電磁屏蔽技術(shù)
如今，隨著我國的信息技術(shù)的發(fā)展，電磁屏蔽室的運(yùn)用是越來越廣泛了，主要用于屏蔽效能要求較高、屏蔽面積較大的計(jì)量檢測、信息安全、EMC測試等領(lǐng)域，不同的是電磁屏蔽室要求有嚴(yán)密的電磁密封性能，并對所有進(jìn)出管線作相應(yīng)屏蔽處理，進(jìn)而阻斷電磁輻射出入。那么電磁屏蔽技術(shù)您了解多少呢?下面與江蘇莫克屏蔽機(jī)房廠家的技術(shù)一起來聊聊電磁屏蔽技術(shù)的詳解：
1. 電磁屏蔽的目的
2. 區(qū)分不同的電磁波
3. 度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能
4. 屏蔽材料的屏蔽效能估算
5. 影響屏蔽材料的屏蔽效能的因素
6. 實(shí)用屏蔽體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵
7. 孔洞電磁泄漏的估算
8. 縫隙電磁泄漏的措施
9. 電磁密封襯墊的原理
10. 電磁密封襯墊的選用
11. 常用電磁密封襯墊的比較
12. 電磁密封襯墊使用的注意事項(xiàng)
13. 電磁密封襯墊的電化學(xué)腐蝕問題
14. 與襯墊性能相關(guān)的其它環(huán)境問題
16. 截止波導(dǎo)管的注意事項(xiàng)與設(shè)計(jì)步驟
17. 面板上的顯示器件的處理
18. 面板上的操作器件的處理
20. 線路板的局部屏蔽
21. 屏蔽膠帶的作用和使用方法
1.電磁屏蔽的目的
電磁波是電磁能量傳播的主要方式，高頻電路工作時，會向外輻射電磁波，對鄰近的其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。另一方面，空間的各種電磁波也會感應(yīng)到電路中，對電路造成干擾。電磁屏蔽的作用是切斷電磁波的傳播途徑，從而消除干擾。在解決電磁干擾問題的諸多手段中，電磁屏蔽是最基本和有效的。用電磁屏蔽的方法來解決電磁干擾問題的最大好處是不會影響電路的正常工作，因此不需要對電路做任何修改。
同一個屏蔽體對于不同性質(zhì)的電磁波，其屏蔽性能不同。因此，在考慮電磁屏蔽性能時，要對電磁波的種類有基本認(rèn)識。電磁波有很多分類的方法，但是在設(shè)計(jì)屏蔽時，將電磁波按照其波阻抗分為電場波、磁場波、和平面波。
電磁波的波阻抗ZW 定義為：電磁波中的電場分量E與磁場分量H的比值: ZW = E / H
電磁波的波阻抗電磁波的輻射源性質(zhì)、觀測點(diǎn)到輻射源的距離以及電磁波所處的傳播介質(zhì)有關(guān)。
距離輻射源較近時，波阻抗取決于輻射源特性。若輻射源為大電流、低電壓（輻射源的阻抗較低），則產(chǎn)生的電磁波的波阻抗小于377，稱為磁場波。若輻射源為高電壓、小電流（輻射源的阻抗較高），則產(chǎn)生的電磁波的波阻抗大于377，稱為電場波。
距離輻射源較遠(yuǎn)時，波阻抗僅與電場波傳播介質(zhì)有關(guān)，其數(shù)值等于介質(zhì)的特性阻抗，空氣為377Ω。
電場波的波阻抗隨著傳播距離的增加降低，磁場波的波阻抗隨著傳播距離的增加升高。
注意: 近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)的分界面隨頻率不同而不同，不是一個定數(shù)，這在分析問題時要注意。例如，在考慮機(jī)箱屏蔽時，機(jī)箱相對于線路板上的高速時鐘信號而言，可能處于遠(yuǎn)場區(qū)，而對于開關(guān)電源較低的工作頻率而言，可能處于近場區(qū)。在近場區(qū)設(shè)計(jì)屏蔽時，要分別電場屏蔽和磁場屏蔽。
3.度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能
屏蔽體的有效性用屏蔽效能（SE）來度量。屏蔽效能的定義如下：
SE=20lg(E1/E2) (dB)
式中：E1 =沒有屏蔽時的場強(qiáng) E2 =有屏蔽時的場強(qiáng)
如果屏蔽效能計(jì)算中使用的是磁場強(qiáng)度，則稱為磁場屏蔽效能，如果屏蔽效能計(jì)算中使用的是電場強(qiáng)度，則稱為電場屏蔽效能。屏蔽效能的單位是分貝(dB)，下表是衰減量與分貝的對應(yīng)關(guān)系：
一般民用產(chǎn)品機(jī)箱的屏蔽效能在40dB以下，軍用設(shè)備機(jī)箱的屏蔽效能一般要達(dá)到60dB，TEMPEST設(shè)備的屏蔽機(jī)箱屏蔽效能要達(dá)到80dB以上。屏蔽室或屏蔽艙等往往要達(dá)到100dB。100dB以上的屏蔽體是很難制造的，成本也很高。
4.屏蔽材料的屏蔽效能估算
