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浅谈影响导电橡胶EMI垫圈屏蔽效能的综合因素

嘉峪检测网        2023-12-04 09:06

导电橡胶是一种常用的屏蔽应用材料,通常由金属或半导体导电颗粒填充橡胶基质制成。以导电橡胶为原材料制成的弹性EMI屏蔽垫圈,不仅具有良好的屏蔽效果,一般还具有水汽密封的功能。作为屏蔽应用来讲,屏蔽效能值一定是关键参数之一。那么,这个关键的屏蔽效能值,到底是由哪些因素决定的呢?这就是本文接下来要展开讨论的话题。
 
首先,要澄清一个很流行的误解,就是导电橡胶材料的导电性能,即体积电阻率,能够直接推断EMI垫圈的屏蔽效能高低。这个说法,不能说完全没有道理,但是这个判断方法过于片面,不够准确。虽然,材料的体积电阻率与垫圈的屏蔽效能之间,的确是呈反向相关。但是,决定一个EMI垫圈的屏蔽效能因素却有很多。这种综合因素最终导致的结果,可能使得体积电阻率判断屏蔽效能的方法,完全失效。实际的例子是,采用Parker Chomerics(派克固美丽)的CHO-SEAL 6503型(体积电阻率0.25Ω·cm)导电橡胶制成的垫圈,与CHO-SEAL 1298型(体积电阻率0.012Ω·cm)制成的垫圈相比较, 在2GHz相同条件下,实测的屏蔽效能值,CHO-SEAL 6503型为116dB,而1298型只有95dB。也就是说,体积电阻率高出20倍的材料制成的EMI垫圈,实测屏蔽效能居然会更高!可见综合因素对于屏蔽性能的决定性影响。
 
接下来,简单介绍一下,有哪些综合因素会对屏蔽效能产生影响。主要有垫圈本身因素和配合结构因素,这两部分。
 
垫圈因素:
 
• 导电颗粒的形态,即尺寸和形状,体积电阻率相同的情况下,大而粗的颗粒更易咬穿涂层,形成良好的电接触效果
 
• 导电颗粒以及镀层的元素成分,这个实际上就是通过元素的导电性能进行判断,纯银填料显然最佳,半导体就相对较差
 
• 颗粒镀层厚度,这一点要看是什么材质镀层,纯银镀层当然厚一点更好,如果是镀镍的话,太厚可能会降低屏蔽效能
 
• 导电填料百分比和配方,导电填料的含量会直接影响屏蔽性能,而且还要考虑配方中是否有其他可能造成影响的材料
 
• EMI垫圈的体积电阻率,这个之前已经详细讨论过,体积电阻率与屏蔽效能呈反向相关
 
• EMI垫圈的表面导电性,导电材料的趋肤特性在这里也同样适用,这也是为什么会经常采用镀银颗粒替代纯银颗粒的原因
 
• EMI垫圈的几何结构和接触面积,结构要尽量稳定连续,并且保证垫圈与基板的良好接触性,这是结构设计上要考虑的问题
 
• 垫圈压缩量要尽量在推荐的范围内,压缩量太小,可能导致屏蔽效果不佳,压缩量太大,可能导致永久变形的失效现象
 
配合结构因素:
 
• 金属基板的材质,尽量选择相似材质的导电橡胶,不仅能提高导电性能,还能减少电偶腐蚀现象
 
• 涂层或电镀面材质,同样建议选择相似材质,能够提高表面电流兼容性
 
• 如果使用垫圈安装槽,其材质、涂层和电镀面的要求与基板要求相同
 
• 辅助金属件的材质要求同上,而且要保证良好的接触效果
 
• 结构中的紧固件数量和分布位置,设计上要考虑垫圈的结构连续性,并且不能对垫圈造成太大的应力影响
 
 

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