JIEDU7种EMI电磁屏蔽材料介绍

随着科学技术和电子工业的快速发展，各种数字化、高频的电子电气设备在工作时向空间辐射了大量不同波长的电磁波，造成了新的环境污染：电磁波干扰(Electromagnetic Interference ,EMI)。

一、EMI是什么

电磁波与电子元件作用，产生干扰，称为EMI（Electromagnetic Interference）。例如，TV荧光屏上常见的雪花表示接收到的信号受到干扰。

当电子设备工作时，它不想被外部电磁波干扰，也不想辐射电磁波干扰外部设备，以及对人体的辐射危害，这需要通过电磁屏蔽来阻断电磁波的传输路径。电磁屏蔽对电磁的衰减主要基于电磁波的反射和吸收原理。

二、电磁屏蔽材料

电磁屏蔽材料主要包括三类：
1)金属类:直接选用铍铜、不锈钢等金属材料；
2）填充类：在非导电基材中添加一定比例的导电填料，使材料导电。基材可采用硅胶、塑料等材料，导电填料可为金属片、金属粉末、金属纤维或金属纤维；
3）表面涂层和导电涂层：电镀基底，常用的制备方法包括化学镀金、真空喷涂、溅射、金属熔射和金属箔。
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图 Beki-Shield 纤维填料 摄于飞荣达展台

1. 导电橡胶

导电橡胶是一种填充金属填料的橡胶材料，具有导电性高、电磁屏蔽、防潮密封性能。每种导电橡胶都由硅酮、硅酮氟化物制成EPDM或碳氟化物-硅氟化物等粘合剂由纯银、镀银铜、镀银铝、镀银镍、镀银玻璃、镀银铅或碳颗粒等导电填料组成。

该材料可根据需要成型为片状、成型、挤压和薄膜状。标准形状包括：实体O形条、空心O形条、实体D形条、空心D形条、U形条、矩形条、中空矩形条、中空P成型条、通道条、模制导电橡胶成型条、模制D-形圈/O-各种法兰种法兰，I/O衬垫。

特点及应用:20M－20GHz可达90 dB－120dB,纯银颗粒甚至可以达到120dB以上。可起到屏蔽和环境密封的作用，安装方便。适用于需要长期稳定的优秀电磁屏蔽和高导电性部件。广泛应用于通信设备、信息技术设备、医疗器械、工业电子设备市场。

2. 导电泡棉(导电布垫)

导电布垫由导电层和泡沫芯组成，可加工成各种形状。泡沫芯的压缩性和弹性能满足低封闭力的要求，广泛应用于电子设备外壳和机柜间隙EMI屏蔽需求。

特点及应用：电阻低，回弹性高，能满足多次开合或插拔场景，提供稳定的接地或屏蔽性能。适用于各种电子设备的电磁屏蔽和防静电(ESD)接地等场合。可广泛应用于电子底盘、外壳、室内底盘、工业设计、笔记本电脑、移动通信设备等。

3. 导电布

电镀金属涂层用于纤维布（一般常用聚酯纤维布），使其具有金属特性，成为导电纤维布。可分为：镀镍导电布、镀金导电布、镀碳导电布、铝箔纤维复合布。外观上有平纹和网格区别。

特点及应用：导电屏蔽效果好，导热性好，延展性好，挤压加工方便，耐腐蚀，耐候性好，耐摩擦性好，耐摩擦次数可达5万次。

可用于电子、电磁等高辐射专业屏蔽工作服，屏蔽室专用屏蔽布； IT触摸屏手套、防辐射窗帘等行业屏蔽件专用布。

4. 金属EMI衬里、夹夹衬里和钩爪铍铜簧片

夹式EMI衬里由硅酮条或硅酮带制成Monel丝，氯丁橡胶Ferrex丝提供EMI屏蔽，将衬里固定在防腐不锈钢弹簧夹上，安装方便，无孔或紧固件。

铍铜簧片是由特殊合金铍铜制成的指形簧片，使高等级EMI屏蔽效果和弹性钩爪摩擦与小封闭力特性相结合。铍铜的高性能参数：高抗拉强度、良好的耐腐蚀性和良好的导电性，使其成为宽频段的理想用途EMI存在屏蔽材料EMI/RFI或者ESD问题的范围很广的电子设备中。

