中心議題：

• RF屏蔽選擇過程中需要考慮的十個重要的因素
• RF屏蔽關鍵因素的討論

解決方案：

• 必須將RF頻率、距離和諧波考慮在內
• 導電橡膠（ECE）是唯一的能夠兼顧RF屏蔽和環境密封的產品
• 壓縮範圍和相關的壓縮裝置也是必須考慮的因素

電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)領(ling)域(yu)的(de)持(chi)續(xu)快(kuai)速(su)進(jin)步(bu)促(cu)使(shi)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，功(gong)耗(hao)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)
，頻(pin)率(lv)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。隨(sui)著(zhe)消(xiao)費(fei)者(zhe)對(dui)具(ju)備(bei)更(geng)多(duo)功(gong)能(neng)和(he)更(geng)快(kuai)速(su)度(du)的(de)先(xian)進(jin)產(chan)品(pin)的(de)需(xu)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)
，工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)工(gong)作(zuo)的(de)創(chuang)新(xin)才(cai)能(neng)滿(man)足(zu)市(shi)場(chang)的(de)需(xu)求(qiu)。在(zai)我(wo)們(men)對(dui)諸(zhu)如(ru)計(ji)算(suan)機(ji)、數碼相機、手持視頻遊戲機、RFID係統、激光播放器以及其他不計其數的消費和商業設備進行改造升級的時候，必須權衡許多因素，例如：頻率的提高
、體積的減小、散熱和環境問題等等。

各種新的電磁幹擾（EMI）屏蔽產品性能的穩步提升使得各生產廠家具備了生產下一代電子設備所需的工具。例如
，當前可用的最新EMI屏蔽產品就有助於生產廠家降低成本
、減少損耗、促進空氣流通、在更狹小的空間中進行設備安裝。若幹年來，常用的屏蔽產品經曆了多次顯著的改進。和先進的EMI屏蔽產品設計一樣，新材料的發展
、使用及其特性的提高對電子領域所取得的一些重大進步也起到了很大的幫助作用。

本文將針對明智選擇屏蔽材料所需要的一些信息進行討論，它們將會使得整個選擇過程更加清楚
、更geng加jia簡jian單dan。考kao慮lv到dao某mou種zhong襯chen墊dian一yi旦dan被bei確que定ding采cai用yong
，就jiu很hen容rong易yi通tong過guo其qi生sheng產chan廠chang家jia來lai獲huo取qu該gai襯chen墊dian的de詳xiang細xi信xin息xi
，因yin此ci針zhen對dui那na些xie具ju體ti襯chen墊dian的de詳xiang細xi介jie紹shao就jiu不bu在zai本ben文wen的de介jie紹shao範fan圍wei之zhi內nei了le。相xiang反fan



，本ben文wen會hui將jiang重zhong點dian集ji中zhong在zai一yi些xie關guan鍵jian步bu驟zhou和he考kao慮lv因yin素su上shang
，它ta們men將jiang有you助zhu於yu設she計ji工gong程cheng師shi對dui屏ping蔽bi材cai料liao進jin行xing初chu步bu的de選xuan擇ze。注意，這些考慮因素並沒有任何明確的先後次序。在某些情況下，和其他的一些並不重要的因素相比，最重要的那一項甚至還可能會出現在次序列表中很末尾的地方。

RF屏蔽選擇過程中需要考慮的十個重要的因素

工作頻率：這是一個非常關鍵的因素，設計者必須將RF頻率、距離和諧波考慮在內。

衰減特性：該因素會受到屏蔽體的安裝和固定、周邊材料的電導率、屏蔽襯墊的物理配合的影響。

材料的兼容性/腐蝕：襯墊所在的導電表麵的金屬材料與所選擇屏蔽襯墊的材料之間良好的兼容性是非常重要的。

環境密封：導電橡膠（ECE）是唯一的能夠兼顧RF屏蔽和環境密封的產品。

受壓載荷或受力：屏蔽襯墊在受壓情況下會出現變形並導致性能的劣化。為此必需對尺寸
、厚度
、形狀和材料做適當的選擇。

緊固/固定方法：可用於屏蔽產品固定的方法有很多
，其中就包括壓敏膠（PSA）固定
、夾形固定
、槽縫固定、鉚釘固定、焊接、熔接、模切輪廓
、咬合以及其他。

核
、生物或者化學危險：顯然，這些都是在軍事應用中需要考慮的重要因素。不僅如此，在製藥或者食品行業設備中，在其他任何與劇烈衝刷、化學處理應用相關的情形下，也都需要考慮這些因素。