電磁波在穿過屏蔽體是發(fā)生衰減是因?yàn)槟芰坑辛藫p耗，這種損耗可以分成兩個部分：反射損耗和吸收損耗。
反射損耗：當(dāng)電磁波入射到不同媒質(zhì)的分界面時，就會發(fā)生反射，使穿過界面的電磁能量減弱。由于反射現(xiàn)象而造成的電磁能量損失稱為反射損耗，用字母R表示。當(dāng)電磁波穿過一層屏蔽體時要經(jīng)過兩個界面，要發(fā)生兩次反射。因此，電磁波穿過屏蔽體時的反射損耗等于兩個界面上的反射損耗總和。反射損耗的計(jì)算公式如下：
R=20lg(ZW/ZS) (dB) 式中: ZW= 入射電磁波的波阻抗 ，ZS=屏蔽材料的特性阻抗
|ZS|=3.68×10-7（fμrσr）1/2式中: f= 入射電磁波的頻率 ，μr=相對磁導(dǎo)率，σr=相對電導(dǎo)率
吸收損耗：電磁波在屏蔽材料中傳播時，會有一部分能量轉(zhuǎn)換成熱量，導(dǎo)致電磁能量損失，損失的這部分能量成為屏蔽材料的吸收損耗，用字母A表示，計(jì)算公式如下：
A=3.34t（fμrσr）1/2 (dB)
多次反射修正因子: 電磁波在屏蔽體的第二個界面（穿出屏蔽體的界面）發(fā)生反射后，會再次傳輸?shù)降谝粋€界面，在第一個界面發(fā)射再次反射，而再次到達(dá)第二個界面，在這個界面會有一部分能量穿透界面，泄漏到空間。這部分是額外泄漏的。應(yīng)該考慮進(jìn)屏蔽效能的計(jì)算。這就是多次反射修正因子，用字母B表示，大部分場合，B都可以忽略。
SE = R + A + B
從上面給出的屏蔽效能計(jì)算公式可以得出一些對工程有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論，根據(jù)這些結(jié)論，我們可以決定使用什么屏蔽材料，注意什么問題。下面給出的結(jié)論，出步一看，會感到雜亂無章，無從應(yīng)用，但是結(jié)合上面第3和第4條仔細(xì)分析后，會發(fā)現(xiàn)這些結(jié)論都有著內(nèi)在聯(lián)系。深入理解下面的結(jié)論對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。
1）材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高，但實(shí)際的金屬材料不可能兼顧這兩個方面，例如銅的導(dǎo)電性很好，但是導(dǎo)磁性很差；鐵的導(dǎo)磁性很好，但是導(dǎo)電性較差。應(yīng)該使用什么材料，根據(jù)具體屏蔽主要依賴反射損耗、還是吸收損耗來決定是側(cè)重導(dǎo)電性還是導(dǎo)磁性；
2）頻率較低的時候，吸收損耗很小，反射損耗是屏蔽效能的主要機(jī)理，要盡量提高反射損耗；
3）反射損耗與輻射源的特性有關(guān)，對于電場輻射源，反射損耗很大；對于磁場輻射源，反射損耗很小。因此，對于磁場輻射源的屏蔽主要依靠材料的吸收損耗，應(yīng)該選用磁導(dǎo)率較高的材料做屏蔽材料。
4）反射損耗與屏蔽體到輻射源的距離有關(guān)，對于電場輻射源，距離越近，則反射損耗越大；對于磁場輻射源，距離越近，則反射損耗越??；正確判斷輻射源的性質(zhì)，決定它應(yīng)該靠近屏蔽體，還是原理屏蔽體，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個重要內(nèi)容。
5）頻率較高時，吸收損耗是主要的屏蔽機(jī)理，這時與輻射源是電場輻射源還是磁場輻射源關(guān)系不大。
6）電場波是最容易屏蔽的，平面波其次，磁場波是最難屏蔽的。尤其是（1KHz以下）低頻磁場，很難屏蔽。對于低頻磁場，要采用高導(dǎo)磁性材料，甚至采用高導(dǎo)電性材料和高導(dǎo)磁性材料復(fù)合起來的材料。
6.實(shí)用屏蔽體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵
一般除了低頻磁場外，大部分金屬材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。但在實(shí)際工作中，要達(dá)到80dB以上的屏蔽效能也是十分困難的。這是因?yàn)?，屏蔽體的屏蔽效能不僅取決于屏蔽體的結(jié)構(gòu)。屏蔽體要滿足電磁屏蔽的基本原則。電磁屏蔽的基本原則有兩個：
