EMC电磁屏蔽材料设计者指南

和吸附气体等电镀涂层所附有的物质，一个０.６２５微米的极薄的镀覆可以提供约８０dＢ屏蔽效能。铜可以在很宽频率范围内提供６５至１２０dＢ屏蔽效能。而这种处理为保证可重复性和均匀的屏蔽效果提供了可能性，而且，大量生产时重要的是如何合理地降低成本，但这种处理方法的成本是镍导电漆系列用于少量未镀件时所无法比拟的。

表２－１给出铜和镍在３０ＭＨｚ～１ＧＨｚ频率范围内屏蔽效能的数据。 虽然许多聚合物的类型和等级能用这种方法进行化学镀，但早期估计化学反应是很重要的。在早期，化学镀专家应当和设备设计者以及模压工紧密结合，以便在设计被确定以后，能获得最好的结果。塑料部件的几何形状和模压的质量是化学镀模具设计的重要依据；模压质量是处理时排除空气和化学杂质的保证。

表２－１化学镀屏蔽效能测试数据

屏蔽效能（dB） 化学镀层厚度（μm） 双侧或单侧 ASTM ESU-83传输线 频率（MHz） 镍铜 30 A 0.375 - B 0.625 - C - 0.375 D - 0.625 E 0.375 0.625 F 0.750 1.250 G 0.375 0.625 (56天湿度） H 0.375 0.625 (56天干燥) 动态范围（DR） 100 39 52 70 78 76 61 80 80 95 300 39 56 71 81 82 58 87 89 91 1000 51 71 77 ＞DR ＞DR 62 ＞DR 88 91 2 2 2 2 2 1 2 2 40 51 66 71 70 62 72 71 98 这种处理的优点是：

·对于所选金属给定的重量，实芯全金属箔能提供最佳的导电性／屏蔽。铜箔可

在很宽的频率范围内提供屏蔽；

·所提供的电镀液能自由流动并湿润元件表面，使涂层均匀，可在全部镀层表面得到恒定的屏蔽衰减；

·它能简单快速的用于复杂的、大型或小型的部件，特别适用于大体积部件； ·与基体有极好的胶粘性，保证不会破碎或剥落。 （３）火焰喷涂

金属电弧喷涂，通常用来镀锌，已是很流行的方法，特别是在商用方面。它比导电漆和箔屏蔽更有效。厚度为６０μm时，具有５５～６５dＢ的屏蔽效能，对于更厚的度层将有更大的衰减。然而，它的应用会受到环境的侵蚀，涂层的均匀性不定期取决于操作者的技巧，而且由于涂层相当薄、韧性低，使塑料变得很容易损坏。 此项技术涉及在两条金属导线之间产生电弧，将金属汽化后，利用空气吹在塑料基体上。当熔融金属的粒子撞击塑料表面时，它们展平和冷却后，形成连续的金属薄膜。锌是常用的金属，用于ＲＦＩ／ＥＭＩ屏蔽目的，由专门的子承包工厂用专用设备进行。

虽然这项技术是最早的屏蔽方法之一，便它的应用受到粘着性和温度这两个内部相关的因素的限制。锌与塑料的连接纯粹是一种由金属粒子撞击所引起的机械连接。如果电弧枪离塑料部件太远，金属粒子就没有足够的能量保证适当的粘着性；然而，枪如果离塑料部件太近，金属冷却时的热耗散，将足以使塑料变形。 在面对枪的一侧，锌涂覆的薄膜相当厚，对于大部分应用都能提供有用的屏蔽效能和低电阻率，见图２.６。

值得注意的是，如果机壳内侧被设计得更容易进行电弧喷涂，例如没有尖角、在肋之间有适当空间，并消除裂缝深度，将降低成本，并保证使用寿命。７５～１２

０ＲＭＳ锌镀层能用适当的维护设备始终如一地获得，而且表面呈现银灰色金属镀层，并当破碎时还留下金属光泽。当附加耐磨垫圈时，在磨擦表面得到一个类似的表面。紧配合时，相邻部分装配和拆卸时，互相摩擦的任意区域，每次都将产生新的、高导电率的接触。

