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電磁屏蔽玻璃 摘要：由于電子技術(shù)和設(shè)備的大量運用，隨之而來的各種干擾和泄露問題迫切需要解決，電磁屏蔽玻璃也就因此應(yīng)運而生。電磁屏蔽玻璃因其可透光性良好等特點，一直是電磁屏蔽材料中的研究熱點。本文主要從電磁屏蔽玻璃的應(yīng)用范圍、主要特點、屏蔽原理、生產(chǎn)過程等方面對其進行介紹。1前言電磁波被廣泛應(yīng)用，為軍事、工業(yè)、民用等帶來莫大的方便，同時也帶來了嚴重的危害。一是由于電子線路和元件的集成化、微型化，所使用的電流為弱電流，其控制訊號的功率與外部電磁波噪音的功率接近，容易造成誤動、聲音及圖像障礙等；二是這些電子產(chǎn)品本身也向外發(fā)射不同頻率的電磁波，同樣會給附近運行的電子計算機以及其他通訊或電氣設(shè)備等造成干擾；三是對于軍工電子設(shè)備，除了防止外界電磁波對其工作產(chǎn)生干擾外，還要防止其本身的電磁波向外泄露。國際較為先進的技術(shù)和設(shè)備可以準確地接受幾十公里外泄露出的電磁波，進行放大還原，從而導(dǎo)致泄密；四是電磁波通過輻射也給生物體造成傷害，如在中短電磁波輻射下，人體的神經(jīng)中樞系統(tǒng)會出現(xiàn)功能失調(diào)。所以，在當(dāng)今社會，不論是軍用電子設(shè)備，還是民用電子設(shè)備，從環(huán)保角度出發(fā)，都應(yīng)進行電磁屏蔽。電磁屏蔽材料中最常見的是電磁屏蔽玻璃。本文主要從電磁屏蔽玻璃的定義、應(yīng)用、分類、原理及方法、新進展等方面對其進行介紹。2 電磁屏蔽玻璃的定義電磁屏蔽玻璃是經(jīng)過特殊工藝處理，在玻璃表面涂覆導(dǎo)電涂層或在玻璃中夾入特殊介質(zhì)而實現(xiàn)對電磁波的阻擋和衰減，達到阻擋電磁波透過、防止電磁輻射、保護信息不泄露以及抗電磁干擾的屏蔽玻璃器件。4 電磁屏蔽玻璃的特點電磁屏蔽比例具有良好的透光性能和高解圖像，可視效果好，無網(wǎng)感，使圖像更加清晰。電磁屏蔽玻璃主要解決電子系統(tǒng)與電子設(shè)備之間的電磁干擾，防止電磁信息泄露，防護電磁輻射污染；有效保障儀器設(shè)備正常工作，保障機密信息的安全，保障工作人員身體健康。因此，電磁屏蔽玻璃必須滿足兩個條件：一是良好的抗電磁波干擾和防信息泄漏性能；二是良好的透視性能。15 電磁屏蔽玻璃的應(yīng)用電磁屏蔽玻璃是結(jié)合電磁屏蔽技術(shù)而研制出來的特種玻璃，它主要使用在既有電磁屏蔽要求，又有一定可視要求的部位，如：特種飛機的座艙、風(fēng)擋、國家安全保衛(wèi)部辦公室的可視窗口，軍隊指揮操作儀的可視面板，大使館、外交部等部門通信室的玻璃窗，電子計算機室、醫(yī)院、廣播大廈的玻璃窗，商業(yè)寫字樓辦公室的玻璃隔墻，各種儀器設(shè)備的電磁屏蔽外殼等。6電磁屏蔽玻璃的生產(chǎn)我國生產(chǎn)的電磁屏蔽玻璃從性能上大致分為三類：夾金屬絲網(wǎng)電磁屏蔽玻璃、鍍膜電磁屏蔽玻璃和鍍膜玻璃夾金絲網(wǎng)的電磁屏蔽玻璃，使用最多的仍屬夾絲網(wǎng)屏蔽玻璃，生產(chǎn)工藝流程如下：2 金屬絲網(wǎng)+PVB膠片 玻璃原片 預(yù)處理 合片 預(yù)壓 高壓釜 檢驗 包裝6.1 金屬絲網(wǎng)金屬絲網(wǎng)材料一般為銅、鋁、鍍鋅鐵絲、銀絲或者鍍銀的網(wǎng)絲等，也可以使用不銹鋼網(wǎng)。電磁屏蔽是利用電磁感應(yīng)的作用而進行屏蔽，利用電磁場在屏蔽體上所感應(yīng)的渦流作用，從而衰減通過的能量。也就是利用屏蔽材料的導(dǎo)電性和磁性將電磁波反射或吸收，達到屏蔽的目的。因此，增強絲網(wǎng)材料的導(dǎo)電性和磁性是生產(chǎn)高屏蔽玻璃的關(guān)鍵。所選擇的金屬絲網(wǎng)一般要進行化學(xué)浸鍍處理，在絲網(wǎng)表面鍍金、銀、銅等金屬，增強絲網(wǎng)的屏蔽效能。