1）屏蔽體的導(dǎo)電連續(xù)性：這指的是整個屏蔽體必須是一個完整的、連續(xù)的導(dǎo)電體。這一點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)起來十分困難。因?yàn)橐粋€完全封閉的屏蔽體是沒有任何使用價值的。一個實(shí)用的機(jī)箱上會有很多孔縫造成屏蔽：通風(fēng)口、顯示口、安裝各種調(diào)節(jié)桿的開口、不同部分的結(jié)合縫隙等。由于這些導(dǎo)致導(dǎo)電不連續(xù)的因素存在，如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時沒有考慮如何處理，屏蔽體的屏蔽效能往往很低，甚至沒有屏蔽效能。
2）不能有直接穿過屏蔽體的導(dǎo)體：一個屏蔽效能再高的屏蔽機(jī)箱，一旦有導(dǎo)線直接穿過屏蔽機(jī)箱，其屏蔽效能會損失99.9%（60dB）以上。但是，實(shí)際機(jī)箱上總會有電纜穿出（入），至少會有一條電源電纜存在，如果沒有對這些電纜進(jìn)行妥善的處理（屏蔽或?yàn)V波），這些電纜會極大的損壞屏蔽體。妥善處理這些電纜是屏蔽設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。（穿過屏蔽體的導(dǎo)體的危害有時比孔縫的危害更大）
電磁屏蔽體與接地?zé)o關(guān)：對于靜電場屏蔽，屏蔽體是必須接地的。但是對于電磁屏蔽，屏蔽體的屏蔽效能卻與屏蔽體接地與否無關(guān)，這是設(shè)計(jì)人員必須明確的。在很多場合，將屏蔽體接地確實(shí)改變了電磁狀態(tài)，但這是由于其它一些原因，而不是由于接地導(dǎo)致屏蔽體的屏蔽效能發(fā)生改變。
7.孔洞電磁泄漏的估算
如前所述，屏蔽體上的孔洞是造成屏蔽體泄漏的主要因素之一?？锥串a(chǎn)生的電磁泄漏并不是一個固定的數(shù)，而是與電磁波的頻率、種類、輻射源與孔洞的距離等因素有關(guān)?？锥磳﹄姶挪ǖ乃p可以用下面公式進(jìn)行計(jì)算。這里假設(shè)孔洞深度為0。
在遠(yuǎn)場區(qū)：SE=100-20lgL-20lgf+20lg(1+2.3lg(L/H))
若L≥λ/2，則SE=0 dB ，這時，孔洞是完全泄漏的。
式中： L=縫隙的長度（mm），H=縫隙的寬度（mm），f=入射電磁波的頻率（MHz）
這個公式是在遠(yuǎn)場區(qū)中，最壞的情況下（造成最大泄漏的極化方向）的屏蔽效能（實(shí)際情況下屏蔽效能可能會更大一些）。
在近場區(qū)：
若輻射源是電場輻射源 SE=48+20lgZC-20lgLf+20lg(1+2.3lg(L/H))
若輻射源是磁場輻射源 SE=20lg（πD/L）+20lg(1+2.3lg(L/H))
式中：ZC=輻射源電路的阻抗（Ω），D=孔洞到輻射源的距離（m）， L、 H =孔洞的長、寬（mm）， f=電磁波的頻率（MHz）
注意：
1) 近場區(qū),孔洞的泄漏與輻射源的特性有關(guān)。當(dāng)輻射源是電場源時，孔洞的泄漏遠(yuǎn)比遠(yuǎn)場?。ㄆ帘涡芨撸?dāng)輻射源是磁場源時，孔洞的泄漏遠(yuǎn)比遠(yuǎn)場大（屏蔽效能低）。
2）對于近場，磁場輻射源的場合，屏蔽效能與電磁波的頻率沒有關(guān)系，因此，千萬不要認(rèn)為輻射源的頻率較低（許多磁場輻射源的頻率都較低），而掉以輕心。
3）這里對磁場輻射源的假設(shè)是純磁場源，因此可以認(rèn)為是一種在最壞條件下，對屏蔽效能的保守計(jì)算。
對于磁場源，屏蔽與孔洞到輻射源的距離有關(guān)，距離越近，則泄漏越大。這點(diǎn)在設(shè)計(jì)時一定要注意，磁場輻射源一定要遠(yuǎn)離孔洞。
多個孔洞的情況：當(dāng)N個尺寸相同的孔洞排列在一起，并且相距很近（距離小于1/2）時，造成的屏蔽效能下降為10 lgN。在不同面上的孔洞不會增加泄漏，因?yàn)槠漭椛浞较虿煌?，這個特點(diǎn)可以在設(shè)計(jì)中用來避免某一個面的輻射過強(qiáng)。
8.縫隙電磁泄漏的措施
一般情況下，屏蔽機(jī)箱上的不同部分的結(jié)合處不可能完全接觸，只能在某些點(diǎn)接觸上，這構(gòu)成了一個孔洞陣列?？p隙是造成屏蔽機(jī)箱屏蔽效能降級的主要原因之一。在實(shí)際工程中，常常用縫隙的阻抗來衡量縫隙的屏蔽效能?？p隙的阻抗越小，則電磁泄漏越小，屏蔽效能越高。
縫隙處的阻抗：
縫隙的阻抗可以用電阻和電容并聯(lián)來等效，因?yàn)榻佑|上的點(diǎn)相當(dāng)一個電阻，沒有接觸的點(diǎn)相當(dāng)于一個電容，整個縫隙就是許多電阻和電容的并聯(lián)。低頻時，電阻分量起主要作用；高頻時，電容分量起主要作用。由于電容的容抗隨著頻率升高降低，因此如果縫隙是主要泄漏源，則屏蔽機(jī)箱的屏蔽效能優(yōu)勢隨著頻率的升高而增加。但是，如果縫隙的尺寸較大，高頻泄漏也是縫隙泄漏的主要現(xiàn)象。
影響電阻成分的因素：
