,您的机箱接地必须连接到适当的接地端。例如,如果您构建一个没有正确接地的自动停车支付机器,您可能会有客户在付款时抱怨发生“触电”。当客户触摸外壳的非绝缘金属部分时,可能会发生这种情况。


 
当计算机电源的机箱未正确接地时,也可能会受到轻微的电击。当将电源插座连接到建筑物的地面的接地电缆断开时,也可能发生这种情况。这可能导致相应机器上的浮动接地。


 
EMI 屏蔽的原理依赖于适当的接地连接。具有浮动接地连接不仅会使您的客户受到轻微的电击,如果您的设备短路,则可能会危及用户的安全。如下图所示,正确的接地对于安全性和 EMI 屏蔽很重要。


 
设计 PCB 安装孔的基本技巧

 
PCB 安装孔在设计中会经常用到。 当进行安装孔的安装时,有几条简单的基本原则。 首先要注意安装孔的坐标。 这里出现错误将直接导致您的 PCB 不能被正确安装在其外壳中。 另外还需要确保安装孔的尺寸适合您选择的螺丝。


 
一般不要把安装孔放在 PCB 的边缘上太远。 在边缘处的介质材料太少可能会在安装或拆卸过程中导致 PCB 上的裂纹。 您还应该在安装孔和其他部件之间留出足够的间隙。


 
伟大的电路设计软件,如 Altium 公司的序列软件 Altium Designer,可以精确地放置安装孔,并定义相关的安全间距的规则。