壓縮：為了保證產品的有效性能和襯墊的壽命

，壓縮範圍和相關的壓縮裝置也是必須考慮的因素。

體積/重量因素：在設計便攜、手持或者宇航設備時，該因素會顯得尤其重要。

再生性：廠家生產的產品必須滿足環境方麵的一些要求
，例如：目前歐盟的RoHS以及其他的一些廠家必須遵循的規範。

關鍵因素的討論

盡管下麵的討論並不適用於每一種情況，但是一旦適用就會非常重要。

腐蝕

盡管電蝕的重要性已經受到了相當的關注，但它還是一個至關重要的考慮因素，其重要價值也值得我們來進行反複強調。RF屏(ping)蔽(bi)襯(chen)墊(dian)的(de)腐(fu)蝕(shi)是(shi)造(zao)成(cheng)相(xiang)關(guan)故(gu)障(zhang)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。電(dian)子(zi)設(she)備(bei)和(he)係(xi)統(tong)之(zhi)所(suo)以(yi)將(jiang)腐(fu)蝕(shi)視(shi)為(wei)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)因(yin)為(wei)電(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)中(zhong)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)

，鹽(yan)。這(zhe)些(xie)鹽(yan)可(ke)能(neng)作(zuo)為(wei)絕(jue)緣(yuan)體(ti)起(qi)作(zuo)用(yong)，屏(ping)蔽(bi)效(xiao)果(guo)會(hui)因(yin)此(ci)而(er)劣(lie)化(hua)；另外，這些鹽業也有可能作為半導體起作用，即通過信號的非線性混合會產生一些無用的RF信號，即所謂的“鏽螺釘問題”。

影響腐蝕的三個主要因素分別是暴露表麵的麵積、材料的不同和電解液的存在（濕氣就是最常見的電解液）。對模壓或者成型的固體金屬襯墊而言，其表麵積是最小的；而er且qie其qi表biao麵mian沒mei有you孔kong洞dong，因yin此ci濕shi氣qi會hui被bei密mi封feng在zai襯chen墊dian之zhi外wai。另ling外wai，通tong常chang的de金jin屬shu也ye沒mei有you吸xi濕shi性xing。上shang述shu這zhe些xie特te性xing會hui削xue弱ruo但dan不bu可ke能neng完wan全quan消xiao除chu腐fu蝕shi。相xiang對dui而er言yan
，金jin屬shu絲si網wang襯chen墊dian的de表biao麵mian積ji會hui更geng大da
，因yin此ci其qi抗kang腐fu蝕shi的de能neng力li也ye不bu如ru固gu體ti金jin屬shu製zhi成cheng的de指zhi形xing簧huang片pian。另ling外wai，不bu論lun是shi哪na一yi種zhong襯chen墊dian，都dou很hen容rong易yi通tong過guo電dian鍍du其qi它ta金jin屬shu來lai將jiang電dian蝕shi的de程cheng度du降jiang到dao最zui低di。
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目前
，大家比較接受的電化學兼容性規範是MIL-STD-1250。簡而言之
，該標準不允許電耦對的電偶電位超過0.25伏。在環境可控的情況下
，大多數商業應用允許電耦對的電偶電位升高到0.5到0.6伏。由銀和鋁構成的電偶對作為最差的電偶對之一，其電耦電位會高達0.85伏。在這種電偶對的具體應用中所產生的很高的接觸電壓會導致更多的金屬參加電化學反應。為防止該問題的出現，需要在襯墊材料或（和）其對應的表麵電鍍一層與其兼容的材料。

