電磁兼容第六章屏蔽

1、電磁兼容第六章屏蔽第1頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 在空間中的兩個區(qū)域之間插入一塊金屬隔板，這方法通常用于控制電場和磁場從一個區(qū)域向另一個區(qū)域的傳播。前 言 將噪聲源包圍起來，可以將電磁場限制在屏蔽體形成的腔體內(nèi)部。這種方法可以為所有的屏蔽體外的敏感型設備提供電磁保護。 從系統(tǒng)總體角度來看，屏蔽噪聲源的效果要好于屏蔽被干擾源的效果。第2頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 實際中有些源，本身就是輻射型的（電臺、雷達等）。這時需要對被干擾對象進行單獨屏蔽。 無論一個屏蔽體的設計有多好，如果有電磁能量通過潛在的路徑穿透或離開屏蔽體，屏蔽體就沒有任何實

2、用價值。 電纜能夠在屏蔽體的一側(cè)拾取噪聲，將噪聲傳入屏蔽體內(nèi)，并產(chǎn)生二次輻射。為了保證屏蔽體的完整性，所有進入屏蔽體的電纜都必須進行濾波處理。此外，穿過屏蔽體的電纜的屏蔽層必須360連接到屏蔽體上，以避免端接效應耦合噪聲。第3頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第一節(jié) 近場和遠場 場的特性取決于源、源周圍的介質(zhì)和源到觀察點的距離等因素。距離源比較近的點，場的特性由源的特性決定；在距離源比較遠的點，場的特性由場傳輸過程中經(jīng)過的介質(zhì)決定。 輻射場空間可以劃分為2個區(qū)域：到源距離小于/2的區(qū)域稱為近場或感應場；到源距離大于/2的區(qū)域稱為遠場或輻射場。 在/2的區(qū)域范圍內(nèi)則存在一個

3、過渡區(qū)域。第4頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 電場E和磁場H的比值我們稱為波阻抗。在近場條件下，E/H的大小由源的特性和場到源中的觀察點決定；遠場條件下，波阻抗E/H的大小等于介質(zhì)的特性阻抗（空氣中波阻抗等于377） 在近場區(qū)域，由于電場和磁強的強度比不是一個常數(shù)，所以電場和磁場應當分別進行考慮；如果源具有大電流、低電壓特性，近場主要是磁場；如果源具有高電壓、小電流特性，近場主要是電場。在遠場區(qū)域，電場和磁場合成平面波，波阻抗大小為377。第5頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 確定波阻抗需要使用的介質(zhì)物理常數(shù)：第二節(jié) 波 阻 抗自由空間磁導率

4、： 410-7 H/m自由空間介電常數(shù)： 8.8510-12 H/m介質(zhì)電導率（銅）： 8.8510-12 H/m波阻抗定義：介質(zhì)的特征阻抗： 如果是遠場平面波，介質(zhì)的特征阻抗Z0等于波阻抗ZW。對于絕緣體(j),介質(zhì)的特征阻抗也成為屏蔽阻抗。 所有導體的特征阻抗都可以表示為： 銅導體： 鋁導體： 鋼導體：第7頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 一般采用兩種方法來確定屏蔽效能：一種是應用電路理論；另一種是應用場的理論。根據(jù)電路理論，噪聲場會在屏蔽體上產(chǎn)生感應電流，反過來這個電流會產(chǎn)生另外一個與原來場方向相反的場與原來的場相互抵消。第三節(jié) 屏 蔽 效 能第8頁，共62頁，2

5、022年，5月20日，6點30分，星期五 實際中更多采用場理論的方法，來分析屏蔽效能。我們可以使用屏蔽體使電場強度或磁場強度削弱的程度來表示屏蔽效能。 采用電場定義的屏蔽效能為： 采用磁場定義的屏蔽效能為：式中：E0(H0)為入射電磁波場強；E1(H1)是穿過屏蔽體的場強。 在進行屏蔽設計時，有兩個問題需要重點考慮：1、屏蔽材料本身的屏蔽效能；2、屏蔽體上有開孔或其他不連續(xù)性時的屏蔽效能。 一個完整的，沒有縫隙或開孔的屏蔽體的屏蔽效能是唯一確定的，而實際上往往是開孔的屏蔽效能決定了一個屏蔽的總體屏蔽效能，而不是屏蔽材料的本征屏蔽效能。屏蔽效能的大小隨著頻率、屏蔽體的幾何結(jié)構(gòu)、被測場在屏蔽體中的

