电子产品中的电磁屏蔽技术

赵宗哲

摘要：电子产品已经深入应用到千家万户的日常生活当中，而随着电子产品的繁杂多样，电子产品之间的电磁互扰现象日益突出，如：磁卡的消磁现象，收音机信号的干扰等。在日常生活中也尤为突出。因此，在电子产品设计中，电磁屏蔽技术的应用也日益紧迫和重要。

【关键词】电磁屏蔽 屏蔽材料 屏蔽原则

作为电磁常识，有电就有磁，有磁则有电，两者是具有伴随性质的。而电磁屏蔽技术同样也就涉及了电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁波屏蔽三种展开，而屏蔽的目的只有两种：

（1）限制电磁场向外辐射，不干扰其他电子产品的正常工作；

（2）抵御外部电磁场对自身的干扰，防止自身由于电磁干扰而功能紊乱。

电磁屏蔽離不开屏蔽体，屏蔽体主要是对来自电子元器件、电路、导线、系统等的电磁干扰进行能量吸收、反射和抵消的一种材料或介质。影响屏蔽体屏蔽效果的有两个因素：

（1）整个屏蔽体表面是连续导电的；

（2）不能有直接贯穿屏蔽体的导体。

1 屏蔽体的选择

屏蔽方式及屏蔽材料的选择则需要按照屏蔽原理和屏蔽效能分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁波屏蔽。其不同类型的干扰“场”选择的屏蔽体也不一样，屏蔽方法和要求也不同。下面针对各种“场”的屏蔽提选择做出解释：

1.1 电场屏蔽

此种情况主要是屏蔽由于元器件间或设备见得电容耦合而产生的干扰，通过减小分布电容来减小静电荷的凝聚，从而提高屏蔽效果。针对此种干扰宜选用电的良导体做屏蔽体，用料厚度无要求，只需要满足机械强度即可，但屏蔽体最好的结构形态为全封闭式。当然，实际工作中的特殊应用场景不允许进行全封闭设计，有走线孔或贴合缝的存在，遇到此类工作应尽可能小地开孔、留缝，也可以在孔、缝处加上滤波处理或填充屏蔽材料的处理工艺，以减小电场干扰的路径。屏蔽体最好选择直接接地。

1.2 磁场屏蔽

此种情况主要是屏蔽由于磁场耦合而产生的对设备的干扰。主要利用高导磁率材料对磁能进行吸收或反射，从而使被屏蔽体不受磁场的干扰影响。针对此种干扰，可以选用具有一定厚度的良导体材料做屏蔽体。磁场屏蔽又有低频和射频之分，低频磁信号主要利用有一定厚度的导磁率高的材料吸收干扰信号，但导磁率高的材料通常导电性能差，这样就无法发射磁干扰。因此，在高导磁率材料的表面加涂一层高导电涂层用于反射磁干扰。一般选还用铁、硅钢片制作屏蔽体，其结构一般采用筒状、柱状等设计结构，同时，最好直接接地以防止电场感应。

1.3电磁波屏蔽

此种情况主要消除电磁波信号干扰而产生的影响。主要利用具有一定厚度的良导体制作，以抑制其磁场分布。在高频情况下，厚度要易于满足要求，是电磁波透入的深度达到最小。一般由铝、银、钢等材料制作。主要作用是吸收、反射电磁波，阻止其在空间内传播，从而抑制干扰信号对设备的影响。其结构一般采用板状、筒状、柱状等设计结构。

2 屏蔽体的完整性设计

现实工作中，一个电子产品不可能完全与外界隔绝。因此，实际的屏蔽体是一个不完整的结构，为保证屏蔽效果则需要尽量减小过线孔、通风孔、板缝等。由于电缆线走线出入引起的穿透使屏蔽效能下降可以采用滤波的方法加以抑制。

孔缝对屏蔽效果的影响力：

（1）由于缝隙影响屏蔽体的连续导电性，使其不能成为一个电等为体，表面的感应电荷不能从接地线漏走；

（2）在低频磁场干扰中，由于孔缝增加了沿磁力方向的磁阻，降低了屏蔽体对磁场的分流作用；

（3）在高频磁场和电磁波的良导体屏蔽中，孔缝也抑制屏蔽体感应涡流，使磁场和电磁波穿过孔缝进入屏蔽体内，影响屏蔽效果。

因此，在实际工作中应当注意孔缝的形式及方向，尽量减少对屏蔽体屏蔽性能的影响。使干扰信号能在屏蔽体中均匀分布，保证消除干扰的影响。电磁波通过孔缝取决于尺寸大小，当孔缝尺寸大于电磁波波长的1/20时，电磁波就可以穿过屏蔽体，当大于波长的一半时，就可以毫无衰减地穿过。因此，要尽量减小孔缝尺寸，做到小于电磁波波长的1/20为最佳。

3 常见的屏蔽材料

金属丝网：用金属丝绕制而成的屏蔽材料；

簧片：用片状金属成型制作的屏蔽材料，一般为C型、锯齿形；

波导通风板：蜂窝状得通风板，利用截止波导原理实现屏蔽的一种屏蔽材料；

屏蔽玻璃：内层填附一层金属丝网的玻璃。

导电橡胶：在橡胶中加入金属颗粒、金属丝或粉末的屏蔽材料；

导电布：填充金属颗粒和粉末的纤维制层的屏蔽材料；

屏蔽体的应用：

屏蔽体在实际运用中一般是多层屏蔽和薄膜屏蔽技术两种使用方法。

多层屏蔽技术对电场和磁场的干扰信号都有较好的防护，适用于以反射为主的屏蔽场合。屏蔽体的层次排布可以形成多次反射，比单层屏蔽产生的效果更好。使用时，不同层次的屏蔽体之间应当用非导电介质隔开，切不可有电气上的练接。不同层次的屏蔽体也要选择不同材料制作，靠近磁场内干扰源的屏蔽层宜采用高导电率的材料制作，提供良好的电场屏蔽，消弱部分磁场强度，使第二层不至于发生磁饱和现象。远离干扰源的屏蔽层采用高导磁率材料制作，以消除磁场影响。多层次屏蔽体共同作用达到最佳的屏蔽效果。

薄膜屏蔽经常应用的是薄金属涂层或粘贴金属箔的方式。在产品的布局中有上下结构或左右结构的隔板上，可以在隔板上进行屏蔽材料的喷涂处理，这样既不影响原有结构外观，又能做屏蔽干扰之用。

4 综述

电子产品的电磁干扰设计要从屏蔽、接地、其他抑制干扰方法3个方面开展，干扰源的性质确定尤为重要、干扰源的频率、强度等都是屏蔽技术中首先需要明确的，只有从设计、结构、工艺方面密切合作，从电磁干扰发生的源头分析来解决干扰问题，从而实现电子产品的电磁屏蔽。

参考文献

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