2屏蔽措施的采用 - EMI/EMC控制在“搖籃”中 可使電源設計事半功倍

　　2 屏蔽措施的采用

　　對設計工程師而言，采用屏蔽材料是一種有效降低EMI的方法。如今已有多種外殼屏蔽材料得到廣泛使用，從金屬罐、薄金屬片和箔帶到在導電織物或卷帶上噴射涂層及鍍層（如導電漆及鋅線噴涂等）。無論是金屬還是涂有導電層的塑料，一旦設計人員確定作為外殼材料之后，就可著手開始選擇襯墊。

　　2.1 金屬屏蔽效率

　　只有如金屬和鐵之類導磁率高的材料才能在極低頻率下達到較高屏蔽效率。這些材料的導磁率會隨著頻率增加而降低，另外如果初始磁場較強也會使導磁率降低，還有就是采用機械方法將屏蔽罩作成規(guī)定形狀同樣會降低導磁率。綜上所述，選擇用于屏蔽的高導磁性材料非常復雜，通常要向EMI屏蔽材料供貨商以及有關咨詢機構尋求解決方案。

　　在高頻電場下，采用薄層金屬作為外殼或內襯材料可達到良好的屏蔽效果，但條件是屏蔽必須連續(xù)，并將敏感部分完全遮蓋住，沒有缺口或縫隙。然而在實際中要制造一個無接縫及缺口的屏蔽罩是不可能的，由于屏蔽罩要分成多個部分進行制作，因此就會有縫隙需要接合，另外通常還得在屏蔽罩上打孔以便安裝與插卡或裝配組件的聯機。 設計屏蔽罩的困難在于制造過程中不可避免會產生孔隙，而且設備運行過程中還會需要用到這些孔隙。制造、面板聯機、通風口、外部監(jiān)測窗口以及面板安裝組件等都需要在屏蔽罩上打孔，從而大大降低了屏蔽性能。盡管溝槽和縫隙不可避免，但在屏蔽設計中對與電路工作頻率波長有關的溝槽長度作仔細考慮是很有好處的。

　　2.2屏蔽設計關鍵

　　設備一般都需要進行屏蔽，這是因為結構本身存在一些槽和縫隙。所需屏蔽可通過一些基本原則確定，但是理論與現實之間還是有差別。例如在計算某個頻率下襯墊的大小和間距時還必須考慮信號的強度，如同在一個設備中使用了多個處理器時的情形，表面處理及墊片設計是保持長期屏蔽以實現EMC性能的關鍵因素。

　　由于接縫會導致屏蔽罩導通率下降，因此屏蔽效率也會降低。要注意低于截止頻率的輻射其衰減只取決于縫隙的長度直徑比，例如長度直徑比為3時可獲得100 dB的衰減。在需要穿孔時，可利用厚屏蔽罩上面小孔的波導特性;另一種實現較高長度直徑比的方法是附加一個小型金屬屏蔽物，如一個大小合適的襯墊。上述原理及其在多縫情況下的推廣構成多孔屏蔽罩設計基礎。

　　多孔薄型屏蔽層：多孔的例子很多，比如薄金屬片上的通風孔等等，當各孔間距較近時設計上必須要仔細考慮，接縫和接點：電焊、銅焊或錫焊是薄片之間進行永久性固定的常用方式，接合部位金屬表面必須清理干凈，以使接合處能完全用導電的金屬填滿。不建議用螺釘或鉚釘進行固定，因為緊固件之間接合處的低阻接觸狀態(tài)不容易長久保持。

　　導電襯墊的作用是減少接縫或接合處的槽、孔或縫隙，使RF輻射不會散發(fā)出去。EMI襯墊是一種導電介質，用于填補屏蔽罩內的空隙并提供連續(xù)低阻抗接點。通常EMI襯墊可在兩個導體之間提供一種靈活的連接，使一個導體上的電流傳至另一導體。

　　封孔EMI襯墊的選用必須考慮一些變量，包括：特定頻率范圍的屏蔽效率、安裝方法和密封強度、與外罩電流兼容性以及對外部環(huán)境的抗腐蝕能力、工作溫度范圍、成本，多數商用襯墊都具有足夠的屏蔽性能以使設備滿足EMC標準，關鍵是在屏蔽罩內正確地對墊片進行設計。

　　2.3 屏蔽材料的選擇

　　目前可用的屏蔽和襯墊產品非常多，包括鈹一銅接頭、金屬網線、嵌入橡膠中的金屬網和定向線、導電橡膠以及具有金屬鍍層的聚氨酯泡沫襯墊等。大多數屏蔽材料制造商都可提供各種襯墊能達到的SE估計值，但要記住SE是個相對數值，還取決于孔隙、襯墊尺寸、襯墊壓縮比以及材料成分等。襯墊有多種形狀，可用于各種特定應用，包括有磨損、滑動以及帶鉸鏈的場合。目前許多襯墊帶有粘膠或在襯墊上面就有固定裝置，如擠壓插入、管腳插入或倒鉤裝置等。

　　各類襯墊中，涂層泡沫襯墊是最新也是市面上用途最廣的產品之一。這類襯墊可做成多種形狀，厚度大于0.5 mm，也可減少厚度以滿足UL燃燒及環(huán)境密封標準。還有另一種新型襯墊即環(huán)境/EMI混合襯墊，有了它就可以無需再使用單獨的密封材料，從而降低屏蔽罩成本和復雜程度。這些襯墊的外部覆層對紫外線穩(wěn)定，可防潮、防風 、防清洗溶劑，內部涂層則進行金屬化處理并具有較高導電性。最近的另外一項革新是在EMI襯墊上裝了一個塑料夾，同傳統(tǒng)壓制型金屬襯墊相比，它的重量較輕，裝配時間短，而且成本更低，因此更具市場吸引力。