随着技术的发展,电子产品已成为日常生活中不可或缺的一部分,电磁干扰(EMI)或信号越来越多。这些看不见的信号来自各种地方,有些已造成严重的干扰。这些EMI信号可能会对设备和周围设备中的其他易损坏组件产生负面影响,这可能会导致设备出现各种问题,比如性能下降甚至是永久性损坏。现在,面临的情况是,对于运行速度较快的小尺寸组件,限制其产生的电磁污染变得更加困难。为了保护组件,需要做适当的屏蔽以确保系统的安全运行。因此,使用EMI屏蔽来保护系统免受有意和无意的干扰就变得非常重要了。
EMI电磁屏蔽材料的原理
电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用,其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种,即对电场和磁场同时加以屏蔽。
常见的EMI屏蔽材料
导电弹性体衬料(导电橡胶)
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。
特点: 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,适用于通讯、医疗、军品、航空等场合。
EMI导电泡棉衬料
导电泡棉是把导电编制套缠绕在采用聚氨基甲酸乙脂或EPDM构成的泡绵芯上,导电编制套通常是由镀银镍尼龙、铝泊或者Monel丝(镍铜合金)Ferrex(镀锡包铜钢丝)组成,有良好的导电性。符合阻燃等级(UL94-V0),具有好的弹性和柔韧性等机械性能。导电泡棉衬垫具有良好的屏蔽性能,遇到电波时,则会根据其物体的性质而进行反射、吸收、提供极佳的屏蔽效果。并且具有极高的性价比,是目前最新的、也是应用最广的屏蔽材料。
金属EMI衬料
这些品种包括编制丝网、弹性体芯上缠绕丝网、在弹性体中的定向金属丝和金属丝屏,它们通常在20MHz-1GHz的范围内提供60dB-100dB的衰减。可以通过导电粘合剂或者机械固定在箱体的槽中。还可以由Monel或铝丝定向嵌在硅酮中,不但可以提供EMI屏蔽,还可以用做雨水、漏水、灰尘和通气密封,温度范围-55°C-+260°C 。
导电复合剂
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。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。
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。
应用领域
如今智能化兴起,通讯设备、信息技术设备、电子设备应用普遍。在这大趋势下,制造商必须保护其产品免受EMI的干扰。
汽车行业
汽车行业日新月异,先进的电子设备系统更是取得市场先机的重要手段,例如车载GPS导航系统、触摸屏系统、蓝牙、免提系统等。所有的这些高级电子设备整合到一辆车里,对EMI屏蔽的需求更高。
电信通信
随着智能手机的普及和5G等技术的推出,全球电信业正在迅速发展。电信行业所使用的组件和基站都需要强有力的EMI保护,以确保与消费者之间的平稳数据传输。
安防
EMI屏蔽已成为安防领域的重要技术之一。它普遍用于重要电子设备、控制面板等的保护层,有助于保护敏感组件。EMI屏蔽的质量对于防止安防产品受到强烈干扰尤为重要。
航天
随着航空航天工业的不断发展,降低设备对EMI的敏感性变得非常重要。因此,EMI过滤材料在航天工业中的应用也会越来越多。
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