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7种EMI电磁屏蔽材料介绍

倩倩2022-08-25 11:35:57复合面料资讯117来源:复合布料_复合面料网

7种EMI电磁屏蔽材料介绍

一:EMI是什么


电磁波会与电子元件作用,产生干扰现象,称为EMI(Electromagnetic Interference)。例如,TV荧光屏常见的“雪花”,表示接受到的讯号被干扰。


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电子设备工作时,既不希望被外界电磁波干扰,又不希望自身辐射出电磁波干扰外界设备,以及对人体的辐射危害,这就需要通过电磁屏蔽来阻断电磁波的传播路径。电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和吸收原理。


二:电磁屏蔽材料



按照电磁屏蔽材料主要包括三大类:


1)金属类:直接选择金属材料,如铍铜、不锈钢等;


2)填充类:在不导电的基材中添加一定比例的导电填料从而使得材料导电,基材可采用硅胶、塑料等材料,导电填料可以是金属片、金属粉末、金属纤维或金属化纤维等材料;


3)表面敷层和导电涂料类:对基材进行电镀,常用的制备方法包括化学镀金、真空喷镀、溅射、金属熔射以及贴金属箔等。


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1. 导电橡胶


导电橡胶是一种填充金属填充物的橡胶材料,提供了高导电性、电磁屏蔽、防潮密封的功能。每种导电橡胶都是由硅酮、硅酮氟化物、EPDM或者碳氟化物-硅氟化物等粘合剂及纯银、镀银铜、镀银铝、镀银镍、镀银玻璃、镀银铅或炭颗粒等导电填料组成。

此款材料可按照需求成型为片状、模压状、挤出成型及薄膜状。标准形状有:实体O形条、空心O形条、实体D形条、空心D形条、U形条、矩形条、中空矩形条、中空P形条、通道条以及模制导电橡胶成形件、模制的D-形圈/O-形圈、各种法兰、I/O衬垫。


特点及应用:在20M-20GHz的范围内可达90 dB-120dB,纯银颗粒的甚至可达到120dB以上。能起到屏蔽和环境密封的作用,安装方便。应用于需要长期稳定的卓越电磁屏蔽以及高导电的部位。广泛应用于通讯设备、信息技术设备、医疗器械、工业电子设备市场。


2. 导电泡棉(导电布衬垫)



导电布衬垫由导电层和泡棉芯组成,可加工成各种形状,泡棉芯的可压缩性和回弹力能适应低封闭力的场合要求,广泛适用于电子设备外壳、柜体缝隙处的EMI屏蔽需求。

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特点及应用:具有低电阻和高回弹性能,可满足多次开合或插拔场景,提供稳定的接地或屏蔽性能。适用于各种电子设备的电磁屏蔽,防静电(ESD)和接地等场合。可广泛应用于电子机箱、机壳、室内机箱、工业设计、笔记本电脑、移动通讯设备等等。


3. 导电布


以纤维布(一般常用聚酯纤维布)经过前置处理后施以电镀金属镀层使其具有金属特性而成为导电纤维布。可分为:镀镍导电布,镀金导电布,镀炭导电布,铝箔纤维复合布。外观上有平纹和网格区分。


特点及应用:具有良好的导电性和屏蔽效果,热传导性能佳,延展性好,易挤压加工,耐蚀性、耐候性均佳,良好的抗摩擦性能,抗摩擦次数可达5,000,000次。


可用于从事电子,电磁等高辐射工作的专业屏蔽工作服,屏蔽室专用屏蔽布; IT行业屏蔽件专用布,当下流行触屏手套,防辐射窗帘等。

        

4. 金属EMI衬料,夹卡衬料和钩爪料铍铜簧片


夹式EMI衬料是由填充炭的硅酮条或者由硅酮带上的Monel丝、氯丁橡胶上的Ferrex丝提供EMI屏蔽,将衬料固定在防腐的不锈钢弹簧夹上,安装起来方便,不需要孔或紧固件。    


