☆ 概述
电磁屏蔽衬垫是用于抑制电子产品中缝隙电磁干扰的专用屏蔽材料,也是各类电子设备中应用最为广泛的电磁屏蔽材料。电磁屏蔽衬垫具有良好的导电性和弹性,在电子设备缝隙中加入电磁屏蔽衬垫就可实现防止电磁干扰的目的。
☆ 屏蔽原理
环境中产生的电磁波辐射到机箱表面,在箱体上感应出电流。若箱体中不存在接缝,则感应电流在整个箱体上连续,机箱具有很好的屏蔽效能。但实际机箱存在接缝,导致局部电流不连续,一部分电流在机箱内部产生场耦合,机箱内部电子器件便受到了电磁骚扰。当电磁骚扰达到一定程度,便会影响机箱内部电子器件的性能,从而形成电磁干扰。在机箱接缝处加入具有良好导电特性,同时还可填充缝隙的具有一定弹性的导电衬垫,便保持了原缝隙界面间的电连续性,从而大大提高了机箱的屏蔽效能。
☆ 应用技术
电磁屏蔽衬垫的在EMC设计中的应用,对于提高电子设备的实际屏蔽效能,确保屏效的稳定性和可靠性有着非常重要的意义。EMC设计中屏蔽衬垫的类型、屏蔽效能、压缩变形控制、使用环境、金属配接面涂敷状态、电化学腐蚀、结构要求、安装成本等都是应用技术中的重要内容。
◇ 屏蔽效能:根据需要抑制的干扰频谱确定电子设备整体所需要达到的屏蔽效能,电磁屏蔽衬垫要满足整体屏蔽效能的要求,即所选择的屏蔽衬垫在相应频率范围内的屏蔽效能不能低于电子设备的整体屏效。
◇ 压缩变形控制:为了使衬垫产生足够变形,获得最佳屏蔽效能,并确保衬垫维持应有的弹性,达到多次重复使用的目的,就必须考虑衬垫的压缩变形。在进行结构设计时按照电子设备的要求进行控制。
◇ 电化学腐蚀:电化学腐蚀是影响屏蔽衬垫使用寿命的一个非常关键的因素,也是在恶劣环境中必须特别注意的一个问题。在盐雾及潮湿环境下,屏蔽衬垫与金属配接面由于电位差的存在便会产生锈蚀,从而大大降低了界面处的屏蔽效能。屏蔽衬垫与金属配接面材料的腐蚀电位相差越大,锈蚀现象就越严重。控制电化学腐蚀最有效的方法是选择合适的屏蔽衬垫与金属配接面,尽可能减小两者间的腐蚀电位差。
☆ 常用屏蔽衬垫及其性能
常用屏蔽衬垫分为:导电布衬垫、导电橡胶衬垫、金属弹性衬垫、金属丝网、填充常规橡胶金属丝网衬垫等五种类型。各种屏蔽衬垫性能见下表。
衬垫类型 |
屏蔽效能(dB) |
所 需
压 缩
变形力 |
压缩永久变形
(衬垫原高%) |
使用压缩
变形范围
(衬垫原高%) |
环境适应性 |
抗
疲
劳
特
性 |
所需费用 |
典型用途 |
|
磁屏蔽 |
电磁
屏蔽 |
|
水密 |
温度(oC) |
|
导电布衬垫 |
45~65 |
65~90 |
小 |
10~15 |
30~80 |
较差 |
-40~+70 |
优 |
低 |
便携式电子
设备及机柜 |
|
导电橡胶衬垫 |
常规导电
橡胶 |
50~75 |
90~120 |
大 |
25~45 |
10~30 |
优 |
-55~+160 |
中 |
较高 |
军用雷达等
室外电子设备 |
|
复合导电
橡胶 |
55~65 |
90~125 |
小 |
5~12 |
25~50 |
优 |
-75~+250 |
优 |
低 |
军用雷达等
室外电子设备 |
|
金属弹性衬垫 |
螺旋管 |
55~80 |
100~125 |
适中 |
3~5 |
15~30 |
良 |
-55~+165 |
优 |
适中 |
宽频带
高屏效设备 |
|
金属簧片 |
55~80 |
100~125 |
适中 |
3~5 |
20~80 |
较差 |
-55~+225 |
优 |
较高 |
屏蔽室等屏效高、抗疲劳性强的设备 |
|
金属丝网衬垫 |
全金属
丝网 |
50~75 |
50~85 |
大 |
15~25 |
30~45 |
差 |
-55~+165 |
差 |
低 |
要求较低的低频设备 |
|
空芯金属
丝网 |
50~80 |
55~100 |
小 |
5~8 |
30~55 |
差 |
-55~+165 |
优 |
较高 |
机箱及
铍金机柜 |
|
橡胶芯
金属丝网 |
50~70 |
50~80 |
大 |
12~20 |
25~60 |
较差 |
-34~+125 |
中 |
低 |
钣金机柜及
屏蔽方舱 |
|
填充金属衬垫 |
扩展型
金属网 |
48~85 |
85~120 |
大 |
3~5 |
25~50 |
优 |
-62~+165 |
中 |
较高 |
连接器及
射频单元 |
|
定向
金属丝 |
52~90 |
85~105 |
大 |
3~5 |
30~60 |
优 |
-62~+165 |
优 |
较高 |
连接器及
射频单元 |
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☆ 电磁屏蔽衬垫使用注意事项
◇ 电磁屏蔽衬垫在使用过程中不允许滑动接触(指形簧片除外),否则会造成衬垫的损坏。
◇ 屏蔽衬垫在受到过量压缩会发生永久性变形,不可恢复,致使衬垫损坏,因此在使用时要注意控制压缩量的大小,必要时设置限压结构,保证适当的压缩量。
◇ 导电橡胶的屏蔽效能会随着压缩量的增加而有所增加,这是由于压缩量增加,导电橡胶中的导电颗粒密度加大所致。而其它屏蔽衬垫在与基体达到良好电气接触后,并无此现象。
◇ 与衬垫接触的金属基体要有足够的刚度,否则在衬垫弹力的作用下会发生变形,产生新的不连续点,致使电气接触不良。对于正面的压缩结构,适当的紧固螺钉间距可以防止基体变形。
◇ 尺寸允许时,可适当选用较厚的衬垫,这样可以允许金属结构件具有较大的公差范围,从而在一定程度上降低加工成本。
◇ 衬垫材料要注意安装在不易被损坏的位置,从而使衬垫得到适当的保护。
◇ 安装衬垫的金属表面一定要保证平整、清洁、导电,以实现可靠的电气连接和密封性。
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