【文章內容簡介】 保護有用信號不受損害。更高頻率的干擾（＞ 30MHz）與導線的輻射有關，因為這時導線尺寸可以和波長相比擬。 就電磁波而論，電場強度 E和磁場強度 H是由一定的關系或聯(lián)系在一起的。通常是將電場分量和磁場分量分別屏蔽。在相應的頻率范圍中符合一定的規(guī)則。 在約 1MHz以下的較低頻率范圍內，平行于導體壁的電力線是連續(xù)的。這里，頻率的影響取決于所用屏蔽材料的壁厚和導磁率。 在 1MHz至 100MHz的頻率范圍內，屏蔽柜內受干擾影響的部位包括：前面板的連接面、門或 窗以及引入的主要部件。這時電力 線不再保證全部是連續(xù)的，從約 100MHz頻率開始，電場屏蔽效能將逐漸減小，而磁場屏蔽效能則不再增加。 對于 100MHz以上頻率范圍，所傳播的波的電場和磁場分量應當認為是相等的。均勻平面波的屏蔽取決于各自分量在屏蔽材料表面的集膚效應，屏蔽材料的導電率將決定波的反射損耗。 （ 2） RFI/EMI傳輸?shù)暮? RFI/EMI可以通過傳導，耦合或輻射離開干擾源或進入敏感設備，在設備的一部分和另一部分之間，如電源和附近的電路之間，或在兩個分開的設備之間，都會產生干擾。 ① 傳導 RFI/EMI可以通過信號線、天 線饋線、電源線、甚至通過 RFI/EMI敏感設備之間的接地線進行傳導。 中國最大的管 理 資料下載中心 (收集 \整理 . 大量免費資源共享 ) 第 14 頁 共 62 頁 ② 耦合 EFI/EMI可以在具有某些互阻抗的元件、電路或設備之間耦合，通過這種互阻抗，一個電路中的電流或電壓能在另一電路中引起電流或電壓?；プ杩箍梢允请妼А㈦娙莼螂姼?，或者是它們的任意組合。 ③ 輻射 RFI/EMI可以通過任何一種設備機殼的開口、通風孔、出入口、電纜、測量孔、門框、艙蓋、抽屜和面板，以及機殼的非理想連接面等進行輻射。 RFI/EMI也可由進入敏感設備的導線和電纜進行輻射，任何一個良好的電磁能量輻射器也可以作為良好的接 收器。 如何進行屏蔽 下面這一節(jié)中，將從敏感設備防護外來電磁波的觀點來考慮屏蔽。有效的屏蔽對設備自射 產生的電磁波也同樣有效，它可以防止自身產生的電磁波對其它設備造成危險。對于已有標準來說，屏蔽的后一個目的特別重要。 當電磁波在導電體內引起感應電流時，如果該導電體是由良好導體制成，此電流不會穿透該導電體。如果敏感設備封閉在一個較大的導電體內，例如在銅制機柜內，就能產生有交的屏蔽。然而，應當明白，電磁波所感應的電流不應傳導至屏蔽體的內部，這樣的電流才是允許的，否則，該電流就有可能傳導至設備或通過電磁波 到達設備。在屏蔽體外抑制該電流和電磁波是屏蔽外部干擾的實質。 電磁波感應的電流沿著電阻最小的路徑并繞著無縫金屬機箱外表面運行，但遇到任何一個連接面時，該電流寧愿繞過一個面進入內部而不越過窄縫隙到達另一個面，如圖 。 電源圍繞金屬機箱運行 電流在機箱內表面運行 機箱 /蓋板截面圖 圖 因此，用鋼制機柜進行屏蔽時，由于能為所有連接面提供一條由一個面至另一個面的高導電路徑，所以電流仍保持在機箱外側。這種導電路徑是用特殊的襯墊和在連接表面進行導電涂敷而建立的，導電襯墊將在另外兩章中詳細討論。導電路徑的任何中斷都將使屏蔽效能降低，它取決于縫隙或孔洞尺寸與信號波長之間的關系。對于較低頻率或較長波長來說，如果只有一個小孔則不會明顯降低屏蔽效能；對于高頻或較短波長來說，屏蔽效能的下降將是很劇烈的。 舉一個例子，屏蔽體上如果有一個直徑為 15mm的孔洞，對于 10MHz信號（波長為 30m）來說，將仍然能提供 60dB屏蔽效能，但對于 1GHz信號（波長為 30mm）來說，若要保持同樣的屏蔽效能， 中國最大的管 理 資料下載中心 (收集 \整理 . 大量免費資源共享 ) 第 15 頁 共 62 頁 則孔徑不能超過 。直徑為 15mm的孔對于 1GHz信號只能提供 20dB衰減。 如果不止一個孔洞，而且孔距小于信號半波長時，屏蔽效能將進一步降低。如果高頻信號波長時，屏蔽效能將進一步降低。