锌是除银以外，在塑料上获得商用屏蔽涂层，最常用的导体之一。例如，电弧喷锌的电阻率仅为镍的几分之一。在许多情况下，适当的屏蔽能产生３０～４０dＢ衰减。如果采用电弧喷锌，这是很容易做到的，它提供的衰减范围可达５５～９０dB，装入喷枪的锌为９９.９９％纯度。而喷涂的结果，金属与任何粘结料或其它运载物无关。锌镀层具有韧性和抗腐蚀性质，其表面电阻率的典型为０.０２Ω／□，衰减可达９０dＢ。 （４）真空金属化

真空金属化将提纯的金属沉积在塑料部件上，其主要优点是美观和显著的屏蔽性质。所用的金属为铝（最常用），锌、铜、钢、镍和银。涂层为０.０５～１０μm厚，且相当均匀。

尼龙，聚芳基化物，聚酯很适合进行这种处理，而丙烯睛——丁二烯——苯乙烯三元共聚物，聚苯乙烯和聚碳酸酯也能被金属化。然而，粘接性和耐久性却不如其它技术。许多材料，特别是聚芳基化物，需要在镀覆之前先做基础涂层。还有许多材料需要一个外部涂层作打底和抗紫外线。真空金属化小室的费用较贵，其尺寸大小将限制需要镀覆的部件的数量。而且保证平滑的金属涂层所用的夹具也将占用小室的空间。

当希望良好的装饰漆能在低频范围同时得到良好的屏蔽性能时，夹具的初始成本将很高，不锈钢的铜夹芯涂层是常用的组合，能给出上至７０dＢ抗扰度，并具有抗腐蚀性。

通常，真空镀覆的涂层是均匀的，不影响塑料的冲击强度，也不影响其内部公差。这种处理能提供涂层的最佳选择，能屏蔽某些产品的重要区域而堵塞穿孔。 这种处理能用于聚光灯反射器，特种封装，底部封装和镜面，与用于ＲＦＩ／ＥＭＩ屏蔽目的相比，更适宜于用于这个目的。 涂层的代用技术

本节介绍屏蔽塑料基底的另外两种方法，一种是在模压元件系列上附加导电性

质；另一种方法是应用导电金属箔。 （１）导电填充塑料

近几年来，为发展导电填充物作出了许多尝试和努力，这种导电填充物将在不损伤塑料的机械性质的情况下提供屏蔽性能。为了具有竞争力，所使用的材料必须比前述导电涂层技术中所用的材料价格低廉，并能提供ＲＦＩ／ＥＭＩ防护。 导电聚合物模压元件能提供物理性能坚固的机壳，它能使设备受到冲击时得到防护，而且当受到磨损或物理损伤时，不致象喷涂涂层那样，会使ＲＦＩ／ＥＭＩ屏蔽受到损害。设备制造者也因导电涂层不必抛光而从降低成本中得到好处。 不同材料被用作塑料中的导电填充物，包括铝粉和纤维、石墨、不锈钢、镍粉和涂银玻璃珠。影响选择填充物材料的三个因素是： ·成本；

·要求导电填充物所占百分数。高面分数填充物不仅增加设备的磨损，还影响模压件的表面光洁度和物理性能；

·纤维将按照处理时的熔液流动方向排列，而使角形和截面变化区域的屏蔽不均匀性增加，同时不定期引起机械强度的损失。

粉末金属已被证明具有某些优点，它能通过粉末与聚合物树脂的连接，改进模压件的机械性能。铝粉可使树脂基材的热传导增加，可用来改进导热性，而不锈钢纤维只需填充５％，就可获得良好的导电性，但铝粉通常则需要填充３０～４０％。低填充不锈钢纤维可以将模压件所处理材料的设计改为未加压材料所期望的压缩的设计。

有些应用填充树脂系列模压件的用户，报告说不仅应考虑设备磨损问题——当考虑复杂模压设备结构形式的塑料部件的巨额费用这一主要因素时所需要考虑的问题——之外，还应考虑到在有些模压件中存在导电颗粒的不均匀漂移问题。特别是拐角区域和截面急剧改变的地方，以及几乎找不到任何颗粒的恶劣情况。如果需要采用此项技术，在机壳设计时需要特别仔细，尤其要注意截面的任何一个突变。在设计模具时，如缺乏周密的考虑，就会出现无法使用的模压制品。而在制冷设备中，此类填充物能不太昂贵地提供有用的导热性质，此项技术已成功地应用在与ＥＭＣ目的相反的静电控制中。 （２）胶箔和胶带