5G時代，電磁屏蔽材料有何機遇？

電子元器件工作時會產生電磁波，電磁波會與電子元器件作用，產生被干擾現象，稱為電磁干擾。由于現代電子信息工業的快速發展對運算處理能力和傳輸速度提出了更高的要求，電子元器件的使用數量和密度快速增加，且電子元器件及其組件高頻高速化的趨勢愈發顯著。

在這些趨勢的驅動下，所引發的電子元器件及其組件內部及外部的電磁干擾以及信號在傳輸中衰減的問題逐漸嚴重，因此抑制電磁干擾成為 FPC 發展的重要課題，即通過特殊材料制成的屏蔽體將電磁波限定在一定的范圍內，使其電磁輻射受到抑制或衰減。

電磁屏蔽

電磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰減被屏蔽區域與外界的電磁能量傳播。電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導作用，其與屏蔽結構表面和屏蔽體內部感生的電荷、電流與極化現象密切相關。屏蔽按其原理分為電場屏蔽(靜電屏蔽和交變電場屏蔽)、磁場屏蔽(低頻磁場和高頻磁場屏蔽)和電磁場屏蔽(電磁波的屏蔽)。通常所說的電磁屏蔽是指后一種，即對電場和磁場同時加以屏蔽。

屏蔽效果的好壞用屏蔽效~g(SE，Shielding effectiveness)來評價，它表現了屏蔽體對電磁波的衰減程度。屏蔽效能定義為屏蔽前后該點電磁場強度的比值，即：SE=2OIg(Eo／Es)或SH=2Olg(HdHs)式中： 分別為屏蔽前該點的電場強度與磁場強度， 分別為屏蔽后該點的電場強度與磁場強度。對屏蔽效果的評價是根據屏蔽效能的大小度量的。

按照屏蔽作用原理，屏蔽體對屏蔽效能的貢獻分為三部分：

(1)屏蔽體表面因阻抗失配引起的反射損耗；

(2)電磁波在屏蔽材料內部傳輸時，電磁能量被吸收引起傳輸損耗或吸收損耗；

(3)電磁波在屏蔽材料內壁面之間多次反射引起的多次反射損耗。由此可以得到影響材料屏蔽效能的三個基本因素，即材料的電導率、磁導率及材料厚度。這也是屏蔽材料研究本身所必須關注的問題和突破口。當然，對于電磁屏蔽體結構，其屏蔽效能還與結構、形狀、氣密性等有關，對于具體問題，還需要考慮被屏蔽的電磁波頻率、場源性質等。

常見的屏蔽材料

電屏蔽指的是對電場（E場）的屏蔽，它通常可選用的屏蔽材料種類比較多，如下：

一、導電彈性體襯料（導電橡膠)

每種導電橡膠都是由硅酮、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電填料組成。

由于這些材料含有銀，包裝和存儲條件應與其他含銀元件相似，它們應當存儲在塑料板中，例如聚酯或者聚乙烯，遠離含硫材料。標準形狀有：實體O形條、空心O形條、實體D形條、空心D形條、U形條、矩形條、中空矩形條、中空P形條、通道條以及模制導電橡膠成形件、模制的D-形圈/O-形圈、各種法蘭、I/O襯墊。

特點：在20M－20GHz的范圍內可達90 dB－120dB,純銀顆粒的甚至可達到120dB以上。能起到屏蔽和環境密封的作用，安裝方便，適用于通訊、醫療、軍品、航空等場合。

二、EMI導電泡棉襯料

導電泡棉是把導電編制套纏繞在采用聚氨基甲酸乙脂或EPDM構成的泡綿芯上，導電編制套通常是由鍍銀鎳尼龍、鋁箔或者Monel絲（鎳銅合金）Ferrex（鍍錫包銅鋼絲）組成，有良好的導電性。符合阻燃等級（UL94-V0），具有好的彈性和柔韌性等機械性能。導電泡棉襯墊具有良好的屏蔽性能，遇到電波時，則會根據其物體的性質而進行反射、吸收、提供極佳的屏蔽效果。并且具有極高的性價比，是目前最新的、也是應用最廣的屏蔽材料。

技術指標：

平均屏蔽性能 90dB

表面電阻 0.07Ω/m^2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，一萬次耐磨試驗

防火 UL認證

特點：低壓力、非常好的屏蔽效果，屏蔽性能超過90dB，有彈性，重量輕，低表面接觸電阻，截面選擇眾多，UL級防火，可以采用導電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、彈性體芯上纏繞絲網、在彈性體中的定向金屬絲和金屬絲屏，它們通常在20MHz－1GHz的范圍內提供60dB－100dB的衰減。可以通過導電粘合劑或者機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EMI屏蔽效果和彈性鉤爪擦與小封閉力特性相結合。鈹銅的高性能參數：拉伸強度高、防腐性能好和導電性能佳，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問題的范圍很廣的電子設備中。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，金屬管內也可以填有橡膠或硅酮芯體。

四、導電復合劑

包括導電粘合劑和導電涂料。導電粘合劑一般是將銀微粒或銀鍍銅微粒等金屬填料通過特殊工藝摻雜在環氧樹脂或硅酮、柔性聚異乙烯中。具有剪切強度高、熱膨脹系數小、離子純凈、導熱和導電性能好這些獨特的綜合性能，典型應用包括把EMI屏蔽通道、窗口或透光導電絲網膜粘合在屏蔽的永久性接縫上。

導電涂料一般噴涂在ABS、Noryl、PVC等各種塑料機殼上，可以提供EMI屏蔽、防靜電保護、電暈屏蔽和表面接地，填料分為銀、包銀銅、銅、鎳等，粘合劑通常為環氧樹脂、聚氨脂等，導電率可以達到0.015 ohm/sq，可以為機殼在30MHz－1GHz范圍內提供60－80dB的屏蔽。

五、吸波材料

吸波材料一般是將合金粉通過各種工藝與高分子樹脂混合，壓延成柔性的片狀材料，通過磁滯損耗，介電損耗，電阻損耗等機理轉變為熱能，勢能等其他形式的能量，達到屏蔽吸收電磁波的效果。

另外，其他常用的電磁屏蔽材料還有金屬導電屏蔽膠帶、屏蔽通風口板、VIP屏蔽空氣過濾器、EMI屏蔽玻璃視窗、用于LED視頻窗口的屏蔽透光絲網膜、專業的扁平電纜EMI屏蔽套、用于普通線纜的屏蔽編制絲網帶等。