广泛应用于电信、数据通信、计算机、电子、网络设备、航天、军事、汽车、医疗设备等领域。

5. 导电粘合剂和导电涂料

包括导电粘合剂和导电涂料。导电粘合剂一般是通过特殊工艺在环氧树脂或硅酮、柔性聚异乙烯中混合银颗粒或镀铜颗粒等金属填料。它具有剪切强度高、热膨胀系数小、离子纯度低、导热性好等独特的综合性能。典型的应用包括EMI屏蔽通道、窗口或透光导电丝网膜粘附在屏蔽的永久接缝上。

特点及应用：导电涂料一般喷涂ABS、Noryl、PVC可提供各种塑料外壳等。EMI屏蔽、抗静电保护、电晕屏蔽和表面接地，填料分为银、银铜、铜、镍等，粘合剂通常为环氧树脂、聚氨酯等，导电率可达0.015 ohm/sq，机壳可以30MHz－1GHz60-80dB的屏蔽。

6. STM贴片泡棉

SMT贴片泡沫是一种可用于表面组装技术的接地端子，是表面组装元件之一。在电气/电子机器中，为了避免因不必要的电磁波而导致功能异常或减少EMI屏蔽材料噪音EMC对策配件，在PCB钎焊接地端子。

特点：可高速组装，具有合适的电气导电性、优异的耐热性和接地特性，具有优异的耐久性和可靠性PCB当电气/电子机器受到外部冲击或掉落时，接地使用导电弹性端子，SMT贴片泡棉具有优异的吸收冲击特性，能保护内部配件缓冲。

7. 吸波材料

吸波材料一般通过各种工艺将合金粉末与聚合物树脂混合，压缩成柔性片状材料，通过质量检验报告将磁滞损失、介电损失、电阻损失等机制转化为热能、势能等形式的能量，达到屏蔽和吸收电磁波的效果。

应用：吸波材料主要用于通信、电子、航天、军工、导航、医疗、环保等微波、高频工业部门，广泛应用于电子数字产品、无线充电、RFID办公自动化设备(个人计算机，射频识别，移动通信设备，无线设备，TFT LCD等)，音频/视频通信设备终端，数字交换机，柔性电路板，高速CPU芯片、图像处理器、振荡芯片、存储芯片、高速信号线速、屏蔽罩内壳、高速微处理器等。

三： 电磁屏蔽材料升级趋势

电磁屏蔽材料将朝着屏蔽效率更高、屏蔽频率更宽、综合性能更好的方向发展，各种新材料将在电磁屏蔽的创新应用中得到更多的发展。在未来的技术发展中，电磁屏蔽将发展到导电性好、加工工艺简单、成本效益高、适合大规模生产等方面。未来，越来越多的电子设备将纳入电磁兼容管理标准，电磁兼容标准将越来越严格。可以预见，电磁设备工艺材料的持续升级趋势将是一个确定的方向。

最近出现了一种新的屏蔽技术——共形屏蔽，不同于传统的金属屏蔽手机EMI屏蔽模式，共形屏蔽技术是将屏蔽层和包装完全集成在一起，模块本身具有屏蔽功能，芯片安装在一起PCB上再需要额外的屏蔽罩，不占用额外的设备空间，主要用于PA，WiFi/BT、Memory等SiP用于隔离包装内部电路与外部系统之间的干扰。

共形屏蔽技术可以解决SiP内部和周围环境之间EMI干扰对包装尺寸和重量几乎没有影响，具有优异的电磁屏蔽性能，可以取代大型金属屏蔽，预计未来会有SiP技术和设备小型化需求普及。