6.2 PVB膠片電磁屏蔽玻璃的結(jié)構(gòu)為：玻璃+PVB+絲網(wǎng)+PVB+玻璃，PVB膠片是連接玻璃和絲網(wǎng)的重要材料，在使用前一定要進行處理和挑選，膠片表面不允許有任何疵點和絨毛，厚度要均勻，一般選用0.38mm和0.76mm的優(yōu)質(zhì)膠片。6.3 玻璃原片選用優(yōu)質(zhì)浮法玻璃原片，厚薄差符合用戶要求，經(jīng)前處理后的玻璃表面不允許有任何劃傷。6.4 合片合片要在一定溫度和濕度的凈化車間進行。為了避免出現(xiàn)莫爾干涉條紋，金屬絲網(wǎng)的經(jīng)緯度要進行調(diào)整，一般先用制作好的、垂直經(jīng)緯度的屏蔽玻璃在顯示器的窗口初裝，旋轉(zhuǎn)玻璃至無干涉條紋出現(xiàn)，記錄該角度，制作屏蔽玻璃時按照該角度鋪設(shè)金屬絲網(wǎng)。金屬絲網(wǎng)和膠片在鋪置時不能有皺褶，尤其注意膠片不能過度拉伸，以免造成制品周邊的流膠，流膠過多會影響用戶的安裝。6.5預(yù)壓和高壓釜預(yù)壓一般通過抽真空的方式來完成，目的是排出玻璃與膠片、膠片與絲網(wǎng)間的氣體。玻璃入釜后要嚴格按操作規(guī)程操作，尤其溫度控制，過高會引起金屬絲網(wǎng)的收縮變形，過低膠片與金屬絲網(wǎng)、膠片與玻璃不能很好的結(jié)合，容易開膠。6.6生產(chǎn)注意事項電磁屏蔽玻璃的生產(chǎn)質(zhì)量主要有全片過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)、玻璃劃傷、絲網(wǎng)變形、開膠、屏蔽效能差等。6.6.1 產(chǎn)品中的雜質(zhì)產(chǎn)品中的雜質(zhì)是影響質(zhì)量的主要原因，而造成雜質(zhì)的主要原因又在于膠片的潔凈度。首先要選擇優(yōu)質(zhì)膠片，在合片過程中，保持環(huán)境潔凈，認真篩選金屬絲網(wǎng)，避免將絨毛及空中灰塵合入制品中。6.6.2 玻璃劃傷首先玻璃原片進行嚴格檢驗，不允許有劃傷的玻璃進入下道工序；避免人為劃傷。6.6.3絲網(wǎng)變形絲網(wǎng)變形的原因是多方面的，主要 是絲網(wǎng)本身變形和膠片引起的變形。絲網(wǎng)本身是軟性材料，在鋪置時不能過度拉伸，但又不能產(chǎn)生皺褶，尤其在制作大面積屏蔽玻璃時更應(yīng)該注意。一般是在合片時按絲網(wǎng)的經(jīng)緯方向輕輕拉平，不能操之過急。膠片變形會引起絲網(wǎng)變形是因為膠片的厚薄不均勻，入釜后的溫度不均等產(chǎn)生膠片收縮變形，應(yīng)嚴格控制膠片的質(zhì)量、入釜后的溫度制度，避免絲網(wǎng)變形。6.6.4 開膠開膠是夾層玻璃工藝較為常見的質(zhì)量問題，環(huán)境潮濕、玻璃表面不潔凈、夾層材料不潔凈、蒸壓過程溫度低等都會造成夾層玻璃的開膠。要嚴格清洗材料和玻璃的表面，不能有任何油漬，要在一定的濕度下合片，在蒸壓過程中要嚴格控制溫度。6.6.5屏蔽效能低屏蔽效能一般分為A、B、C三檔，在30MHz1GHz頻段內(nèi)，A檔的屏蔽效能在85dB以上，B檔在65dB以上，C檔在50dB以上。在制作高效能的屏蔽玻璃時金屬絲網(wǎng)的處理非常重要，絲網(wǎng)表面雜質(zhì)和油漬、洗滌劑的適宜度、清洗絲網(wǎng)的純凈水純度等都會影響金屬絲網(wǎng)的化學(xué)鍍膜質(zhì)量。產(chǎn)生電磁屏蔽效能的不是玻璃，而是所選的屏蔽材料，因此，必須使金屬絲網(wǎng)的表面連續(xù)、均勻地施鍍一層高導(dǎo)性的金屬，才能達到最大的屏蔽效能。施鍍材料的選擇也是很重要，金、銀是最理想的材料，但價格比較昂貴，在施鍍金膜時，工藝條件也比較苛刻。為了提高玻璃的屏蔽效能, 可采用導(dǎo)電膜玻璃作為玻璃原片制作屏蔽玻璃。