影響縫隙上電阻成分的因素主要有：接觸面積（接觸點(diǎn)數(shù)）、接觸面材料（一般較軟的材料接觸電阻較?。?、接觸面的清潔程度、接觸面的壓力（壓力要足以使接觸點(diǎn)穿透金屬表層氧化層）、氧化腐蝕等。
影響電容成分的因素：
根據(jù)電容器原理，很容易知道：兩個表面之間距離越近，相對的面積越大，則電容越大。
解決縫隙泄漏的措施：
1）接觸面的重合面積，這可以減小電阻、增加電容。
2）使用盡量多的緊固螺釘，這也可以減小電阻、增加電容。
3）保持接觸面清潔，減小接觸電阻。
4）保持接觸面較好的平整度，這可以減小電阻、增加電容。
5）使用電磁密封襯墊，消除縫隙上不接觸點(diǎn)。
9.電磁密封襯墊的原理
電磁密封襯墊是一種表面導(dǎo)電的彈性物質(zhì)。將電磁密封襯墊安裝在兩塊金屬的結(jié)合處，可以將縫隙填充滿，從而消除導(dǎo)電不連續(xù)點(diǎn)。
使用了電磁密封襯墊后，縫隙中就沒有較大的孔洞了，從而可以減小高頻電磁波的泄漏。使用電磁密封襯墊的好處如下：
1）降低對加工的要求，允許接觸面的平整度較低。
2）減少結(jié)合處的緊固螺釘，增加美觀性和可維修性。
3）縫隙處不會產(chǎn)生高頻泄漏。
雖然在許多場合電磁密封襯墊都能夠極大地改善縫隙泄漏，但是如果兩塊金屬之間的接觸面是機(jī)械加工（例如，銑床加工），并且緊固螺釘?shù)拈g距小于3厘米，則使用電磁密封后屏蔽效能不會有所改善，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的接觸阻抗已經(jīng)很低了。
從電磁密封襯墊的工作原理可以知道，使用了電磁密封襯墊的縫隙的電磁泄漏主要由襯墊材料的導(dǎo)電性和接觸表面的接觸電阻決定。因此，使用電磁密封襯墊的關(guān)鍵是：
1）選用導(dǎo)電性好的襯墊材料。
2）保持接觸面的清潔
3）對襯墊施加足夠的壓力（以保證足夠小的接觸電阻）。
4）襯墊的厚度要足以填充最大的縫隙
電磁密封襯墊的靈活運(yùn)用
除非對屏蔽的要求非常高的場合，否則并不需要在縫隙處連續(xù)使用電磁密封襯墊。在實(shí)踐中，可以根據(jù)屏蔽效能的要求間隔的安裝襯墊，每段襯墊之間形成的小孔洞泄漏可以用前面的公式計(jì)算。在樣機(jī)上精心地調(diào)整襯墊間隔，使既能滿足屏蔽的要求，又使成本最低。對于民用產(chǎn)品，襯墊之間的間隔可以為λ/20~λ/100之間。軍用產(chǎn)品則一般要連續(xù)安裝。
10.電磁密封襯墊的選用
任何同時具有導(dǎo)電性和彈性的材料都可以作為電磁密封襯墊使用。因此，市場上可以見到很多種類的電磁密封襯墊。這些電磁密封襯墊各有特色，適合于不同的應(yīng)用場合。設(shè)計(jì)者要熟悉各種電磁密封襯墊的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中靈活選用，達(dá)到滿足產(chǎn)品性能要求、提高產(chǎn)品可靠性、降低產(chǎn)品成本的目的。選擇電磁密封襯墊時需要考慮幾個主要因素：屏蔽效能、環(huán)境適應(yīng)性、便于安裝性、電器穩(wěn)定性。
屏蔽效能：根據(jù)需要抑制的干擾頻譜確定整體屏蔽效能，電磁密封襯墊要滿足整體屏蔽的要求 。不同種類的襯墊，在不同頻率的屏蔽效能是不同的。
使用環(huán)境：電磁密封襯墊之所以有這么多的種類的一個主要原因是要滿足不同環(huán)境的要求，使用環(huán)境對襯墊的性能和壽命有很大的影響。
結(jié)構(gòu)要求：襯墊的主要作用是減小縫隙的泄漏，縫隙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對襯墊的效果有很大的影響。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，有以下幾個因素要考慮：
壓縮變形：電磁密封襯墊只有受到一定壓力時才起作用。在壓力作用下，襯墊發(fā)生形變，形變量與襯墊上所受的壓力成正比。大部分襯墊要形變30~40%才能具有較好的屏蔽效果。
壓縮永久形變：當(dāng)襯墊長時間受到壓力時，即使壓力去掉，它也不能完全恢復(fù)原來的形狀，這就是壓縮永久形變。這種特性當(dāng)襯墊頻繁被壓縮、放開時（例如門和活動面板）要特別注意。
電器穩(wěn)定性：電磁密封襯墊是通過在金屬之間提供低阻抗的導(dǎo)電通路來實(shí)現(xiàn)屏蔽的目的的。因此，其電器穩(wěn)定性對于保持屏蔽體的屏蔽效能是十分重要的。
安裝成本：電磁密封襯墊的安裝方法是決定屏蔽成本的一個主要因素。襯墊的成本包括襯墊本身的成本、安裝工時成本、加工成本等。在考慮襯墊成本時，要綜合考慮這些因素。
11.常用電磁密封襯墊的比較