6、位置、被衰減場的類型、電磁波的入射方向和電磁波的極化方向等因素的變化而變化。第9頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 電磁波入射到金屬表面是會產(chǎn)生兩種類型的損耗：金屬表面能夠反射部分電磁波，這種損耗稱為反射損耗；進入金屬的電磁波在穿過介質(zhì)時會被衰減，這種損耗通常稱為吸收損耗。無論是近場、遠場還是電場或磁場，都會產(chǎn)生吸收損耗。而反射損耗則取決于波阻抗的類型。 任何一種導體材料的總屏蔽效能等于：吸收損耗(A)加上反射損耗(R)以及薄屏蔽體中多次反射的校正因數(shù)(B)。 如果吸收損耗大于9dB，那么多次反射因數(shù)B可以忽略不計。從實際工程實踐結(jié)果來看，對于電場和平面波，校正因數(shù)B也可

7、以忽略不計。第10頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 電磁波穿過介質(zhì)傳播時，呈指數(shù)下降。產(chǎn)生這種衰減的原因是入射電磁波在介質(zhì)中產(chǎn)生的感應電流導致歐姆損耗。穿過介質(zhì)的電磁波場強可以表示為：第四節(jié) 吸收損耗和反射損耗 一、吸收損耗 式中：E1(H1)是介質(zhì)內(nèi)距離t處的電磁波場強；為集膚深度。我們將電磁波場強衰減到入射電磁波初值的1/e或37%時所經(jīng)過的距離稱為集膚深度。第11頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第12頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 為了得到理想的各種介質(zhì)材料的典型集膚深度值，我們可以用相對電導率和磁導率來化減集膚厚

8、度公式。以英寸為單位可有：我們將屏蔽體的吸收損耗，用分貝表示為形式，可得： 由此我們可以看出：厚度等于一個集膚厚度的屏蔽體的吸收損耗約為：9dB，如果屏蔽體的厚度增加一倍，那么吸收損耗也會增加一倍。第13頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 圖中的結(jié)果適用于平面波、電場和磁場。第14頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 我們將前面的集膚厚度公式，帶入吸收損耗的dB表達式中可以獲得吸收損耗和屏蔽體厚度的關(guān)系式。第15頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第16頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五二、反射損耗 電磁波從一

9、種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)會產(chǎn)生反射，反射損耗的大小與這兩種介質(zhì)的特性阻抗之差相關(guān)。 電磁波從一特性阻抗為Z1的介質(zhì)傳播到另一個特性阻抗為Z2的介質(zhì)時，透射電磁波的強度可以表示為：第17頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 同樣，當電磁波從屏蔽體射出時，將會再次產(chǎn)生反射。反射損耗也同樣取決于兩種介質(zhì)的特性阻抗之差。 穿過屏蔽體的電磁波可以表示為：第18頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 如果屏蔽體的厚度大于集膚厚度，綜合以上兩種情況我們可以得到總透射電磁波的強度。這里我們暫時忽略電磁波的吸收損耗。 如果屏蔽體是金屬材料，并且周圍充滿絕緣介質(zhì)，那么就有Z1Z2

10、成立。在這種條件下，電磁波進入屏蔽體時，電場產(chǎn)生最大的反射；同樣，當電磁波離開屏蔽體時，磁場產(chǎn)生最小的透射。由于在第一個界面上產(chǎn)生最大的電場反射，所以即使是很薄的屏蔽材料也能夠提供很大的反射損耗。因此當Z1Z2時，穿過屏蔽體的電磁波可以表示為：第19頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 假若用波阻抗ZW代替Z1，屏蔽阻抗ZS代替Z2，并忽略多次反射損耗，那么無論是電場還是磁場，其反射損耗都可以表示為： 式中：ZW為進入屏蔽體前的波阻抗；ZS為屏蔽體的阻抗。 以上我們得出的反射損耗公式，只適用于在法線方向上到達屏蔽體界面的電磁波。如果電磁波不是在法線方向到達屏蔽面，那么反射損