铍铜簧片是用特殊合金铍铜制成的指形簧片,使高等级EMI屏蔽效果和弹性钩爪擦与小封闭力特性相结合。铍铜的高性能参数:拉伸强度高、防腐性能好和导电性能佳,使得它成为一种用在宽频段的理想EMI屏蔽材料,可用在存在EMI/RFI或者ESD问题的范围很广的电子设备中。


应用:广泛应用于电信、数据通讯、计算机、电子、网络设备、航天、军事、汽车、医疗设备等领域。


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5. 导电粘合剂和导电涂料

包括导电粘合剂和导电涂料。导电粘合剂一般是将银微粒或银镀铜微粒等金属填料通过特殊工艺掺杂在环氧树脂或硅酮、柔性聚异乙烯中。具有剪切强度高、热膨胀系数小、离子纯净、导热和导电性能好这些独特的综合性能,典型应用包括把EMI屏蔽通道、窗口或透光导电丝网膜粘合在屏蔽的永久性接缝上。


特点及应用:导电涂料一般喷涂在ABS、Noryl、PVC等各种塑料机壳上,可以提供EMI屏蔽、防静电保护、电晕屏蔽和表面接地,填料分为银、包银铜、铜、镍等,粘合剂通常为环氧树脂、聚氨脂等,导电率可以达到0.015 ohm/sq,可以为机壳在30MHz-1GHz范围内提供60-80dB的屏蔽。


6. STM贴片泡棉


SMT贴片泡棉是可活用于表面组装技术的接地端子,且为表面组装元件之一。在电气/电子机器方面为了避免因不需要的电磁波而产生机能失常或消减EMI屏蔽材料噪音的EMC对策配件,在PCB钎焊可使用的接地端子。

特点:可高速表面组装,且具有适合的电气导电性与卓越的耐热性以及接地特性,拥有优良耐久性与信赖性的PCB接地用导电性弹性端子,当电气/电子机器受到外部冲击或掉落所产生的冲击,SMT贴片泡棉有着优异的吸收冲击特点,具有保护内部配件缓冲的作用。

        

7. 吸波材料

吸波材料一般是将合金粉通过各种工艺与高分子树脂混合,压延成柔性的片状材料,通过磁滞损耗,介电损耗,电阻损耗等机理转变为热能,势能等其他形式的能量,达到屏蔽吸收电磁波的效果。


应用:吸波材料主要应用于通讯、电子、航天、军工、导航、医疗、环保和许多应用微波、高频的工业部门,广泛应用于电子数码产品、无线充电、RFID射频识别、移动通信设备,无线设备,办公自动化设备(个人计算机,TFT LCD等),音频/视频通信设备终端,数字交换机、柔性电路板、高速CPU芯片、图像处理器、振荡芯片、储存芯片、高速信号线速、屏蔽罩内壳、高速微处理器等等。


三: 电磁屏蔽材料升级趋势


电磁屏蔽材料将向屏蔽效能更高、屏蔽频率更宽、综合性能更优良的方向发展,各种新材料在电磁屏蔽的创新应用将会得到更多发展。未来的技术发展,电磁屏蔽将往导电性能好、加工工艺简单、性价比高、适合大批量生产等方面发展。而未来越来越多类型的电子设备将被纳入到电磁兼容管理的标准中来,电磁兼容的标准也将愈发的严格,可以预见电磁器件工艺材料的持续升级趋势将是确定性方向。

                       

近来出现了一种新的屏蔽技术——共形屏蔽,不同于传统的采用金属屏蔽罩的手机EMI屏蔽方式,共形屏蔽技术是将屏蔽层和封装完全融合在一起,模组自身就带有屏蔽功能,芯片贴装在PCB上后,不再需要外加屏蔽罩,不占用额外的设备空间,主要用于PA,WiFi/BT、Memory等SiP模组封装上,用来隔离封装内部电路与外部系统之间的干扰。


共形屏蔽技术可以解决SiP内部以及周围环境之间的EMI干扰,对封装尺寸和重量几乎没有影响,具有优良的电磁屏蔽性能,可以取代大尺寸的金属屏蔽罩,未来有望随着SiP技术以及设备小型化需求而普及。