金屬絲網(wǎng)襯墊：這是一種最常用的電磁密封材料。從結(jié)構(gòu)上分，有全金屬絲、空心和橡膠芯等三種。常用的金屬絲材料為：蒙乃爾合金、鈹銅、鍍錫鋼絲等。其屏蔽性能為：低頻時屏蔽效能較高，高頻時屏蔽效能較低。一般用在1GHz以下的場合。
主要優(yōu)/缺點(diǎn)：價格低，過量壓縮時不易損壞/高頻時屏蔽效能較低。
導(dǎo)電橡膠：通常用在有環(huán)境密封要求的場合。從結(jié)構(gòu)上分，有板材和條材兩種，條材又分為空心和實(shí)心兩種。板材則有不同的厚度。材料為：硅橡膠中摻入銅粉、鋁粉、銀粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀玻璃粉等。其屏蔽性能為：低頻時屏蔽效能較低，高頻時屏蔽效能較高。
主要優(yōu)/缺點(diǎn)：同時提供電磁密封和環(huán)境密封。較硬，價格高，由于表面較軟，有時不能刺透金屬表面的氧化層，導(dǎo)致屏蔽效能很低。
指形簧片：通常用在接觸面滑動接觸的場合。性狀繁多，材料為鈹銅，但表面可做不同涂覆。屏蔽性能為高頻、低頻時屏蔽效能都較高。
主要優(yōu)/缺點(diǎn)：變形量大、屏蔽效能高、允許滑動接觸（這便于拆卸）/價格高。
螺旋管襯墊：由鈹銅或不銹鋼材卷成的螺旋管，屏蔽效能高（所有電磁密封襯墊屏蔽效能最高的）。
主要優(yōu)/缺點(diǎn)：價格低，屏蔽效能高/受過量壓縮時容易損壞。
導(dǎo)電布襯墊：導(dǎo)電布包裹上發(fā)泡橡膠芯構(gòu)成，一般為矩形，帶有背膠，安裝非常方便。高低頻時屏蔽效能都較高。
主要優(yōu)/缺點(diǎn)：價格低，過量壓縮時不容易損壞、柔軟、具有一定的環(huán)境密封作用/頻繁摩擦?xí)p壞導(dǎo)電表層。
12.電磁密封襯墊使用的注意事項(xiàng)
電磁密封襯墊的使用方法對屏蔽體的屏蔽效能影響很大。在使用時，要注意以下幾點(diǎn)：
1）所有種類的電磁密封襯墊中，指形簧片允許滑動接觸，其他種類的襯墊絕不允許滑動接觸否則會造成襯墊的損壞。
2）有種類的襯墊受到過量壓縮都會發(fā)生不可恢復(fù)地?fù)p壞，因此在使用時要設(shè)置限壓結(jié)構(gòu)，保證一定的壓縮量。
3）除了導(dǎo)電橡膠襯墊以外，當(dāng)襯墊與屏蔽體機(jī)體之間的電器接觸良好時，襯墊的屏蔽效能與壓縮量沒有正向關(guān)系，增大壓縮量并不能提高屏蔽效能。導(dǎo)電橡膠的屏蔽效能則隨著壓縮量的增加而增加，這與導(dǎo)電橡膠中的導(dǎo)電顆粒密度加大有關(guān)。
4）使用襯墊接觸的金屬板要有足夠的剛度，否則在襯墊的彈力作用下會發(fā)生變形，形成新的不連續(xù)點(diǎn)，導(dǎo)致射頻泄漏。對于正面壓縮結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)木o固螺釘間距可以防止面板變形。
5）尺寸允許時，盡量使用較厚的襯墊，這樣可以允許金屬結(jié)構(gòu)件具有更大的加工誤差，從而降低了成本。另外，較厚的襯墊一般更柔軟些，對金屬板的剛性要求較?。◤亩苊饬擞捎诮Y(jié)構(gòu)件剛性不夠?qū)е伦冃味斐傻纳漕l泄漏）。
6）襯墊材料要安裝在不易被損壞的位置。例如，對于大型的屏蔽門，襯墊要安裝在門框內(nèi)，并提供一定的保護(hù)；對于可拆卸的面板，最好將襯墊安裝在活動面板上，這樣拆下面板時，便于存放。
7）安裝襯墊的金屬表面一定要清潔、導(dǎo)電，以保證可靠的導(dǎo)電性。
8）盡量采用槽安裝方式，槽的作用是固定襯墊和限制過量壓縮。使用槽安裝方式時，屏蔽提的兩個部分之間接觸不僅通過襯墊實(shí)現(xiàn)完全接觸，而且還有金屬之間的直接接觸，因此，具有最高的屏蔽效能。
9）安裝槽的形狀有直槽和燕尾槽兩種，直槽加工簡單，但襯墊容易掉出。燕尾槽沒有這個問題。槽的高度一般為襯墊高度的75%左右（具體尺寸參考襯墊廠家要求的壓縮量），寬度要保證有足夠的空間允許襯墊受到壓縮時的伸展。襯墊安裝在直槽內(nèi)時，襯墊需要固定。一般設(shè)計(jì)資料上建議用導(dǎo)電膠粘接，但這樣有兩個缺點(diǎn)：一是會增加成本，另一個是導(dǎo)電膠會發(fā)生老化而導(dǎo)致屏蔽性能下降。這里建議用非導(dǎo)電膠，在緊固螺釘穿過的地方滴一小滴。這樣，粘膠的地方雖然不導(dǎo)電，但是金屬螺釘起到了導(dǎo)電接觸地作用，并且屏蔽效能比較穩(wěn)定。
10) 滑動接觸時的方向，只有指形簧片才允許滑動接觸。安裝簧片時，要注意簧片的方向，使滑動所施加的壓縮力能夠使簧片自由伸展。一般情況下，簧片可以靠背膠粘接，但要注意固化時間（參考簧片廠家說明）。較惡劣的環(huán)境下（溫度過高或過低，機(jī)械力過大等），可用卡裝結(jié)構(gòu)。