11、耗將會隨著入射角度的增加而增大。由于任何電磁波都可以分解為若干個平面波來表示，所以這個結(jié)果同樣也適合于平面波以外的其它類型的電磁波，而且這個結(jié)果也適用于曲線型界面，但是需要滿足界面的曲率半徑遠大于集膚厚度的條件。第20頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五三、平面波的反射損耗 如果電磁波是遠場平面波，那么波阻抗ZW等于自由空間的特性阻抗Z0=377，所以電磁波的反射損耗可以表示為： 可以看出：屏蔽體阻抗越小，平面電磁波的反射損耗越大。我們將前面得出的導體特性阻抗的公式帶入，可以得到金屬屏蔽體的反射損耗表達式：第21頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五鋼材、

12、銅材和鋁材對平面波的反射損耗屏蔽體的導電性越好對平面波的反射損耗越大。第22頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五四、近場反射損耗 在近場的條件下，電場與磁場比值的大小不再取決于介質(zhì)的特性。電場與磁場的比值更多的地依賴于“源”的特性。如果“源”的特性是高電壓、低電流的，那么波阻抗就大于377，近場為高阻抗場（電場）；如果“源”是低電壓、大電流的，那么波阻抗就小于377，近場為低阻抗場（磁場）。 由于反射損耗是波阻抗與屏蔽阻抗的比值的函數(shù)，所以反射損耗的大小隨著波阻抗的變化而變化。因此，高阻抗場（電場）的反射損耗大于平面波；低阻抗場（磁場）的反射損耗小于平面波。第23頁，共62

13、頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五銅材的反射損耗與頻率、到“源”的距離和電磁波類型的關(guān)系 電場的反射損耗隨著頻率的增加而減小，直到與源的距離接近/2，超過這個點之后，它的反射損耗和平面波的反射損耗曲線一致；而磁場的反射損耗隨著頻率的增加而增大，直到與源的距離接近/2，隨后它的反射損耗以和平面波反射損耗相同的速率衰減。 在源與屏蔽體距離一定的條件下，電場、磁場和平面波的3種損耗曲線必然在某一點重合，這個點的頻率等于/2。如果源于屏蔽體的距離為30m則電場與磁場的損耗曲線在頻率為1.6MHz的點重合。第24頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 點電場源的波阻抗在r/

14、2的條件下，可以表示為：五、電場的反射損耗 式中：r為屏蔽體到源的距離，單位：m；為介電常數(shù)。 將它帶入前面的反射損耗公式，可得： 自由空間中： 將導體的波阻抗公式帶入，可得：第25頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 對于實際的電場源，除了產(chǎn)生電場之外，還會產(chǎn)生一小部分磁場分量，所以屏蔽體對這種場源的反射損耗就介于電場損耗曲線和平面波損耗曲線之間。六、磁場的反射損耗 點電場源的波阻抗在rZ2，但是實際上這個條件已經(jīng)不成立了。當R=0時，上面公式的誤差為3.8dB。 將導體的波阻抗公式帶入，可得：七、反射損耗通用計算公式 通過上面分析，我們可以歸納出一個通用的反射損耗計算公

15、式：第27頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 如果屏蔽體的厚度比較薄，那么來自第二個界面的反射波就會在第一個界面上再次反射。這樣電磁波就反復在第一個邊界和第二個邊界之間形成多次反射。并且每次反射時都會有部分電磁波穿過屏蔽體。八、薄屏蔽體的多次反射 就電場而言，大部分入射波在第一個邊界上被反射，僅有一小部分進入屏蔽體內(nèi)，所以電磁波的電場大小可以忽略不計。 而對于磁場來說，大部分入射波在第一個界面進入到屏蔽體內(nèi)，僅有一小部分被反射。實際上，透射波的大小相當于反射波的2倍，如此大的磁場在屏蔽體內(nèi)多次反射就必須要考慮這種效應。第28頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分