如果高頻信號要求足夠的衰減，則不應采用為了通風目的的孔洞。 圖 RFI/EMI能量是如何通過吸收、反射和傳導而耗散的。屏蔽效能及其產生的衰減與頻率、源與屏蔽體的距離、屏蔽體的厚度以及屏蔽材料等有關。由于增 加了對 RFI/EMI能量的反射和吸收的總和，使所傳輸?shù)碾姶拍芰繙p小。 圖 RFI/EMI能量的耗散 屏蔽材料 哪些材料能提供最好的屏蔽效能是一個相當復雜的問題。很明顯這種材料必須具有良好的導導性，所以未處理過的塑料是無用的，因為電磁波能直接通過它。當然，可以采用金屬。然而，應當記住，不能只考慮導電性，其理由就在于，電磁 波不但有電場分量，還有磁場分量。要知道高導磁率和高導電率同樣重要，高導磁率的意思就是磁力線的高導通性。鋼是一種良導體，而磁導率的量級也會令人滿意。它也是相對廉價并能提供很大機械強度的材料，所以有理由利用鋼材，廉價的獲得滿意的屏蔽效能。 應當注意，低頻電磁波比高頻電磁波有更高的磁場分量。因此，對于非常低的干擾頻率，屏蔽材料的導磁率遠比高頻時更為重要。 用于屏蔽外場直接耦合的機殼或機柜的材料是很重要的。由于是高反射屏蔽，通常采用提供電場屏蔽的薄導電材料。對于 30MHz以上更高的頻率，通常應主要考慮電場分 量，在后一種情況下，非鐵磁性材料，諸如鋁或銅，能提供更好的屏蔽，因為這種材料的表面阻抗很低。 涂層類型 由于發(fā)泡塑料易成形，并具有價廉、重量小、便于安裝、抗腐蝕、外觀好等優(yōu)點，其應用日益增加。如果能提供有效的 RFI/EMI屏蔽，則用途將更廣泛。通常的方法是，在塑料基底上增加一個導電涂層。就象將塑料機箱放入金屬機箱一樣。 中國最大的管 理 資料下載中心 (收集 \整理 . 大量免費資源共享 ) 第 16 頁 共 62 頁 用于導電涂層的主要材料有銀、岣和鎳。銀是一種高導電性材料，但還應考慮價格是否合適。然而，當用作涂料填充物時，它具有 50至 80dB衰減或屏蔽效能，但還取決于頻率，見圖 。銀 常用于軍用設備，特別是需要防護 EMP（電磁脈沖）的設備。 圖 銅的導電性接近銀，但價格低廉。然而，銅易于氧化而使屏蔽效能受到損失，在一般環(huán)境條件下，它了不穩(wěn)定。近來鎳已成為主要的研制對象。它不同于銅或銀那樣的良導體，但由于它存在導磁性，能吸收較多的 EMI。它還具有抗腐蝕的性質，而且成本較低。鋅在火焰噴涂中用作主 要媒質，具有屏蔽和抗腐蝕性質，但它用作導電涂層并不多見，而且市場進展也較慢。由于石墨僅能提供 20dB衰減，而且主要用于敏感集成電路的靜電防護，所以一般也不同作導電涂層。 （ 1）導電漆 迄今為止，成功的導電漆都基于聚丙烯、聚氨脂、乙烯樹脂或環(huán)氧樹脂等襯底。導電漆都有適用期，而更重要的還有貯存期，后者典型的為 6至 12個月。所有這些漆都對塑料基底存在腐蝕作用，所以導電漆能穿透塑料并固定在孔縫中。九十年代的現(xiàn)代導電漆都有不同程度的膠粘性質，而以前由于缺乏膠粘性，經常產生導電漆剝落，甚至將印制板導電路徑短路，而不 完善的屏蔽所留下的縫隙將起縫隙天線的作用。 所有基底表面應仔細清潔，清除油脂或其它污漬，輕度擦傷也將影響粘附力。 ① 銀漆 銀漆能用在陶瓷或更一般的塑料基底上，甚至可用于木質表面上，它有良好的抗磨損特性和可焊接性。銀乙烯基是典型的簡單組合系統(tǒng)，它在環(huán)境溫度中約 20min便可干燥，再過 20或 30min，便可進行下一次涂敷，直到 20h以后，化學反應完成之前，尚未達到最大的導電率。銀乙烯基的表面電阻率可達到約 □ 而干燥膜厚度為，每升銀漆可提供理論覆蓋面積為 。實際上，由于過噴 ，約 10%銀漆被浪費。 銀聚胺脂涂層，通常是兩部分組成的系統(tǒng)，其重量的 55%左右為純金屬銀薄片或球，對于所有導電漆，通常采用的噴槍的壓力為 6~10和 35~55磅 /平方英寸。壓力設備中， 中國最大的管 理 資料下載中心 (收集 \整理 . 大量免費資源共享 ) 第 17 頁 共 62 頁 空氣攪拌器是防止銀顆粒沉淀的重要設備。 ② 鎳漆 鎳通常與聚丙烯組成鎳漆，理想情況下以 ABS、聚苯乙烯、聚碳酸酯為襯底。在噴涂之前，對人造橡膠復蓋的表面和玻璃加強的塑料應當輕輕研麻。對于聚丙烯成分，在 20℃ 條件下的干燥時間為 30min，若需第二次噴涂則還需進一步干燥 30min后進行。經過 120h后達到完全導電，獲得表面電 阻率優(yōu)于 □ 。通常，干燥薄膜厚度規(guī)定為 ,所以噴漆室內應設厚度精確測量設備；如果噴得太厚，則費用太高，噴得太薄，則達不到足夠的屏蔽性能。在襯底的轉角處噴漆承包商了解有關厚度的規(guī)定，以及確定不同厚度的位置都很重要的。 如果襯底用聚丙烯，而且設計成比規(guī)定值更薄，可用作更靈敏的熱塑性料襯底。聚氨酯適用于復蓋熱固化和聚合物交聯(lián)塑料，如復蓋人造橡膠海棉， Noryl和 GRP。聚氨酯漆做襯底再涂敷顏料、固化劑和稀料的混合物，典型的混合比是 6： 1： 1，而且必須達到一定的精確度，如果能產生全部化學反應 ，則最終的干燥膜就具有應有的全部性質。干燥膜中鎳粉的重量至少占 80%，才能得到最佳屏蔽；金屬顆粒遠多于 84%時，將使膠粘性和襯底的機械性質變差。 當不知道是那一種漆時，可取少量漆涂敷基底的一個小的試驗面積，并檢驗它在環(huán)境應力下的破碎情況。 ③ 銅漆 為開發(fā)有效的銅填充導電涂層進行了各種試驗，但由于腐蝕而得不到廣泛使用。要克服這個問題，只能在銅膜表面加上一層不同導電材料的保護層，但結果在另一種工作條件下將更容易失效。 ④ 底漆 導電漆的性質一般都與基底材料不相容，特別是在膠的物質中更是這樣，所以要用專 門的底漆。底漆將與塑料基底膠粘在一起，而漆的化學連接本身將轉化為層間或與底漆的連接。底漆也用于當所選導電漆與基底化學不相容的情況中。 ⑤ 導電環(huán)氧樹脂 前面關于導電漆的討論，主要集中在涂層的塑料基底上，但有時卻令人信服的將導電漆用于金屬表面。通常，該體系是基于聚丙烯、聚氨酯、乙烯基等，當應用于金屬時，它們并不顯示出良好的膠粘性。解決的方法是采用粘稠環(huán)氧系列材料，它能攙入 中國最大的管 理 資料下載中心 (收集 \整理 . 大量免費資源共享 ) 第 18 頁 共 62 頁 鎳或銀。 金屬表面進行導電涂敷，可以改進它們的電化學腐蝕性質，特別是相應的導電襯墊與金屬接觸時。另一方面，金屬可以要求裝飾性涂敷，但通 常的電絕緣涂層應當從襯墊和應屏蔽區(qū)域的接觸面除掉，更容易的辦法是對與同樣材料進行整個金屬加工后，涂敷導電漆進一步應用時，應當改進帶有鎳或銀薄層的基體金屬或合金的屏蔽特性，此填充物通常用于環(huán)氧樹脂系列。特別是當用于鋁部件時，鎳顯著改進表面電導率，聚乙二烯氟化物和玻璃增強尼龍風扇葉片實際上不能用聚丙烯、聚氨酯或乙烯基油漆系列和導電環(huán)氧系列和導電環(huán)氧系列涂敷。 鎳環(huán)氧漆通常由三個系列組成，即襯底、較薄和較硬三類，當全部處理完畢后，能得到 5Ω/□ 的表面電阻率和 40 至 50dB屏蔽效能。這 種漆能提供極好的沖擊阻尼和良好的膠粘性，特別是與低碳鋼、鋁、鉻酸鋁有很好的粘著力。 ⑥ 鎳涂層填充物 導電漆如此方便，如果成本能進一步降低，則它將擁有一個很大的市場，鎳可用于涂敷各種價廉的顆粒材料，它具有鎳的表面性質，而同時具有基底材料的某些性質。鎳涂敷的所有材料中，石墨是具有最大潛力的一種。它機械性能好，化學穩(wěn)定，而且固有導電性，也較便宜，比重低等優(yōu)點。其結果是涂敷的顆粒具有比純鎳更低的密度，進一步降低了成本。 實際上，涂敷于石墨上的鎳的總量或市場上買得到的涂鎳顆粒所具有的鎳的重量約占總重量的 25~85%。因為兩種材料的密度不同，需要涂敷足夠的鎳，達到完全復蓋石墨。然而，實際上并沒有完全復蓋，只能有部分顆粒被復蓋，例如 25%鎳一石墨顆粒。這種顆粒能用來生產石墨和純鎳之間具有屏蔽性質的涂敷中間體。涂敷顆粒的主要優(yōu)點是它的總體密度較低，要使填充物較輕，需要提