11）根據(jù)屏蔽體基體材料選擇適當(dāng)?shù)囊r墊材料，使接觸面達(dá)到電化學(xué)兼容狀態(tài)，有關(guān)設(shè)計(jì)可以參考后面給出的資料。如果空間允許，在安裝襯, 墊的縫隙處同時使用環(huán)境密封襯墊，并且使環(huán)境密封襯墊面對外部環(huán)境，防止電解液進(jìn)入到導(dǎo)電襯墊與屏蔽體接觸的結(jié)合面上。
12) 螺釘?shù)奈恢茫话闱闆r下，螺釘安裝在沉淀內(nèi)側(cè)或外側(cè)并不是十分重要，但是在屏蔽要求很高的場合，螺釘要安裝在襯墊的外側(cè)，為防止螺釘穿透屏蔽箱，造成額外的泄漏。
13.電磁密封襯墊的電化學(xué)腐蝕問題
電化學(xué)腐蝕問題是設(shè)計(jì)屏蔽機(jī)箱必須考慮的問題之一。電化學(xué)腐蝕發(fā)生在不同種類金屬的接觸面上。因此，在電磁密封襯墊與屏蔽體基體接觸的表面上容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。發(fā)生在襯墊與屏蔽體基體之間的電化學(xué)腐蝕會造成下面兩個后果：
1）降低屏蔽效能，電化學(xué)腐蝕的結(jié)果是降低了接觸面的導(dǎo)電性，甚至導(dǎo)致接觸面完全斷開，這會造成機(jī)箱的屏蔽效能降低。
2）互調(diào)效應(yīng)，又稱銹螺釘效應(yīng)。這是因?yàn)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化合物是非線性的半導(dǎo)體物質(zhì)，這會產(chǎn)生信號混頻。結(jié)果是產(chǎn)生了新的干擾頻率。
防止電化學(xué)腐蝕的方法：速度與環(huán)境因素關(guān)系很大，在濕熱、鹽霧環(huán)境中腐蝕發(fā)展很快，而在干燥環(huán)境中，腐蝕發(fā)展很慢。
14.與襯墊性能相關(guān)的其它環(huán)境問題
1）潮濕環(huán)境：潮濕會加速接觸面的電化學(xué)腐蝕。造成這種后果的原因是，在潮濕環(huán)境中，會生長霉菌，霉菌會放出酸性物質(zhì)，從而導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕。對于軍用設(shè)備，霉菌試驗(yàn)是驗(yàn)證這個問題的試驗(yàn)方法。
2）振動環(huán)境：車載設(shè)備或運(yùn)輸中的設(shè)備所承受的振動是造成襯墊結(jié)合處腐蝕的主要原因之一。這是因?yàn)檎駝訉?dǎo)致襯墊與屏蔽體之間的摩擦，產(chǎn)生了細(xì)小金屬粉粒，這種金屬粉粒即使在較好的環(huán)境中也容易腐蝕。振動造成的腐蝕是車載設(shè)備屏蔽失效的主要原因。
金屬管對于電磁波，具有高頻容易通過、低頻衰減較大的特性。這與電路中的高通濾波器十分相象。與濾波器類似，波導(dǎo)管的頻率特性也可以用截止頻率來描述，低于截止頻率的電磁波不能通過波導(dǎo)管，高于截止頻率的電磁波可以通過波導(dǎo)管。
利用這個特性，可以達(dá)到屏蔽電磁波，同時實(shí)現(xiàn)一定實(shí)體連通的目的。方法是，將波導(dǎo)管的截止頻率設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)高于要屏蔽的電磁波的頻率，使要屏蔽的電磁波在通過波導(dǎo)管時產(chǎn)生很大的衰減。由于這種應(yīng)用中主要是利用波導(dǎo)管的頻率截止區(qū)，因此成為截止波導(dǎo)管。截止波導(dǎo)管的概念是屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本概念之一。常用的波導(dǎo)管有圓形、矩形、六角形等，它們的截止頻率如下：
矩形波導(dǎo)管的截止頻率：fc=15×109 /l式中：l是矩形波導(dǎo)管的開口最大尺寸，單位是cm，fc 的單位是Hz。
圓形波導(dǎo)管的截止頻率：fc=17.6×109 /d式中：d是圓形波導(dǎo)管的內(nèi)直徑，單位是cm，fc 的單位是Hz。
六角形波導(dǎo)管的截止頻率：fc=15×109 /w式中：w是六角形波導(dǎo)管的開口最大尺寸，單位是cm，fc 的單位是Hz。
截止波導(dǎo)管的吸收損耗：落在波導(dǎo)管頻率截止區(qū)內(nèi)的電磁波穿過波導(dǎo)管時，會發(fā)生衰減，這種衰減稱為截止波導(dǎo)管的吸收損耗，截止波導(dǎo)管的吸收損耗計(jì)算公式如下
A=1.8×fc×t×10-9（1-（f /fc）2）1/2 （dB）