16、，星期五 厚度為t，集膚深度為的薄屏蔽體的多次反射校正因數(shù),可以用下面的公式表示： 從圖中可以看出：校正因數(shù)B是負值，這表明因為薄屏蔽體的多次反射實際屏蔽體的效能會有所降低。第29頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 1、平面波 在遠場條件下，平面波的總屏蔽損耗等于吸收損耗與反射損耗之和。對于平面波來說，反射損耗很高而校正項很小。九、吸收損耗和反射損耗的合成 銅板的反射損耗隨著頻率的增大而減??；吸收損耗隨著頻率的增加而增大，這完全是集膚深度減小的原因。 最小的屏蔽效能點的頻率在曲線的中間區(qū)域，很明顯對于低頻平面波，反射損耗在衰減的大部分；對于高頻平面波，衰減則大部分來自于吸

17、收損耗。第30頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 2、電場 電場的反射損耗很高，所以校正項很小可以忽略不計。在低頻的條件下，電場的屏蔽損耗主要取決于反射損耗部分；高頻條件下，吸收損耗是電場屏蔽的主要機理。 3、磁場 如果屏蔽體足夠厚，那么磁場的多次反射校正項很小可以忽略不計；如果屏蔽體比較薄，就必須要考慮多次反射校正因數(shù)。 在近場條件下，由于低頻磁場的反射損耗非常小，所以多次反射尤其顯著。我們知道磁場的主要損耗是吸收損耗。低頻時 ，磁場的吸收損耗和發(fā)射損耗都很低，所以屏蔽低頻磁場的難度非常大。如果能夠提供一個低磁阻短路路徑，使被保護電路周圍的磁場轉(zhuǎn)向，那么就可以為低頻磁場

18、提供防護。第31頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第32頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五十、屏蔽效能綜述 從圖中可以看出：除了低頻磁場之外，鋁的屏蔽效能相當高。在高頻條件下（大于10MHz），吸收損耗占優(yōu)勢，對于多數(shù)屏蔽應用任何足夠厚的完整屏蔽體都能夠足夠的屏蔽效能 。第33頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五十一、磁性材料的屏蔽 通常隨著磁性材料的磁率導的增大，電導率都會減小。這會產(chǎn)生兩種效應： 1、對于大多數(shù)磁性材料，低頻時磁導率增加的程度比電導率減小的要大，所以總體的吸收損耗增大。 2、反射損耗減小。 電磁波穿過屏蔽體產(chǎn)生

19、的總能量損耗，等于吸收損耗與反射損耗的相加。對于低頻磁場，反射損耗非常小，吸收損耗是主要的屏蔽的機理，所以這種種情況下，就必須使用磁性材料提高吸收損耗。如果是低頻電場或平面波，屏蔽機理是反射損耗，所以這個時候使用磁性材料反而會導致屏蔽效能下降。 使用磁性材料做屏蔽，必須要注意磁性屏蔽材料的3個特點： 1、磁性材料的磁導率隨著頻率的增大而減??； 2、磁性材料的磁導率和場強有關(guān)； 3、對高磁導率材料進行加工可能導致材料的特性發(fā)生變化。第34頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 大多數(shù)磁性材料的資料中提供的都是靜態(tài)磁導率（直流磁導率），有電磁場理論可知，隨著頻率的增大，磁性材料的

20、磁導率會減?。煌ǔ４艑试酱箅S著頻率的增加磁導率下降的越快。第35頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第36頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 磁性材料的磁導率隨著磁場強度大小而變化。 一般情況下材料的磁導率越大，它的飽和場強越小。大多數(shù)磁性材料說明書中的最大導磁率都是在最佳的磁場強度下測出的結(jié)果。第37頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 為了克服磁通飽和問題，可以采用多層磁屏蔽技術(shù) 第一層采用低導磁率高導電性屏蔽材料；第二層采用低飽和磁通高導磁率材料。在一些要求比較嚴格的場合，還可以增加屏蔽層的數(shù)量獲得更大的衰減。 對磁性材料進

21、行加工時，會使材料的磁性能下降，所以在加工磁性材料是應當進行退火處理。第38頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五十二、磁場衰減的實驗數(shù)據(jù) 金屬板材近場屏蔽效能實驗結(jié)果：第39頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 非磁性板材近場屏蔽效能實驗結(jié)果： 非磁性屏蔽材料的磁場屏蔽效隨著頻率的增加而增大，所以屏蔽效能的測量應當在最低的頻率上進行。磁性材料則因為在頻率增大時磁導率下降，導致屏蔽效能隨著頻率的增加而降低。第40頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 我們前面研究的屏蔽體都是完整的，沒有開孔和縫隙。除了低頻磁場的屏蔽之外，這些屏蔽體都能提