滑動接觸表麵

屏蔽產品中的彈簧型固體金屬平麵產品既能夠通過切向力、也ye可ke以yi通tong過guo直zhi接jie壓ya縮suo的de方fang法fa來lai進jin行xing使shi用yong。在zai利li用yong切qie向xiang力li的de具ju體ti應ying用yong中zhong，可ke以yi通tong過guo槽cao縫feng的de設she計ji使shi得de固gu體ti金jin屬shu襯chen墊dian所suo受shou到dao的de壓ya力li和he對dui應ying腔qiang體ti的de表biao麵mian平ping行xing。刀dao邊bian就jiu是shi這zhe種zhong槽cao縫feng設she計ji的de一yi個ge實shi例li。該gai應ying用yong最zui直zhi接jie的de優you勢shi就jiu是shi受shou力li與yu表biao麵mian平ping行xing，因yin此ci無wu需xu若ruo幹gan均jun勻yun分fen布bu的de緊jin固gu扣kou件jian來lai保bao持chi對dui襯chen墊dian的de壓ya力li。在zai任ren何he存cun在zai指zhi形xing簧huang片pian結jie構gou的de情qing況kuang下xia，屏ping蔽bi體ti和he襯chen墊dian表biao麵mian之zhi間jian有you相xiang對dui的de滑hua動dong，因yin此ci總zong會hui有you剪jian切qie力li存cun在zai。另ling外wai，既ji然ran鈹pi銅tong表biao麵mian相xiang對dui於yu氧yang化hua層ceng和he（或者）腐蝕層而言要堅硬的多，那麼襯墊和對應的表麵就會形成一個自清潔的接觸。

在(zai)利(li)用(yong)切(qie)向(xiang)力(li)的(de)具(ju)體(ti)應(ying)用(yong)中(zhong)是(shi)無(wu)法(fa)使(shi)用(yong)金(jin)屬(shu)絲(si)網(wang)和(he)導(dao)電(dian)橡(xiang)膠(jiao)的(de)，它(ta)們(men)隻(zhi)能(neng)被(bei)用(yong)來(lai)進(jin)行(xing)直(zhi)接(jie)壓(ya)縮(suo)。當(dang)它(ta)們(men)被(bei)壓(ya)縮(suo)的(de)時(shi)候(hou)
，既(ji)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)切(qie)向(xiang)力(li)也(ye)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)滑(hua)動(dong)，因(yin)此(ci)它(ta)並(bing)不(bu)是(shi)自(zi)清(qing)潔(jie)的(de)。在(zai)壓(ya)力(li)很(hen)大(da)的(de)接(jie)觸(chu)點(dian)上(shang)，金(jin)屬(shu)絲(si)網(wang)和(he)橡(xiang)膠(jiao)襯(chen)墊(dian)會(hui)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)氣(qi)密(mi)的(de)區(qu)域(yu)
；此ci時shi，雖sui然ran可ke能neng有you腐fu蝕shi會hui發fa展zhan到dao接jie近jin該gai接jie觸chu區qu域yu的de地di方fang，但dan氣qi密mi性xing區qu域yu會hui阻zu止zhi腐fu蝕shi直zhi接jie出chu現xian在zai正zheng對dui接jie觸chu麵mian下xia方fang的de區qu域yu。另ling外wai，隻zhi要yao襯chen墊dian結jie合he處chu不bu發fa生sheng變bian化hua就jiu能neng夠gou保bao持chi很hen高gao的de屏ping蔽bi效xiao能neng。但dan是shi，如ru果guo襯chen墊dian對dui應ying的de表biao麵mian被bei移yi動dong，而er此ci時shi的de襯chen墊dian通tong常chang不bu會hui按an照zhao其qi對dui應ying的de表biao麵mian來lai重zhong新xin排pai列lie其qi無wu腐fu蝕shi接jie觸chu點dian，因yin此ci其qi屏ping蔽bi效xiao能neng會hui出chu現xian下xia降jiang。

導電織物包裹泡沫（FOF）所形成的襯墊在應用中也可以利用切向力。試驗表明：隻要在其設計範圍內使用，FOF襯墊雖然經過數萬次擦拭，但其性能幾乎和新的完全一樣。另外，盡管FOF襯墊沒有固體金屬襯墊堅硬
，其產生的壓力也不如固體金屬襯墊大
，但它在擦拭應用中也是自清潔的，這一點和固體金屬襯墊相似。

利用切向力和直接壓縮的對比

dangchendiantongguozhijieyasuozhuangzhibeianzhuangzaiyigepinggaixingzhuangdemianbanxiafangshi，weibaozhengxiangtipingbideyouxiaoxing，bixumeigeshidangdejulijiushiyongluosihuozhejiajulaijinxingyasuoguding。gudingqijianzhijianjiangejulidedaxiaoqujueyugaibancailiaodeyingduhechendiancailiaoyasuoshideshouli。ruguochendiancailiaosuochengshoudeyaliduiqidiandaolvhuichanshenghendadeyingxiang，lirutianchongtanhuozhejinshuderenzaoxiangjiao，nameluosiyaomebixuyongzhuanjubanshoulaijinxinganzhuang，yaomeqiduiyingbiaomianbixuanzhuangjixiedeqiandangkuai，zheyangjiukeyishiyasuoliangyizhi，congerjiangdipingbiyouxiaoxingdebianhua。shijishang
，chulenaxiekeyibeiwanquanyasuodechendianyiwai，lirugutibianzhicailiao，shiyongjixieqiandangkuaiyinggaishiyigefeichangbiaozhundezuofa。

