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                未来,5G发展需要什么样的“电磁屏蔽吸波材料”?

                日期:2020-11-10 标签:2013 来源:铂科

                5G作为新基建的主力军,带来的市场变化和经济效益,随便拎起来一点都可以谈个三天三夜。但在本文中我们就只针对一个问题进行,那就是高频高速的通信需求而带来的对电磁屏蔽的需求猛增问题。

                “快”是5G的象征标志,伴随着传输速度的提升高频设备内的零部件以及设备之间的干扰问题也会越来越严重,因此相关产品对电磁屏蔽的要求也越来越高。电子产品在设计阶段一般都会加入更多的电磁屏蔽器件,以解决产品间电磁相互干扰问题。

                另外,出于安全考虑,公众对于5G基站的建设往往存在“辐射”会不会影响到周围人群的心理担忧,尤其是对儿童的生理健康。因此在加大推进5G部署的同时,解决移动通信基站以及应用终端的电磁屏蔽工作也是极为重要的。根据BCC Research的预测,全球屏蔽材料市场规模将从2016年的60亿美元提高到2021年的78亿美元,复合增长率近6%。 

                一、电磁屏蔽机理 
                电磁屏蔽就是利用屏蔽体对电磁能流进行反射、衰减等作用使之不能进入到屏蔽区域。通常屏蔽材料对空间某点的屏蔽效果用屏蔽效能(SE)表 示。屏蔽材料的损耗方式通常分为3 种:吸收损耗、反射损耗和多重反射损耗。电磁屏蔽示意图如下图所示,其中A表示吸收因子,R表示反射因子, B表示多次反射损失。

                吸波材料-电磁屏蔽原理

                影响材料电磁屏蔽效能的因素包括材料的电导率、磁导率及厚度等。根据电磁屏蔽的机理,电磁屏蔽产品设计可以结合屏蔽的电磁波频段,采取高电导率或高磁导率的材料进行开发,根据不同@的应用场合和工艺来制作不同形态的电磁屏蔽材料。 

                表 电磁屏蔽材料类型

                二、常见的电磁屏蔽器件

                目前,在电子产品中被广泛应用的电磁@ 屏蔽器件主要包括导电塑料器件、导电硅胶、金属屏蔽器件、导电布衬垫、吸波器件等。 

                ①导电塑料器件主要采用导电填料(如金属纤维、金属化纤维、石墨等)与塑料基材如聚碳酸酯(PC)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)等填充复合而成,具有质量轻耐候性好环保并可回收再利用等特点,被广泛应用于IT、通讯器件、军工、航天航空等领域中的抗电磁干扰、射频干扰和静电释放。 

                ②导电硅胶是在硅胶基材中添加适量的金属粉末从而使得基材导电。导电硅胶的产品主要用于户外和水下设备既可作为EMI屏蔽也可以用作环境密封,又能够特别提供加强耐腐蚀和阻燃功能。 

                ③金属屏蔽器件适用于存在EMI/RFI或者ESD问题的广泛的电子设备中。其材料可以选用被铜、或不锈钢产品具有良好的弹性,因而具有极好的重复使用性。金属簧片能够适应多种特殊环境,同时能利用不同的镀层实现与其他接触表面的电化学兼容性。

                ④导电布衬垫是一种用于导电屏蔽作用的衬垫材料,通常采用聚氨酯或热塑性橡胶材料作为内层,外层包覆被金属化织物。 

                ⑤吸波器件采用硅胶、氯丁橡胶等材料为基材,纳米材料、平◢面六角铁氧体、非晶磁性纤维、颗粒膜等高性能吸收剂作为吸收介质,利用新型吸收原理——电磁共振及涡流损耗制备而成,产品具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收率高等特点。吸波器件主要用于屏蔽外界电磁波、提高雷达精准度、用于微波暗室进行测量、提高设备整体的电磁兼容性、防止电磁辐射或泄露等。 

                其他一些新机理的屏蔽材料也在探索之中,如发泡金属屏蔽材料↙、纳米屏蔽材料和本征导电高分子材料。综合来看,电磁屏蔽材料正向屏蔽效能更高、屏蔽频率更宽、综合性能更优良的方向发展,可预见5G时代电磁屏蔽器件工艺材料的持续升级将是确定性趋势。 








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