22、供90dB以上的屏蔽效能。但實際上屏蔽體一般都是不完整、不連續(xù)的，這將導致屏蔽體的屏蔽效能的降低。實際設計的時候，我們并不特別關(guān)注屏蔽材料的本征屏蔽效能，而是要重點考慮屏蔽體的縫隙和開孔所產(chǎn)生的電磁場泄漏。第五節(jié) 屏蔽工藝 通常，屏蔽的不連續(xù)性對磁場泄漏的影響大于對電場泄漏的影響，因此在設計中要特別強調(diào)減小磁場泄漏的方法。多數(shù)應用中，減小電場泄漏使用與磁場泄漏的方法就足夠了。 總體來說，屏蔽體不連續(xù)產(chǎn)生的電磁場泄漏的程度主要取決于三個因數(shù)： 1、開孔的最大線性長度； 2、波阻抗； 3、“源”的頻率；一、開孔第41頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 導體產(chǎn)生屏蔽的基本原理在

23、于，電磁場在屏蔽體內(nèi)產(chǎn)生了感應電流，感生電流產(chǎn)生的場能夠在空間區(qū)域內(nèi)與原來場的能量相互抵消。屏蔽體的不連續(xù)性迫使感生電流流經(jīng)另外一個不同的路徑，屏蔽效能就會下降，電流流經(jīng)的路徑越長，屏蔽效能下降的越多。第42頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 屏蔽體上的縫隙，不僅會使屏蔽效能降低，而且還有可能形成縫隙天線，如果縫隙的長度大于1/100波長，產(chǎn)生的電磁能量泄漏也是非?？捎^的?？p隙和結(jié)合部常常能形成發(fā)射效率很高的天線，如果這些天線的長度等于1/2波長，則產(chǎn)生的輻射最大。 長度不大于1/2縫隙天線的屏蔽效能可以表示為： 式中：為波長；l為縫隙的最大長度。 這說明：當縫隙的長度等

24、于1/2波長時，屏蔽效能等于0，隨著縫隙天線長度的減小，屏蔽效能以20dB/10倍的速率增大；縫隙天線的長度每減小半，屏蔽效能增加6dB。在進行屏蔽體設計時，要避免縫隙的長度大于1/20波長（此時，屏蔽效能為20dB）。第43頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第44頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五第45頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五二、多孔效應 如果屏蔽體上的開孔不止一個，屏蔽效能減小的程度取決于三個因數(shù)：1、開孔之間的距離2、頻率3、開孔的數(shù)量 如果同一尺寸的開孔相距很近（間距小于1/2波長），受多孔效應影響的屏蔽效能可

25、以表示為：或 在屏蔽體的不同表面上開孔不會進一步降低系統(tǒng)的屏蔽效能，因為這些孔所產(chǎn)生的輻射散布在不同的方向上。所以，將開孔分散在不同的表面上，能夠有效地減小任何方向上的輻射發(fā)射。第46頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五三、接縫 接縫是指一個長的窄縫隙，并且沿著接縫長度方向上的不同點被用于連接。接縫可以看作是多縫隙的集合（或陣列）。 接縫阻抗包括阻性分量和容性分量，兩個分量為并聯(lián)關(guān)系。第47頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 由于容性分量的存在，接縫的阻抗隨著頻率的增大而減小，所以屏蔽效能隨著頻率的增加而增大?？p隙的阻抗與很多因數(shù)有關(guān)如：1、接合處使用

26、的材料；2、接觸壓力；3、接觸面積。 接縫兩側(cè)的材料都有應當是導電的，而且多數(shù)金屬材料都需要進行導電加工。第48頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 設計時，沿著接縫的長度，應當確保電接觸點的間隔足夠小，以獲得更大的屏蔽效能。良好的電接觸可以采用下面的辦法：1、多點緊固；2、接觸凸點；3、接觸指簧；4、導電襯墊。盡管我們期望能夠在整個接隙上實現(xiàn)良好的電接觸，但除非要求非常高，否這并沒有必要。數(shù)字電路系統(tǒng)往往會產(chǎn)生很大的高頻分量，頻率高達300MHz-500MHz。為了降低輻射，天線理論要求接觸點的間隔不大于1/20波長，所以通常設計時，規(guī)定接觸點之間的距離不超過1in-2i

