電磁屏蔽技術(shù)分析

3.2.4 導(dǎo)電纖維

導(dǎo)電纖維分為以下5種。

1）在化纖織物上鍍銅或鎳后制成導(dǎo)電布，可對高頻和微波具有靈活的屏蔽性能。

2）將導(dǎo)電布和樹脂復(fù)合制成吸收導(dǎo)電布，由于選用能吸收電磁波的樹脂，因此屏蔽性能更好。

（3）用導(dǎo)電良好的金屬或碳黑纖維和化纖混合制成導(dǎo)電布。

以上3種導(dǎo)電織物可以做防靜電和防電磁輻射的工作服，做屏蔽窗簾、帳篷、保護罩，其屏蔽效能一般在50～60dB。

4）用導(dǎo)電纖維和木漿混合制成導(dǎo)電紙，可以做敏感集成電路的屏蔽包裝，其屏蔽效能一般在30～40dB。

5）由許多獨立的金屬絲合成到硅橡膠中制成的定向金屬絲填充硅橡膠，能提供有效的電磁屏蔽和環(huán)境密封，常用于非固定縫隙，例如法蘭的連接，其屏蔽效能見表10。

表10 定向金屬絲填充硅實芯橡膠的屏蔽效能dB

3.2.5 導(dǎo)電顆粒

導(dǎo)電顆粒屏蔽材料是將鍍銀的玻璃粒子、純銀粒子、碳黑粒子、銅鍍銀粒子、鎳鍍銀粒子、鋁鍍銀粒子、石墨鍍鎳粒子分別摻在硅或氟硅橡膠，可以擠出各種形狀，用于電磁和水汽密封。它們的屏蔽效能見表11。

表11 導(dǎo)電顆粒屏蔽材料的屏蔽效能dB

3.2.6 導(dǎo)電膠

導(dǎo)電膠是在硅、環(huán)氧樹脂膠中摻入純金屬粒子，例如銀、鎳、銅鍍銀、鋁鍍銀等，應(yīng)用在各種屏蔽材料之間，起到粘結(jié)、屏蔽和密封的作用。

3.2.7 導(dǎo)電涂料

導(dǎo)電涂料是在聚丙烯和聚氨脂中摻入純銀粒子，可應(yīng)用于塑料機殼屏蔽和需要柔性屏蔽的設(shè)備上。

3.2.8 導(dǎo)電箔帶

導(dǎo)電箔帶是由單面背敷導(dǎo)電聚丙烯膠的銅帶或鋁帶組成，可用于電子設(shè)備接縫的屏蔽密封、纏繞電纜屏蔽等。其屏蔽效能一般在55～60dB。

3.2.9 鈹銅簧片

鈹銅簧片是具有彈性的屏蔽材料，可用于電子設(shè)備活動接縫的屏蔽，例如門、窗等。其屏蔽效能見表12。

表12 鈹銅簧片的屏蔽效能dB

3.2.10 屏蔽復(fù)合板

屏蔽復(fù)合板是由金屬箔、絕緣基片和壓敏膠組成，可用于印刷電路、電子設(shè)備的屏蔽。其屏蔽效能一般在40～45dB。

3.2.11 純棉滌電磁材料

純棉滌電磁材料是將銅原子均勻地分布于棉滌材料中，形成既透明又具有電磁屏蔽功能的材料，可應(yīng)用于視屏射線輻射保護、手機微波輻射防護等。其屏蔽效能>50dB。

3.3 屏蔽體良好接地

金屬屏蔽體良好接地，對靜電屏蔽而言，將使屏蔽體外側(cè)的感應(yīng)電荷流入大地，而不會有感應(yīng)電場存在。對交變電場屏蔽而言，由于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。因此，金屬屏蔽體的接地不好，將會降低屏蔽效果。

3.4 特殊部位的特殊屏蔽措施

3.4.1 接縫處理

在屏蔽體的接縫處，由于結(jié)合表面不平、不干凈、焊接質(zhì)量不好、緊固螺釘之間存在空隙等原因，在接縫處造成縫隙，致使屏蔽體的屏蔽效果降低。對固定的接縫最好采用連續(xù)焊接。焊接前，應(yīng)將要焊接表面的非導(dǎo)電物質(zhì)清除干凈。要盡可能對全部外殼間斷處進(jìn)行搭接。對非固定的接縫應(yīng)采用并壓緊導(dǎo)電襯墊，以提高接縫的電磁密封效果。常用的導(dǎo)電襯墊材料有金屬編織物、含有金屬絲的橡膠等。對活動的接縫，如門框上，采用彈性指簧以提高接縫的電磁屏蔽效果。

