电磁屏蔽技术分析
金属屏蔽材料 | 相对于铜的电导率(σCu=5.8×107Ω/m) | f=150kHz时的相对磁导率 | f=150kHz时的吸收损耗/(dB/m) |
---|---|---|---|
银 | 1.05 | 1 | 52 |
铜 | 1.00 | 1 | 51 |
金 | 0.70 | 1 | 42 |
铝 | 0.61 | 1 | 40 |
锌 | 0.29 | 1 | 28 |
黄铜 | 0.26 | 1 | 26 |
镉 | 0.23 | 1 | 24 |
镍 | 0.20 | 1 | 23 |
磷青铜 | 0.18 | 1 | 22 |
铁 | 0.17 | 1000 | 650 |
钢#45 | 0.10 | 1000 | 500 |
坡莫合金 | 0.03 | 80000 | 2500 |
不锈钢 | 0.02 | 1000 | 220 |
3.2.2 屏蔽薄膜
当今许多电子设备采用工程塑料做机箱,由于工程塑料的加工工艺性能好,使机箱既造型美观,又成本低、质量轻。但工程塑料无电磁防护性能。屏蔽薄膜是采用喷涂、真空沉积、电镀和粘贴等工艺技术,在工程塑料和有机介质的表面覆盖一层导电膜,从而起到平板屏蔽的作用。一般导电膜的厚度小于电磁波在其内部传播波长的1/4。
几种喷涂工艺达到的屏蔽效能见表3。
表3 几种喷涂工艺达到的屏蔽效能
喷涂工艺 | 厚度/μm | 电阻/(Ω/mm2) | 屏蔽效能/dB |
---|---|---|---|
锌热喷涂 | 25 | 4.0 | 50~60 |
镍基涂层 | 50 | 0.5~0.2 | 30~75 |
银基涂层 | 25 | 0.05~0.1 | 60~70 |
铜基涂层 | 25 | 0.5 | 60~70 |
石墨基涂层 | 25 | 7.5~20 | 20~40 |
电镀 | 0.75 | 0.1 | 85 |
化学镀 | 1.25 | 0.03 | 60~70 |
真空沉积 | 1.25 | 5~10 | 50~70 |
电离镀 | 1.0 | 0.01 | 50 |
不同厚度的铜薄膜的屏蔽效能见表4。
表4 铜薄膜的屏蔽效能
厚度/μm | 频率/Hz | A | R | B | 屏蔽效能/dB |
---|---|---|---|---|---|
0.105 | 1M | 0.14 | 109 | -47 | 62 |
0.105 | 1G | 0.44 | 79 | -17 | 62 |
1.25 | 1M | 0.16 | 109 | -26 | 83 |
1.25 | 1G | 5.20 | 79 | -0.6 | 84 |
2.196 | 1M | 0.29 | 109 | 0.6 | 110 |
2.196 | 1G | 9.20 | 79 | 0.6 | 90 |
21.96 | 1M | 2.90 | 109 | -3.5 | 108 |
21.96 | 1G | 92 | 79 | 0 | 171 |
表头或显示器的屏蔽,可在表头或显示器的正面设置透光导电材料来实现。透光导电材料是在有机介质或玻璃的表面覆盖一层导电膜,使其既透光,又具有一定的屏蔽效能。不同透光率导电玻璃的屏蔽效能见表5。
表5 不同透光率导电玻璃的屏蔽效能
透光率 | 1MHz | 10MHz | 100MHz | 1000MHz |
---|---|---|---|---|
60% | 94 | 72 | 46 | 21 |
65% | 90 | 68 | 42 | 16 |
71% | 84 | 62 | 36 | 11 |
75% | 78 | 56 | 30 | 6 |
80% | 74 | 52 | 28 | 4 |
3.2.3 金属丝网
当有通风、透光、加水、测量等需要时,要在设备外壳上开孔,为提高设备的电磁屏蔽效果,应采用金属丝网的孔眼屏蔽。或用于电子设备壳体的接缝处,提供有效的电磁屏蔽。孔眼的屏蔽效能SE(dB)与电磁波的频率、孔眼的尺寸和数量等参数有关。
为提高孔眼的屏蔽效能可采取以下措施:
1)在大口径孔眼上覆盖金属丝网,要使丝网与屏蔽体接触良好;
2)将大孔改为小孔;
3)采用波导衰减器式通风口;
4)在透光和测量孔上覆盖有金属丝网的屏蔽玻璃;
5)在需要水、气密封的孔上垫含有橡胶等材料的金属丝网。
下面介绍几种常用的金属丝网屏蔽材料。
3.2.3.1 全金属丝网衬垫
全金属丝网衬垫是一种弹性的、导电的编织型金属衬垫丝网条,用于电子设备壳体的接缝处,提供有效的电磁屏蔽。应用时,铸造或机加工的壳体选用矩形截面的全金属丝网衬垫,板金壳体选用圆形截面的全金属丝网衬垫,压缩量为原高度的25%左右。全金属丝网衬垫的屏蔽效能见表6。
表6 全金属丝网衬垫的屏蔽效能dB
材料 | 磁场 | 电场 | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
镀银黄铜 | 80 | 135 | 105 | 95 |
镀锡包铜钢 | 80 | 130 | 105 | 95 |
镀锡磷青铜 | 80 | 130 | 110 | 100 |
铝 | 60 | 130 | 90 | 80 |
镍铜合金 | 60 | 130 | 90 | 80 |
3.2.3.2 环境密封金属丝网衬垫
环境密封金属丝网衬垫是由编织金属丝网和橡胶结合而成,环境密封金属丝网衬垫除能提供有效的电磁屏蔽外,还可以提供有效的环境密封。可用于电子设备壳体的固定接缝处或者活动接缝处,例如门缝等。一般压缩量为原高度的25%左右。其中带橡胶芯金属丝网衬垫的屏蔽效能见表7。
表7 带橡胶芯金属丝网衬垫的屏蔽效能dB
材料 | 磁场 | 电场 | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
镀锡包铜钢 | 80 | 130 | 105 | 95 |
镀锡磷青铜 | 80 | 130 | 110 | 95 |
镍铜合金 | 60 | 125 | 90 | 80 |
3.2.3.3 金属丝网屏蔽玻璃
金属丝网屏蔽玻璃是将金属丝网压在两层玻璃之间,不仅能提供有效的电磁屏蔽,还可以提供有效的透光。可用于电子设备的观察窗口,例如表头、数字或图象显示器等。金属丝网屏蔽玻璃的屏蔽效能见表8。
表8 金属丝网屏蔽玻璃的屏蔽效能dB
材料 | 磁场 | 电场 | 平面波 | |
---|---|---|---|---|
(100kHz) | (10MHz) | 1GHz | 10GHz | |
黑化铜丝网,开孔60% | 55 | 120 | 60 | 40 |
黑化铜丝网,开孔45% | 55 | 120 | 80 | 50 |
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