27、n 。 如果有多孔設計，還應當進一步減小間距。第49頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五三、波導與波導的截止頻率 如果開孔能夠形成一個波導，就可以獲得附加的屏蔽衰減，任何一個波導都有一個截止頻率，在截止頻率以下，對于電磁波它都是一個衰減器，其衰減量是波導長度的函數(shù)。 圓型波導的截止頻率可以表示為： 根據(jù)電磁場理論，只要工作頻率遠小于波導的截止頻率，那么圓型波導的磁場屏蔽效能可以表示為： 矩型波導的截止頻率可以表示為：第50頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五矩型波導的磁場屏蔽效能可以表示為： 如果波導的長度大于直徑的3倍，那么波導的屏蔽效能可以超過100

28、dB。如果在屏蔽體上的開孔直徑小于屏蔽體的厚度，那么這個空實際上已經(jīng)形成了一個波導，這時波導的長度等于屏蔽體的厚度。四、導電襯墊 理想的屏蔽體是一個封閉的、連續(xù)的導電殼體，沒有開孔和接縫。連續(xù)焊接法和銅焊法形成的連接能提供最大的屏蔽；對于鉚釘和螺釘形成的連接則屏蔽效果要差一些。如果需要使用螺釘連接，應盡可能地縮短相鄰螺釘之間的距離。除此之外還要盡最大可能保證連接處的電連續(xù)性，避免形成縫隙天線。 在連接處采用導電襯墊是一個很好的選擇，若導電襯墊的壓縮量符合設計要求，就能獲得連接處的導電連續(xù)性，在從幾KHz到幾GHz的頻率范圍內(nèi)控制電磁能量的泄漏。第51頁，共62頁，2022年，5月20日，6點3

29、0分，星期五 普通的EMI襯墊用金屬編織絲網(wǎng)做成，襯墊的類型有帶狀的，截面通常是矩形或圓形。選擇襯墊材料應當和各類不同的接觸表面化學相容，避免出現(xiàn)電化腐蝕。 設計和安裝襯墊時，襯墊應當放在開槽中，并且位于螺釘?shù)膬?nèi)側(cè)，以防止螺釘周圍產(chǎn)生的電磁泄漏；同時為了保證接縫的導電連性，金屬表面不能氧化、不能貼絕緣膜葉不能噴漆。第52頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 如果既要滿足EMI保護又要滿足環(huán)境保護，可以采用兩個獨立的襯墊或組合襯墊（導電橡膠）。如果同時安裝環(huán)境保護襯墊和EMI襯墊，EMI襯墊應當位于環(huán)境保護襯墊的內(nèi)側(cè)。 當EMI襯墊安裝在金屬板型殼體上時，可以采用以下方法進行

30、。第53頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 沖孔金屬板或屏蔽網(wǎng)可以蓋在通風孔上，在它們的接觸邊沿上，材料必須有電連續(xù)性。屏蔽網(wǎng)的邊界與底盤之間必須實現(xiàn)電接觸。 導電襯墊可以安裝在屏蔽體上的開關(guān)或其它控制裝置的之間，進入屏蔽體的線纜應當進行濾波處理，屏蔽體應當接地。第54頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五五、導電窗口 儀表控制面板上較大的開口能夠徹底破壞屏蔽體的屏蔽效能，這些開孔通常是顯示儀表、視頻顯示器以及數(shù)碼顯示器等。它們屏蔽通常是比較困難的，這類顯示需要非常高的透光性，所以需要專門設計的特殊導電窗口。 常用的導電窗口有兩種類型：透明導電鍍膜；金屬

31、絲網(wǎng)屏。1、透明導電鍍膜 鍍膜層的屏蔽效能是表面電阻率的函數(shù)（取決于厚度），而光學透明度也和鍍膜層的厚度有關(guān)，所以兩者需要折中考慮。典型的鍍膜層的電阻率為：10-20/in2，光學透明度在70%80%之間。 黃金的穩(wěn)定性高，具有良好的導電性能，所以它是典型的沉積金屬材料。實際上由于沉積鍍膜的厚度極薄，所以成本并不高。 透明導電鍍膜采用真空沉積技術(shù)，在各種襯底上形成導電鍍膜層。使用這種方法可以獲得良好的屏蔽特性，光學透明度適中。沉積薄膜的厚度只有幾十微米，所以導電鍍膜層產(chǎn)生的吸收損耗非常小，屏蔽損耗主要來自于反射損耗，所以必須使用良導體。第55頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星

