時(shí)間:2020/01-07| 作者:admin
目前隨著業(yè)界對(duì)電子產(chǎn)品的電磁兼容(EMC)的重視,以及CE、FCC、CCC等國(guó)家或組織的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),通訊產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等,尤其是防止信息泄漏和增強(qiáng)抗干擾的軍用設(shè)備,必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行電磁屏蔽,以減少環(huán)境對(duì)設(shè)備或者設(shè)備對(duì)環(huán)境的輻射干擾,使設(shè)備適應(yīng)復(fù)雜工作環(huán)境,確保設(shè)備正常實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能,提高設(shè)備的可靠性、安全性。
實(shí)現(xiàn)EMC必須是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)設(shè)計(jì),因?yàn)樗婕暗降念l段從150K--1GHz,軍標(biāo)甚至從9K--10GHz,在如此寬的頻段內(nèi)必須達(dá)到相應(yīng)的電磁干擾傳導(dǎo)或輻射的限值。
隨著高頻化、數(shù)字化、小型化、低耗化,現(xiàn)在200KHz的開(kāi)關(guān)電源早已成為主流,信號(hào)傳輸頻率上百M(fèi)Hz的很常見(jiàn)。PCB板已經(jīng)從雙層板到4層板、6層板、8層板,PCB板的走線密度越來(lái)越高,已經(jīng)不僅僅是一個(gè)電路的載體,而成為一個(gè)有著電源功率電路、地、高頻時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)等各種高頻、低頻、模擬、數(shù)字等各種信號(hào)的系統(tǒng),必須要防止各線之間的耦合。PCB板的布局、走線僅僅是EMC設(shè)計(jì)的開(kāi)始,優(yōu)化的PCB板能有效減少信號(hào)線間的耦合,但并不能解決全部問(wèn)題。還要考慮接地,減小干擾信號(hào)泄漏的接地阻抗;還有就是濾波,對(duì)一些干擾器件源從起始點(diǎn)就考慮抑制干擾,到后端的I/O端口或是電源的進(jìn)出線也要考慮濾波措施,這里面也有很多不同類型的材料器件可供選擇,如電源濾波器、饋通濾波器、三端濾波器、表貼濾波器、信號(hào)濾波器、吸收濾波器、濾波陣列板、濾波連接器等,因它們的材質(zhì)、濾波頻段、電路結(jié)構(gòu)和安裝方式不同,所以要根據(jù)適用場(chǎng)合選擇合適的材料,這個(gè)有時(shí)間可以再具體介紹。下面簡(jiǎn)單說(shuō)一下常用的屏蔽材料:
屏蔽通常分為磁屏蔽和電屏蔽
磁屏蔽指的是對(duì)磁場(chǎng)(H場(chǎng))的屏蔽,通常是從2K-100K,磁屏蔽材料是坡莫合金,鎳鐵合金,鎳鋼合金等高磁導(dǎo)率的鐵磁性材料,是屏蔽變壓器,CRT等低頻磁場(chǎng)源最有效的材料。應(yīng)該注意的是當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)很大時(shí),會(huì)使磁屏蔽材料飽和,降低屏蔽效能,所以要選擇合適的材料、板材厚度、層數(shù)以及加工工藝。
電屏蔽指的是對(duì)電場(chǎng)(E場(chǎng))的屏蔽,它通常可選用的屏蔽材料種類比較多,如下:
一、導(dǎo)電彈性體襯料(導(dǎo)電橡膠)
每種導(dǎo)電橡膠都是由硅酮、硅酮氟化物、EPDM或者碳氟化物-硅氟化物等粘合劑及純銀、鍍銀銅、鍍銀鋁、鍍銀鎳、鍍銀玻璃、鍍銀鉛或炭顆粒等導(dǎo)電填料組成。
由于這些材料含有銀,包裝和存儲(chǔ)條件應(yīng)與其他含銀元件相似,它們應(yīng)當(dāng)存儲(chǔ)在塑料板中,例如聚酯或者聚乙烯,遠(yuǎn)離含硫材料。標(biāo)準(zhǔn)形狀有:實(shí)體O形條、空心O形條、實(shí)體D形條、空心D形條、U行條、矩形條、中空矩形條、中空P形條、通道條以及模制導(dǎo)電橡膠成形件、模制的D-形圈/O-形圈、各種法蘭、I/O襯墊。
特點(diǎn):在20M-20GHz的范圍內(nèi)可達(dá)90 dB-120dB,純銀顆粒的甚至可達(dá)到120dB以上。能起到屏蔽和環(huán)境密封的作用,安裝方便,適用于通訊、醫(yī)療、軍品、航空等場(chǎng)合。
二、EMI導(dǎo)電泡棉襯料
導(dǎo)電泡棉是把導(dǎo)電編制套纏繞在采用聚氨基甲酸乙脂或EPDM構(gòu)成的泡綿芯上,導(dǎo)電編制套通常是由鍍銀鎳尼龍、鋁泊或者M(jìn)onel絲(鎳銅合金)Ferrex(鍍錫包銅鋼絲)組成,有良好的導(dǎo)電性。符合阻燃等級(jí)(UL94-V0),具有好的彈性和柔韌性等機(jī)械性能。導(dǎo)電泡棉襯墊具有良好的屏蔽性能,遇到電波時(shí),則會(huì)根據(jù)其物體的性質(zhì)而進(jìn)行反射、吸收、提供極佳的屏蔽效果。并且具有極高的性價(jià)比,是目前最新的、也是應(yīng)用最廣的屏蔽材料。
技術(shù)指標(biāo)
平均屏蔽性能 90dB
表面電阻 0.07Ω/m2以上
使用溫度-40~70°C
永久壓縮形變3%~10%,比較好的可以做到0%變形,一萬(wàn)次耐磨試驗(yàn)
防火 UL認(rèn)證
特點(diǎn):低壓力、非常好的屏蔽效果,屏蔽性能超過(guò)90dB,有彈性,重量輕,低表面接觸電阻,截面選擇眾多,UL級(jí)防火,可以采用導(dǎo)電PSA固定。
三、金屬EMI襯料,夾卡襯料和鉤爪料鈹銅簧片
這些品種包括編制絲網(wǎng)、彈性體芯上纏繞絲網(wǎng)、在彈性體中的定向金屬絲和金屬絲屏,它們通常在20MHz-1GHz的范圍內(nèi)提供60dB-100dB的衰減??梢酝ㄟ^(guò)導(dǎo)電粘合劑或者機(jī)械固定在箱體的槽中。
還可以由Monel或鋁絲定向嵌在硅酮中,不但可以提供EMI屏蔽,還可以用做雨水、漏水、灰塵和通氣密封,溫度范圍-55°C-+260°C 。
夾式EMI襯料則是由填充炭的硅酮條或者由硅酮帶上的Monel絲、氯丁橡膠上的Ferrex絲提供EMI屏蔽,將襯料固定在防腐的不銹鋼彈簧夾上,安裝起來(lái)方便。不需要孔或緊固件。
鈹銅簧片是用特殊合金鈹銅制成的指形簧片,使高等級(jí)EMI屏蔽效果和彈性鉤爪擦與小封閉力特性相結(jié)合。鈹銅的高性能參數(shù):拉伸強(qiáng)度高、防腐性能好和導(dǎo)電性能佳,使得它成為一種用在寬頻段的理想EMI屏蔽材料,可用在存在EMI/RFI或者ESD問(wèn)題的范圍很廣的電子設(shè)備中。有亮銅、亮鎳、亮錫不同成品,安裝在不同的金屬表面,減少不同金屬間的電化噪聲和電腐蝕。
Spira金屬螺旋管,可以選用槽式安裝,金屬管內(nèi)也可以填有橡膠或硅酮芯體。
另外,其他常用的電磁屏蔽材料還有金屬導(dǎo)電屏蔽膠帶、屏蔽通風(fēng)口板、VIP屏蔽空氣過(guò)濾器、EMI屏蔽玻璃視窗、用于LED視頻窗口的屏蔽透光絲網(wǎng)膜、微波吸收材料、專業(yè)的扁平電纜EMI屏蔽套、用于普通線纜的屏蔽編制絲網(wǎng)帶等。