真正影響屏蔽玻璃屏蔽效能的有兩個因素: 一是整個屏蔽體表面必須是連續(xù)導(dǎo)電的, 另一個是不能有直接穿透屏蔽體的導(dǎo)體。顯然金屬絲網(wǎng)上有很多導(dǎo)電不連續(xù)點, 因為此處形成了不導(dǎo)電縫隙, 而這些不導(dǎo)電的縫隙產(chǎn)生了電磁泄漏, 如同流體會從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個方法是在縫隙處填充導(dǎo)電彈性材料, 消除不導(dǎo)電點。而導(dǎo)電膜玻璃就可以起到填充作用。7 電磁屏蔽的原理電磁屏蔽是電磁兼容技術(shù)的主要措施之一。即用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉起來，使其外部電磁場強度低于允許值的一種措施；或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉起來，使其內(nèi)部電磁場強度低于允許值的一種措施。3 電磁屏蔽效能是在電磁場中同一地點無屏蔽時的電磁場強度與加屏蔽體后的電磁場強度之比。常用分貝數(shù)(dB)表示。屏蔽效能SE又包括吸收損失A、反射損失R和多次反射損失B組成。如圖1所示。即 SEA+RB根據(jù)電磁屏蔽的基本原理還可將電磁屏蔽技術(shù)分為如下幾種：（一） 靜電屏蔽技術(shù)靜電屏蔽技術(shù)可分為外電場屏蔽和內(nèi)電場屏蔽。（1） 外電場屏蔽如下圖為利用導(dǎo)體空腔屏蔽外電場的示意圖。為需要屏蔽的物體，為導(dǎo)體屏蔽的空腔。由靜電平衡原理可知在靜電平衡的條件下，空腔為等勢體，腔內(nèi)無電場線，因而實現(xiàn)了給電磁屏蔽的效果。 （2） 內(nèi)電場屏蔽如下圖為導(dǎo)體空腔屏蔽內(nèi)電場的示意圖。用導(dǎo)體空腔來屏蔽帶電體的電場時，除了要用導(dǎo)體空腔屏蔽起來外，還必須將空腔接地，在將空腔接地時，空腔外表面所感應(yīng)出來的電荷會流入大地，外部電場消失，電場線被限制在空腔內(nèi)部，從而達到了屏蔽的效果。（二） 交流電場的屏蔽為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地，就能使交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場屏蔽以反射為主，因此屏蔽體的厚度不必過大，而以結(jié)構(gòu)強度為主要考慮因素。（三） 磁場的屏蔽對于磁場的屏蔽比較復(fù)雜，要分低頻磁場和高頻磁場兩個方面研究。（1） 低頻磁場的屏蔽低頻磁場的屏蔽原理是利用高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻特性，使磁場通過磁阻小的通路而不至于擴散到外圍空間去，從而達到磁屏蔽的效果，如下圖所示。（2） 高頻磁場的屏蔽高頻磁場的屏蔽是利用高電導(dǎo)率的材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場來抵消干擾磁場而實現(xiàn)的。具體圖示如下：通過計算可知，屏蔽體的感應(yīng)電流與線圈電流成正比，說明感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場足以抵消線圈磁場的干擾，起到了屏蔽的效果。（四） 綜合的電磁屏蔽方法：多層實心屏蔽如果要求屏蔽體對電場和磁場同時具有較好的屏蔽效果，可以采用多層屏蔽結(jié)構(gòu)。多層屏蔽結(jié)構(gòu)主要有以下三種： （1）兼有電屏蔽與磁屏蔽的組合屏蔽 （2）多層電屏蔽 （3）多層磁屏蔽8 總結(jié)隨著電子技術(shù)和設(shè)備的進一步發(fā)展，電磁泄漏的問題會進一步嚴重化，電磁屏蔽玻璃的出現(xiàn)正好提供了一種較好的解決方案。在今后的發(fā)展中電磁屏蔽玻璃必將有一個更加廣闊的應(yīng)用前景。但由于電磁屏