作為一種可供選擇的替代方案，諸如鈹銅（BeCu）、不鏽鋼材質的指形簧片襯墊或者FOF襯墊都能夠在“凸緣-平麵板”或者“凹槽-平麵板”的結構中（例如：刀邊結構）利用切向力來進行固定和安裝

，而且這樣還可以徹底避免使用緊固器件來保證箱體屏蔽的有效性。在PCB或者設備麵板的設計上，在小櫃子的麵板或者門的設計上，在大尺寸物體的麵板、門和窗的設計上都可以使用這種結構。

在直流、低頻的接地或者搭接應用中，通過槽縫的路徑的導電性能是一個非常重要的參數。相應的
，在頻率更高的RF情況下，襯墊的電感變成了最重要的一個參數。其中，自感和材料的幾何形狀有關，其具體關係如下所示：

矩形導體的厚度每增加10倍
，其電感就會減小約10%。
矩形導體的寬度每增加10倍，其電感就會減小約30%。
矩形導體的長度每減小為原來的十分之一，其電感就會減小約93%。
顯然，寬度-長度之比最大的導體所呈現的電感也是最小的。

在可以被製成彈簧結構的各種材料中
，鈹銅的電導率是最高的
；其電導率和排在第二位的磷青銅相比還高出150%。鈹銅材質導線的電導率（該參數在低頻應用中是非常重要的）和導線橫截麵麵積成正比。固體指型襯墊的橫截麵麵積更大，因此其電導率也會更高。另外
，在具體使用中（寬度要遠遠大於長度）
，指型襯墊具有和接地麵相似的特性
，即和導線本身相比具有更大的接觸麵積。接地麵電感的大小和導線相比會減小3到4個數量級。

襯chen墊dian的de電dian導dao率lv和he電dian感gan取qu決jue於yu材cai料liao的de種zhong類lei和he形xing狀zhuang
，而er其qi大da小xiao則ze直zhi接jie決jue定ding了le襯chen墊dian性xing能neng的de好hao壞huai。襯chen墊dian性xing能neng從cong最zui好hao到dao最zui差cha的de排pai序xu如ru下xia所suo述shu。對dui低di頻pin（從50kHz到10MHz）情況而言，其排序為鈹銅材質的指型簧片襯墊、鈹銅金屬絲網襯墊、蒙乃爾/鋅銅鐵金屬絲網襯墊、填充銀的人工橡膠。在高頻情況下（超過100MHz），其排序為鈹銅材質的指型簧片襯墊、填充銀的人工橡膠、鈹銅金屬絲網襯墊
、蒙乃爾/鋅銅鐵金屬絲網襯墊。

襯墊的破損

RF襯墊和其它所有的電子元器件一樣都有可能被破壞，破損將限製其正常使用的壽命。既然RF襯chen墊dian材cai料liao通tong常chang被bei用yong於yu可ke以yi移yi動dong的de表biao麵mian之zhi間jian
，而er且qie在zai該gai環huan境jing下xia的de襯chen墊dian會hui直zhi接jie受shou到dao力li的de作zuo用yong
，那na麼me設she計ji者zhe就jiu應ying該gai考kao慮lv到dao一yi些xie固gu有you的de材cai料liao保bao護hu措cuo施shi。

