【成功案例】使用屏蔽导电膜TECKFILM成功解决LCD的EMI问题，EMI认证通过|EMI|EMC|仿真 - 逆天PCB论坛

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只看楼主正序阅读使用道具 0楼发表于: 2020-03-22

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电子产品中，如果被滤波的电流没有回流路径可以用，那么滤波电路对于防止EMI传导和干扰耦合以及辐射就起不到作用。这个时候，就需要借助于外部屏蔽。外部屏蔽的基本原理是围绕电路的关键部分放置一个导电表面，用来吸收和反射耦合到电路中的电磁场。常用做法是，对于低频屏蔽，采用全金属外壳密闭；对于30MHz以上的高频屏蔽，只要在塑胶外壳上电镀一层金属漆或者覆一层金属导电膜就可以。

我们最近做的一个带LCD显示的智能家居控制产品，就遇到了需要屏蔽才能解决的问题。最后使用了Parker Chomerics的TECKFILM EMI屏蔽导电膜才通过。

Fig 1 LCD的安装位置未做任何处理前的状态

LCD通过FPC软排线和CPU连接，而LCD本身，会有一个TCON板，用来做Timing controller 和COM buffer, LCD bias偏压电路以及Backlight 背光电路。
当前状态下，测试的曲线和超标频率点见Fig 2和Table-1。从曲线和表格可以看出，没有屏蔽时，低频部分的辐射比较严重，并且有振荡。

Fig 2 LCD没有贴EMI屏蔽导电布时的导电曲线

Table-1 LCD没有贴EMI屏蔽导电膜时的超标频率点

对于100MH以上的RF频率点，通过在线上套EMI衰减器就可以解决。而对于100Mhz以内的，30MHz, 40MHz, 50MHz, 60MHz,就需要具体分析是什么原因导致。
分析步骤如下：
1. 先查看电路中是否有同一频率点的晶振或者IC的工作频率和超标点是否相同。
如果没有，说明不是器件本身引起的辐射超标。如果有，需要看对应的电路是否做了限幅。经过排查，我们没有发现一致的。只有LCD_CLK的频率是33MHz,
接近30Mhz,因此我们在FPC线上串了平坦型的EMI衰减器，高频部分下去了些，低频部分，虽然在标准下面，但是没有-6dB的裕量。见Fig3

Fig 3 LCD屏线串EMI衰减器后的测试曲线

2. 要看器件工作时的频率的整数倍频是否和超标点相同，如果相同，说明可能是这部分导致。我们发现LCD背面的偏压和背光驱动电路，工作频率是1Mhz初步断定，辐射来源可能就是从这里出来的。在贴铝箔之前，我们做了如下工作：
1.更换背光和偏压用DC-DC boost IC,辐射没有改善；
2.把电感换成屏蔽电感，也没有效果；说明辐射不是器件本身产生的；
3.把电路板的GND和LCD背面的金属框短接，幅度稍微降低了些。
4.LCD上面的亚克力面板背面贴导电布，只留出显示区域不贴。和3效果一样。
从1-4的测试，说明增加GND区域能改善辐射效果。
于是我们先用铝箔覆盖在驱动板上。先贴一层绝缘布，再贴普通的铝箔在LCD的背面，把后面的驱动板完全盖住。见Fig4，这样驱动板的辐射不会从背面跑出来。

Fig 4 驱动板贴铝箔

测试后，发现没有改善。见Fig 5

Fig 5 加铝箔屏蔽的测试曲线

难道是我们用的方式不对？后来EMC测试实验室的技术人员说，之前有客户是直接贴在LCD屏显示区域的上面就通过了。说明辐射从LCD的另外一面出来了。这个部分是我们忽略的地方。可是LCD的TOP层贴一层膜的话，显示不就受到影响了吗? 看来需要透明的屏蔽膜才可以。幸运的是，我们找到了Parker Chomerics的TECKFILM EMI屏蔽导电膜。
规格见Fig6 和Fig7：

Fig 6 TECKFILM EMI屏蔽导电膜 Fig 7 TECKFILM屏蔽效率曲线

根据规格书，TECKFILM屏蔽膜是一种具有热稳定性的聚酯材料，有下面几个优势：超薄(厚度只有0.127mm)，高屏蔽性（最高做到55dB的屏蔽效果@1欧/sq），-45°C~+100°C的宽温度工作范围，尤其是75%的透明度。这些正是我们需要所的。我们从LCD的显示面(TOP)贴上屏蔽膜，四周和LCD的金属边框粘贴在一起，形成闭合回路，然后再测试，效果一下就出来了。见Fig 8。
由于贴合后，GND面积增大，并且和金属框以及整个电路形成了回路，可以看到低频部分的振荡，已经消除。

Fig 8 LCD 显示面(TOP)贴TECKFILM膜后的测试曲线

对于200MHz附近的180MHz的频点，我们测试时，电源线上漏串了一个EMI衰减器(>100MHz的衰减），所以会一直存在。对于1GHz附近处的频点，是贴膜后，和我们的机器顶部的亚克力盖板背面的导电布，短在了一起导致的。撕掉亚克力背面的导电布，就消除了。见Fig 9

Fig 9 去除导电布之后的测试数据

综上，使用EMI屏蔽膜导电膜对于LCD低频抑制效果非常明显。根据我们多年设计经验，一般带LCD和屏线的产品，EMI认证通过率都很低，不过，有了TECKFILM透明屏蔽膜导电膜，就不再担心LCD的EMI问题。它能保证快速把辐射降下来。

使用注意事项：
1.     使用前，先选择TECKFILM屏蔽膜的规格，一般LCD都是金属外壳，贴合后，也和LCD的边框形成回路。如果辐射较高的，可以使用14ohm/sq规格的；如果对透光率要求较高而辐射幅度又不大的，可以选择50ohm/sq规格。
2.     屏蔽膜本身导电，注意不要和其他电子器件短接在一起，避免烧坏电路。
3.     对于LCD外壳不是金属的，需要用导电胶布把LCD的GND和屏蔽膜短接起来。