導(dǎo)電襯墊的固定方式有溝槽定位、粘貼固定和肋片緊固等方式。

為提高縫隙的屏蔽效能可采取以下措施：

1）增加金屬板厚度，可通過增加旁邊長度來實現(xiàn)；

2）減少結(jié)合面縫隙寬度，可通過提高結(jié)合面加工精度、焊接或整體鑄造來實現(xiàn)；

3）加裝導(dǎo)電襯墊，常用的導(dǎo)電襯墊有編織金屬網(wǎng)、軟金屬、梳狀簧片、導(dǎo)電橡膠等；

4）在接縫處涂導(dǎo)電涂料，常用的導(dǎo)電涂料有導(dǎo)電膠、導(dǎo)電脂等；

5）調(diào)整緊固釘間距，使其小于λ/20（λ為電磁場的波長）；

3.4.2 孔眼屏蔽

當(dāng)有通風(fēng)、照明、加水、測量等需要時，為提高設(shè)備的電磁屏蔽效果，應(yīng)采用孔眼屏蔽。孔眼屏蔽的效果與電磁波的頻率、孔眼的尺寸和數(shù)量等參數(shù)有關(guān)。

3.4.3 編織屏蔽

因電纜需要活動和彎曲，其屏蔽采用編織帶的形式。編織帶的屏蔽效果隨編織密度的增大而增加，隨電磁波的頻率的增大而降低。一般電纜的屏蔽層是用不導(dǎo)磁的金屬絲編織的，可以實現(xiàn)電場屏蔽。如需實現(xiàn)磁場屏蔽，電纜的屏蔽層應(yīng)采用導(dǎo)磁的金屬絲編織。

3.4.4 蜂房板屏蔽

當(dāng)設(shè)備的通風(fēng)和屏蔽要求較高時，采用蜂房板屏蔽有較好的效果。蜂房板屏蔽是利用許多并列的六角形金屬管焊在一起構(gòu)成?。其中每一個金屬管都起波導(dǎo)衰減器的作用，而通風(fēng)的風(fēng)壓降不大。蜂房板的電磁屏蔽效果取決于波導(dǎo)管的衰減特性，即與波導(dǎo)管的幾何尺寸有關(guān)。

3.4.5 面板孔屏蔽

當(dāng)設(shè)備需要安裝表頭、數(shù)據(jù)或圖形顯示器時，應(yīng)對面板孔加以屏蔽，以保證屏蔽的完整性。面板孔屏蔽的較好方法為在表頭或顯示器的后方設(shè)置屏蔽罩。屏蔽罩通過導(dǎo)電襯墊與金屬面板連接，通過屏蔽罩的進(jìn)出線設(shè)置穿心電容。

3.4.6 電連接器屏蔽

選擇的屏蔽式電連接器應(yīng)有足夠的插針，供電纜內(nèi)各個屏蔽層在電連接器頭端接。為保證屏蔽的完整性，要沿著電纜一周，將電纜的外屏蔽層和電連接器整個地連接，最好是焊接；電連接器座通過導(dǎo)電襯墊與設(shè)備的金屬外殼保持良好的電氣連接；電連接器頭也應(yīng)與電連接器座保持良好的電氣連接。

3.4.7 多層屏蔽

當(dāng)單層屏蔽的效果達(dá)不到要求時，可以采用多層屏蔽。特別是對頻帶較寬的屏蔽，分別采用電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率高的幾種材料組成多層屏蔽，可以達(dá)到對高頻電場和低頻磁場均有較好效果的屏蔽。

3.4.8 印刷電路板的屏蔽

1）在電磁干擾源和對電磁干擾敏感的接收電路之間設(shè)置導(dǎo)線屏蔽，并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。

2）將導(dǎo)電線條之間的涂覆層盡量多地保留，并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。

3）在印刷電路板的三個周邊（電連接器邊除外）設(shè)置地線。

4）對電磁干擾源和對電磁干擾敏感的接收電路分別設(shè)置屏蔽罩，并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。

5）在印刷電路板之間設(shè)置屏蔽板，并接到電路板的基準(zhǔn)電位上。

4 屏蔽效能檢測

屏蔽體做好之后需要進(jìn)行屏蔽效能的檢測。

4.1 屏蔽效能的檢測設(shè)備

屏蔽效能的檢測設(shè)備有變頻信號源、射頻放大器、發(fā)射天線、電磁場接收天線、衰減器、測量接收機、數(shù)據(jù)記錄儀。

4.2 屏蔽效能的檢測方法

1）定位測量點；

2）校準(zhǔn)檢測設(shè)備；

3）測量無發(fā)射時的環(huán)境電平H；

4）測量無屏蔽時在測量點接收到發(fā)射機的電磁場強度W；

5）測量有屏蔽時在測量點接收到發(fā)射機的電磁場強度Y。

4.3 屏蔽效能SE的檢測分析

屏蔽效能SE計算式為

SE=20log₁₀[（W－H）/（Y－H）]（7）

計算后，將屏蔽效能SE與設(shè)計要求相比較，看是否達(dá)到設(shè)計要求，安全余量是否滿足要求，是否有過設(shè)計。如果達(dá)不到要求，就要具體分析原因并加以改進(jìn)，直到滿足要求為止。如果有過設(shè)計，也要具體分析原因并在以后的設(shè)計中加以改進(jìn)。