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EMC电磁屏蔽材料设计者指南——连载(四)

字号+ 作者/录入:3d3d 来源:工业设计.中国 2007-09-29 [在线反馈] 我要评论

3编织丝网衬垫
机壳、机柜或机箱材料,无论是塑料喷涂导电漆的,还是用全金属的,在其上都有密封要求。
在接头和缝隙处,导电衬垫是补救屏蔽裙带性(图3.1)被破坏的方法之一,这是对RFI/EMI屏蔽的非永久性的措施,例如门的密封、面板与机壳、机柜工机箱间的密封,以及与其它设备壳体间的密封。还有一种较永久性的密封,这包括:

图3.1 屏蔽体完整性 · 设备上安装蜂窝板和其它屏蔽通风板;
· 设备上安装透明的导电窗;
· 用自攻螺丝、螺检栓或其它紧固方法,把金属面板固定于金属框架上。
导电衬垫不是屏蔽体,但能保持屏蔽体的连续性。有各种各样已证明是有效的材料,其选择是根据衰减要求、环境要求、安装方法、防腐蚀、压紧力、接缝的不规则性和价格等因素。
本章详细描述设计编织丝网衬垫的原理。下一章介绍填充导电物的硅树脂衬垫。接地规则都是相同的。编织丝网衬垫已有几十年历史了,有最大的市场,为在接缝处恢复屏蔽体完整性以及其它壳体的连续性,提供了简便的方法。 设计思想
实际上,设计和研究工程师们一定要熟悉编织丝网衬垫,用于屏蔽时才能得到最佳蔽。 低阻接触
如果沿机箱周围的导电路径的连续性遭到破坏,例如加盖板(图3.2)时,妨碍了电流的流动,因为盖板和机箱仅在几处点接触,而且在这些点处又不可能有低阻接触。细缝隙的作用就象有效的缝隙天线一样,能接收和传输电磁信号,在所有频率(四分之一波长小于缝隙长度)上,有RFI/EMI潜在的危险性。如果要保证好的屏蔽,必须在机箱和盖板之间是低阻接触,而且接触处应是连续的。此外,为 有效实现屏蔽,在邻近接触点之间的间隔要小。 图3.2 金属机箱/衬垫的电连续性;a)感应电流的路径;
b)由于盖板,导电连续性被破坏;c)由衬垫重新建立导电路径的连续性。 衬垫使用
为了使机箱和盖板之间很好

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衬垫的压缩量TlM大湾区工业设计网
图3.4为施加于丝网衬垫的压力与衬垫按与未压缩时的百分比高度之间的关系。上面的曲线表示压力移开以后的永久性形变。低压力下的百分比高度曲线是陡峭的,因为在金属丝网衬垫是松弛的,但是在高压力之下,曲线不太陡峭,因为所有金属丝网都受到压力了。低压力下的永久性形变是无意义的。在使用中,推荐衬垫压缩量不小于5%,保证产品松弛,防止永久性形变不大于25%。 TlM大湾区工业设计网

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·压缩形变TlM大湾区工业设计网
在衬垫上有过压存在时,将发生永久性形变。设计师把衬垫的使用分成三个主要情况:TlM大湾区工业设计网
·永久性闭合——压缩形变是不重要的,TlM大湾区工业设计网
因为衬垫不要求移去;TlM大湾区工业设计网
·有规律的开启与闭合——相同的和重复的开启和闭合,此时压缩形变不十分重要。曲型例子是对称的盖板和带合页的门;TlM大湾区工业设计网
·可更换的——衬垫放置在不同位置上,每次都得更换,例如波导中的圆形衬垫。这里,特别要用对称的衬垫,不要重复使用初始的衬垫,而要用新的进行替换。正如已讨论过的那样,压缩形变的高度(衬垫已经压扁)可以比最小压缩高度更低,所以在衬垫和配合表面间将无电接触。
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衬垫厚度 TlM大湾区工业设计网

图3.5表示机箱盖板在XZ和Z之间接触较差,在Y处出现缝隙,下图表示通过缝隙的横截面以及在所标尺寸点处缝隙最大。这最大缝隙是所标尺寸d。衬垫的压缩量推荐值在5%和25%之间,在X和Z处压缩量为25%,在Y处为5%,显然,尺寸d是衬垫20%未压缩的厚度,此时要求衬垫的厚度为5d。在X和Z处,压缩量为25%,于是,要使衬垫有缝隙,槽的深度为衬垫未被压缩时的75%,即3.75d。 TlM大湾区工业设计网

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图3.5盖板与屏蔽衬垫差的配合 TlM大湾区工业设计网

金属和合金TlM大湾区工业设计网
用作编织丝网的材料是蒙乃尔合金、铜、镀锡铜、镀银铜、铝或不锈钢。也可使用镀锡、包铜的钢线(所谓SN-FE-CU),但实际上,任何市售的金属丝网可以用来制作衬垫,其直径为2~30mm等、线径为0.05~0.152mm。最常用的直径大约为0.112mm,而用铝线来编织时,线径要大些。TlM大湾区工业设计网
某些更不常用的材料是金、钼、铬、镍铁合金、纯铁、铂、镍、银和镍铁高导磁合金。
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伽伐尼效应的考虑TlM大湾区工业设计网
当两个类似金属电极被浸在电触液中时,导体外表与电解液接触,电子就被从一个电极流向另一个电极。电子的流动(即电流)的建立,又支持电流的流动,施主电极就慢慢被腐蚀。不同的金属呈现这个效应有不同的程度,通过此较它们的电位差,就可以分级。TlM大湾区工业设计网
表3.1表示一些较常用的材料,这些材料中任何两个金属之间得出的电压,是表中材料电压之间的电位差。从耐腐蚀的观点看,理想的情况是,衬垫和接触表面都用相同的金属或合金制作,但这是不可能的,特别是那些金属丝硬度比配合面更硬的地方。在理论上,如果在大气中或盐雾条件下,接触的金属电位不大于0.3V,如果用于室内,则为0.5V,但要考虑凝露。
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表3.1 相对浸润在海水中氯化亚汞电极的电位TlM大湾区工业设计网

材料电位差V材料电位差V
压铸锌合金-1.10铁和钢:耐腐蚀,多量铬%-0.35
镀锌钢、铬钝化-1.05镀锡钢-0.45
镀镉钢-0.80铜和它的合金-0.25
-0.75蒙乃尔合金-0.25
硬铝-0.600
铁和钢-0.70+0.15
铁和钢:耐腐蚀、12%铬-0.45+0.15

表3.2 编织丝网衬垫典型性能数据TlM大湾区工业设计网

类型全金属全金属带液TlM大湾区工业设计网
体或空气密封
金属外壳TlM大湾区工业设计网
海棉橡胶芯
金属外壳TlM大湾区工业设计网
硅质管芯
闭合力(磅/2 20-10030-1005-5010-60
温度范围(℃)200-20~+100-20~+100-60~+200
环境密封
屏蔽效能(dB)    
H场,200KHz60-8060-8060-8060-80
E场,100MHz70-8070-8080-10080-100
E场,200MHz80-10060-8060-8060-80
E场,2GHz60-8060-8060-8060-80
E场,10GHz40-6040-6040-6040-60

编织衬垫的类型TlM大湾区工业设计网
编织丝网衬垫的基本家族可分为全编织丝网衬垫和橡胶芯编织丝网衬垫,包括需要环境密封的衬垫和带边的衬垫等。 TlM大湾区工业设计网

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  文  /  佚名

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