式中：t是截止波導(dǎo)管的長度，單位是cm，f 是所關(guān)心信號的頻率（Hz），fc是截止波導(dǎo)管截止頻率（Hz）。如果所關(guān)心的頻率f遠(yuǎn)低于截止波導(dǎo)管截止頻率（f﹤fc/5），則公式化簡為：A=1.8×fc×l×10-9 （dB）
圓形截止波導(dǎo)管： A=32t/d （dB）
矩形（六角形）截止波導(dǎo)管： A=27t/l （dB）
從公式中可以看出，當(dāng)干擾的頻率遠(yuǎn)低于波導(dǎo)管的截止頻率使，若波導(dǎo)管的長度增加一個截面最大尺寸，則損耗增加將近30分貝。
截止波導(dǎo)管的總屏蔽效能：截止波導(dǎo)管的屏蔽效能由吸收損耗部分加上前面所討論的孔洞的屏蔽效能不能滿足屏蔽要求時，就可以考慮使用截止波導(dǎo)管，利用截止波導(dǎo)管的深度提供的額外的損耗增加屏蔽效能。
16.截止波導(dǎo)管的注意事項(xiàng)與設(shè)計(jì)步驟
1）絕對不能使導(dǎo)體穿過截止波導(dǎo)管，否則會造成嚴(yán)重的電磁泄漏，這是一個常見的錯誤。
2）一定要確保波導(dǎo)管相對于要屏蔽的頻率處于截止?fàn)顟B(tài)，并且截止頻率要遠(yuǎn)高于（5倍以上）需要屏蔽的頻率。設(shè)計(jì)截止波導(dǎo)管的步驟如下所示：
A) 確定需要屏蔽的最高頻率Fmax和屏蔽效能SE
B) 確定截止波導(dǎo)管的截止頻率Fc，使fc≥5Fmax
C) 根據(jù)Fc，利用計(jì)算Fc的方程計(jì)算波導(dǎo)管的截面尺寸d
D) 根據(jù)d和SE，利用波導(dǎo)管吸收損耗公式計(jì)算波導(dǎo)管長度t
說 明：
在屏蔽體上，不同部分的結(jié)合處形成的縫隙會導(dǎo)致電磁泄漏。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以通過增加不同部分的重疊寬度來形成一系列“截止波導(dǎo)”，減小縫隙的電磁泄露。這時，截止波導(dǎo)的截面最大尺寸可以用螺釘之間的間距，截止波導(dǎo)的長度用重疊的寬度，截止波導(dǎo)的截止頻率由螺釘之間的間距計(jì)算確定。當(dāng)間距較大時，波導(dǎo)管的截止頻率較低，可能對大部分干擾起不到衰減的作用。
17.面板上的顯示器件的處理
1）很小的顯示器件：如果顯示器件的尺寸很小，可以采取直接在面板上開小孔的方法，將顯示器件安裝在機(jī)箱內(nèi)，小孔下方。只要在面板上開的孔很?。ㄐ∮?mm），一般不會造成嚴(yán)重的電磁泄漏。但從孔洞的泄漏原理可以知道，輻射源距離孔洞很近時，孔洞的泄漏是相當(dāng)嚴(yán)重的。因此，由于顯示器件距離小孔很近，也有可能產(chǎn)生泄漏。這時，可以在小孔上栽一支截止波導(dǎo)管，用一個導(dǎo)光柱。如果由于美觀或其他因素，不能使用這種方法，可以采用將顯示器件與電路隔離開，對電路采取完善的屏蔽，而將顯示器件暴露出來。許多機(jī)箱采取這種方法，將顯示器件安裝在一塊裝飾用的塑料面板上。
2）較大的顯示器件：需要較大的窗口來顯示，這時可以有兩種方法。一種方法是在顯示窗處使用透明屏蔽材料，另一種方法類似于上面圖示方法，用隔離倉將顯示器件與其它電路隔離開，使內(nèi)部電路輻射的能量不會傳出機(jī)箱，外部的干擾不會侵入到內(nèi)部電路。
透明屏蔽材料：
有兩種，一種是金屬網(wǎng)夾在兩層玻璃之間構(gòu)成的，另一種是在玻璃上或透明塑料膜上鍍上一層很薄的導(dǎo)電層構(gòu)成的。前一種材料的優(yōu)點(diǎn)是屏蔽效能高，缺點(diǎn)是由于莫爾條紋造成的視覺不適。后一種材料正好相反。
透明屏蔽窗方法的特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：簡單，顯示器件會產(chǎn)生輻射或?qū)ν饨绺蓴_敏感時可以使用。
缺點(diǎn)：視覺效果差，當(dāng)設(shè)備內(nèi)部有磁場輻射源或磁場敏感電路時不適合；（透明屏蔽材料對磁場屏蔽效能很低甚至沒有），當(dāng)窗口較大時，成本較高。
隔離倉方法的特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：顯示器件的視覺效果幾乎不受影響，不會破壞機(jī)箱對磁場的屏蔽效能。
缺點(diǎn)：如果顯示器本身產(chǎn)生電磁輻射或?qū)ν饨绺蓴_敏感，這種方法不適合；顯示器件需要高頻工作電流時電磁時不適合。如果顯示器件會產(chǎn)生輻射，并且機(jī)箱內(nèi)有磁場輻射源，可以將兩個方法結(jié)合起來。
透明屏蔽材料安裝注意事項(xiàng):