32、期五3、屏蔽型窗口的安裝 采用層壓的方法，將導電金屬絲網(wǎng)夾在兩個塑料或玻璃板之間，就可以制成一個屏蔽性透明窗口；除此之外將金屬絲網(wǎng)澆注在透明的塑料中也可以做成透明窗口。金屬絲網(wǎng)屏的透明度可以達到65%-98%。 編織金屬絲網(wǎng)通常可以達到每英寸1030根金屬絲，采用新工藝可以達到80150根。為了獲得較高的屏蔽效能，必須是絲網(wǎng)的交叉點具有良好的電連接性。 一般情況下，金屬絲網(wǎng)屏的屏蔽效能比透明導電鍍膜好，它的缺點是：由于光的衍射作用，不利于高清晰度顯示。六、塑料導電工藝 塑料是電子產(chǎn)品中使用最廣的電子產(chǎn)品組裝材料，為了滿足屏蔽的需要，塑料也必須具有導電性能。2、金屬絲網(wǎng)屏 安裝導電性窗口時，必須

33、是整個窗口的邊界與安裝面板之間具有良好的電接觸，必須避免接縫的產(chǎn)生。 第56頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 通?？梢圆捎靡韵聝煞N方法是塑料具有導電性：1、使用導電材料噴涂在塑料表面；2、使用導電添充物對塑料進行填充。 為了對電磁噪聲進行有效的屏蔽，要求塑料的表面必須具備導電性，塑料的電阻率應當小于每平方米幾歐姆；但是另一方面，為了滿足ESD防護 的要求，又必須采用電阻率較高的材料，電阻率應當至少達到每平方米幾百歐姆。所以，碳和石墨盡管可以有效的防護ESD，但并不能滿足EMI保護的要求。 最常見的導電塑料殼體的生產(chǎn)方法有以下幾種：1、導電漆；2、火焰噴鍍或電弧噴鍍；3、

34、真空電鍍；5、金屬薄膜襯里；6、金屬材料填充。4、化學電鍍第57頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五 目前，導電漆和火焰或電弧噴鍍的生產(chǎn)成本最低，是使用最多的方法；化學電鍍和金屬材料填充將來可能獲得更廣泛的應用。1、導電漆2、火焰噴鍍或電弧噴鍍；3、真空電鍍； 導電漆是由粘合劑（聚氨酯橡膠或丙烯酸）與導電顏料（如：銀、銅、鎳等金屬）組合而成。典型的導電漆中金屬的含量高達80%，有機粘合劑只占20%。導電漆具有良好的導電性，便于使用噴霧設備完成表面加工，成本低（除銀外）。金屬鎳是最常用的一種導電性材料。 火焰噴鍍或電弧噴鍍技術(shù)是把金屬絲或粉末在特制的噴槍中溶化，然后噴鍍在塑料

35、表面。這種方法可以產(chǎn)生堅固、致密的金屬鍍層，具有良好的導電性。這種方法的成本高于噴導電漆。 真空電鍍一般是使用鋁作鍍膜材料，在真空爐中將鋁蒸發(fā)，然后沉積在塑料表面上。這種方法生成的鍍膜具有優(yōu)良的粘附性和導電性，可以用于復雜的機械結(jié)構(gòu)，但是需要特殊的設備，生產(chǎn)成本高。第58頁，共62頁，2022年，5月20日，6點30分，星期五5、金屬薄膜襯里；6、金屬材料填充。4、化學電鍍 化學電鍍是使用可控的化學反應完成金屬鍍膜，形成的鍍膜層厚度一致性好，導電率高，可用于任何簡單的或復雜部件的屏蔽處理，經(jīng)濟適用具有很強的競爭力。 金屬薄膜襯里技術(shù)是在塑料殼體內(nèi)部粘貼金屬薄膜材料（通常是銅或鋁），因此具有良好的導電性能，是實