固體金屬鈹銅製成的RF指型襯墊非常粗糙，其屈服點（損壞）強度約為190

，000磅每平方英寸，即1310兆帕（MegaPascals）。但通常的指型襯墊的橫截麵積大約在0.001平方英寸（0.65mm2）到0.002平方英寸（1.29mm2）之間，因此其抗拉強度會下降到大約190磅到380磅之間（86公斤到173公斤之間）。另外，該襯墊的彎曲壽命會超過50，000次(ci)。因(yin)此(ci)，該(gai)材(cai)料(liao)任(ren)何(he)過(guo)早(zao)的(de)損(sun)壞(huai)都(dou)應(ying)該(gai)是(shi)設(she)計(ji)安(an)裝(zhuang)不(bu)當(dang)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)。在(zai)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，固(gu)體(ti)金(jin)屬(shu)鈹(pi)銅(tong)襯(chen)墊(dian)不(bu)會(hui)被(bei)拉(la)長(chang)也(ye)不(bu)會(hui)被(bei)撕(si)扯(che)，該(gai)特(te)性(xing)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)襯(chen)墊(dian)被(bei)錯(cuo)誤(wu)安(an)裝(zhuang)，否(fou)則(ze)就(jiu)有(you)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)破(po)損(sun)。即(ji)使(shi)該(gai)襯(chen)墊(dian)材(cai)料(liao)出(chu)現(xian)了(le)破(po)損(sun)的(de)情(qing)況(kuang)，和(he)鈹(pi)銅(tong)以(yi)及(ji)蒙(meng)乃(nai)爾(er)/鋅銅鐵的金屬絲網相比
，其破損塊會更大。另外，導電橡膠破損而形成的碎片和破損塊也不會分裂。

對鈹銅材質的金屬絲網襯墊而言，其損壞強度和彎曲壽命與固體金屬襯墊相同，但導線束的橫截麵麵積僅僅在0.00001平方英寸（0.0065mm2）到0.00002平方英寸（0.0129mm2）的數量級上
，每一束導線的抗拉強度也會因此下降到1磅到2磅（0.45公斤到0.91公斤）的(de)水(shui)平(ping)。盡(jin)管(guan)損(sun)壞(huai)強(qiang)度(du)的(de)降(jiang)低(di)會(hui)導(dao)致(zhi)更(geng)多(duo)的(de)線(xian)束(shu)被(bei)損(sun)壞(huai)，但(dan)該(gai)情(qing)況(kuang)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)限(xian)製(zhi)金(jin)屬(shu)絲(si)網(wang)襯(chen)墊(dian)所(suo)承(cheng)受(shou)壓(ya)力(li)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)進(jin)行(xing)緩(huan)解(jie)。蒙(meng)乃(nai)爾(er)/鋅銅鐵材料在破損問題上也會麵臨相似的問題；不僅如此
，它還有其它的一些不足，具體包括：襯墊所承受的壓力會更大、壓縮裝置會更複雜、屏蔽效能也更低。盡管如此，但用蒙乃爾/鋅銅鐵材料製成的襯墊的價格會更低
；如果其性能可以被接受
，則低價格的特點會抵消其很多負麵特性。

盡(jin)管(guan)人(ren)工(gong)彈(dan)性(xing)橡(xiang)膠(jiao)襯(chen)墊(dian)不(bu)存(cun)在(zai)破(po)損(sun)的(de)問(wen)題(ti)，但(dan)拉(la)伸(shen)力(li)和(he)壓(ya)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)會(hui)導(dao)致(zhi)襯(chen)墊(dian)表(biao)麵(mian)導(dao)電(dian)顆(ke)粒(li)的(de)消(xiao)失(shi)。經(jing)過(guo)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)老(lao)化(hua)以(yi)後(hou)，導(dao)電(dian)顆(ke)粒(li)會(hui)被(bei)剝(bo)離(li)粘(zhan)合(he)材(cai)料(liao)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)更(geng)大(da)數(shu)量(liang)的(de)導(dao)電(dian)顆(ke)粒(li)的(de)消(xiao)失(shi)。在(zai)任(ren)何(he)給(gei)定(ding)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，襯(chen)墊(dian)材(cai)料(liao)選(xuan)擇(ze)和(he)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)等(deng)因(yin)素(su)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)的(de)所(suo)有(you)損(sun)壞(huai)都(dou)值(zhi)得(de)我(wo)們(men)仔(zai)細(xi)思(si)考(kao)。另(ling)外(wai)
，破(po)損(sun)的(de)指(zhi)型(xing)簧(huang)片(pian)、細小的導線束、導體片和導電微粒會在自然和（或者）強製的空氣冷卻係統的作用下分布到整個電子設備中。

在RF屏蔽產業過去的25年裏
，作者從未遇到過設計製造合理的RF襯墊失效的現象；而故障則總是源於錯誤的使用、不合理的連接設計（即將襯墊放置在不該放置的地方）或者其它的一些不合理的RF襯墊使用選擇。隨著目前產品設計周期和麵市時間的縮短，明智的決策勢必會成為包括RF襯墊選擇在內的整個設計周期的基石。另外還要注意
，RF襯墊生產廠家所提供的現場應用工程師經受過專門的培訓，他們可以為所有的重要設計決策提供非常有價值的建議。