首先，透明屏蔽材料與屏蔽機(jī)體之間必須實(shí)現(xiàn)良好搭接，減小縫隙的泄漏。使用導(dǎo)電涂覆層屏蔽材料時，導(dǎo)電層不能暴露在外面，防止擦傷。使用金屬絲網(wǎng)夾層的屏蔽材料時，如果出現(xiàn)條紋導(dǎo)致視覺不適，可以將金屬網(wǎng)旋轉(zhuǎn)一定角度（10~30o）,會有所改善。
隔離倉安裝注意事項(xiàng):
隔離倉與屏蔽機(jī)體之間必須使用性能良好電磁密封襯墊，所有導(dǎo)線經(jīng)過饋通濾波器穿出。
18.面板上的操作器件的處理
操作器件的特點(diǎn)就是必須暴露給操作員，如果直接將操作器件安裝在面板上不會構(gòu)成金屬物體穿過屏蔽體的情況，并且需要開的口子很小，則可以直接將操作器件安裝在面板上。這與較小的顯示器件的情況是相同的。如果操作器件直接安裝在面板上造成了泄漏，就需要采取隔離倉的方法，這與較大的顯示器件的處理方法相同。
面板上的鍵盤一般采取隔離的方法，這樣可以保持鍵盤的美觀、手感。但是，穿過面板的鍵盤信號線上的濾波器要選擇適當(dāng)。當(dāng)濾波器的截止頻率過低時，會造成按鍵誤碼和連鍵的現(xiàn)象。這是可以通過調(diào)整濾波器的截止頻率或鍵盤軟件來解決。
19.通風(fēng)口的處理
如前所述,孔洞的電磁泄漏與孔洞的最大尺寸有關(guān)，因此在屏蔽機(jī)箱的通風(fēng)孔設(shè)計(jì)上，往往采用與一個大孔相同開口面積的多個小孔構(gòu)成的孔陣代替一個大孔。這樣做的好處是：
1）提高孔的截止頻率，提高單個孔的屏蔽效能；
2）增加輻射源到孔的相對距離（與孔的尺寸相比），減小孔的泄漏（孔的泄漏與輻射源到孔的距離有關(guān)）；
3) 如果穿孔板有一定的厚度，可以增加截止波導(dǎo)的衰減作用。
當(dāng)屏蔽體的屏蔽效能要求不高，并且對通風(fēng)量的要求不高時，可以采用穿孔金屬板，穿孔金屬板的優(yōu)點(diǎn)是成本低。但屏蔽效能與通風(fēng)量之間的矛盾突出。
如果對屏蔽效能和通風(fēng)量的要求都較高可以使用截止波導(dǎo)通風(fēng)板。這種通風(fēng)板由許多六角形截止波導(dǎo)管構(gòu)成，由于截止波導(dǎo)管的屏蔽效能較高，，并且每個波導(dǎo)管的壁厚很薄，因此這種通風(fēng)板兼有良好的通風(fēng)特性和電磁屏蔽特性。使用截止波導(dǎo)板時，同樣要注意與機(jī)箱機(jī)體之間的搭接，一般是用焊接或電磁密封襯墊連接。
20.線路板的局部屏蔽
對線路板上的強(qiáng)輻射電路或高度敏感電路需要采取局部屏蔽。線路板上局部的屏蔽方法是：利用線路上的一層表面的銅箔作屏蔽盒的一個面，在這個面上安裝一個五面體的金屬盒，五面體金屬盒以很密（1厘米以下）的間隔與作為另一個面的銅箔連接起來，構(gòu)成一個完整的六面體的金屬盒。
線路板局部屏蔽能否成功的一個關(guān)鍵因素是，屏蔽界面的選擇是否合理。因?yàn)樗写┻^屏蔽體的導(dǎo)線都需要濾波，因此選擇屏蔽界面的主要原則有兩個:
1)穿過屏蔽界面的導(dǎo)線數(shù)量最少
2)所有穿過屏蔽界面的導(dǎo)線可以采取有效的濾波。
線路板上的導(dǎo)線濾波可以采取貼片電容，安裝在導(dǎo)線穿過屏蔽體的界面上，如果為了防止屏蔽盒內(nèi)的干擾出來，濾波電容安裝在內(nèi)側(cè)，如果為了防止外界干擾進(jìn)到盒子里面，濾波電容安裝在盒子外側(cè)。
三端貼片電容是最適合這種應(yīng)用的器件。三端貼片電容的原理類似于穿心電容。但是由于與地板之間不是360度連接，因此高頻效果不如穿心電容。
21.屏蔽膠帶的作用和使用方法
屏蔽膠帶是在銅箔、鋁箔、或?qū)щ姴几采蠈?dǎo)電膠構(gòu)成的膠帶，他的作用是將兩塊不同的金屬部件導(dǎo)電連通起來 其工作原理是通過導(dǎo)電膠帶中的金屬顆粒與構(gòu)成膠帶的金屬材料連接起來，從而構(gòu)成了一個完整地導(dǎo)電體。
由于金屬顆粒在正常情況下是埋在壓敏膠中的，因此導(dǎo)電膠是不導(dǎo)電的。使用時，要用力碾壓，使金屬顆粒穿過膠層，才能與金屬部件導(dǎo)電接觸。這是使用時必須注意的。另外，在驗(yàn)證一種導(dǎo)電膠帶質(zhì)量好壞時，也不能直接測量導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性，而要用導(dǎo)電膠帶將兩塊金屬連接起來，然后測量兩塊金屬之間的導(dǎo)電性，電阻越小越好。
屏蔽膠帶用于屏蔽體孔縫泄漏補(bǔ)救，屏蔽電纜屏蔽層的端接等場合。
----版權(quán)所有 (莫克屏蔽--電磁屏蔽機(jī)房建設(shè)方案專家)轉(zhuǎn)載請注明出處。
電話：0519-68780526
傳真：0519-68780536
手機(jī)：13776839728
郵箱：1107298628@qq.com
地址：常州市新北區(qū)通江中路600號