电磁兼容原理和抑制技术（九）

2.5.2 电磁兼容衬垫

本节将讨论，当损耗不是由永久固定方法而是由接缝与接合面产生时，用来恢复原屏蔽完整性的极重要技术。
为了便于讨论和比较，电磁干扰衬垫被分成下列几种：(1)编织丝网；(2)定向埋置金属丝；(3)导电塑料与导电橡胶；(4)梳形簧片；(5)压敏背衬泡沫箔。后两种与前三种不同，工作原理也不大相同。

(1) 编织丝网衬垫
它们由导电金属丝编织而成，有些像电缆外套。几乎所有能以细丝形式生产的金属都可以加工这种电磁干扰衬垫。使用的典型材料有：蒙乃尔合金，铝，镀银黄铜及镀锡的包铜钢丝。这种衬垫可采用空气芯或为获最大弹性而使用泡沫氯丁橡胶或硅酮芯子。截面可以使圆形、矩形或园形带安装凸缘。它们通常应用于截面在0.063~0.75吋之间、周边大于4吋的屏蔽接合面。

(2) 定向埋置金属丝
它们由无数横向导电的金属细丝并联制成，所以跨接在衬垫界面的并联阻抗很小。每根卷绕的金属丝彼此绝缘，其密度约为每平方吋100根金属丝。使用的典型材料是蒙乃尔合金或铝丝，它们埋入实心硅酮制成硬衬垫或泡沫硅酮制成软衬垫的弹性体中。这种衬垫可同时提供电磁干扰和压力密封，埋入的金属丝在两侧都上凸几密尔，以突破构件的配合表面上残存的油脂膜和氧化物。截面有效范围从0.125×0.125吋到0.625×0.625吋，并可制成任何长度。

(3) 导电塑料与导电橡胶衬垫
它们常常由无数细小银珠或镀银黄铜珠埋置在硅酮橡胶或乙烯基弹胶体的粘结载体中制成，衬垫同时提供电磁干扰和气密密封。这种衬垫提供0.001~0.01欧-米的体电阻率，并在很宽的温度范围内有效。备有板料、冲压件、模压件、挤压成形件。改型可工作到冷冻温度。衬垫提供低夹紧压力、低压缩永久变形、少维护和长寿命。但这种衬垫在承受振动时大部分性能不可靠，因为接合面的不平度在整个振动循环期间发生变化，所以衬垫上的压力起变化，当压缩压力下降至实现电密封的最小量以下时，接合面就会变成泄漏面。

(4)梳形簧片衬垫
梳形簧片衬垫是最早或第一种上市的电磁干扰密封衬垫。由于40年代的合成橡胶技术有限，接合面的不平度是靠各个齿簧能弯曲不同量的一排分立梳形簧片的衬垫结构来完成。     
对于经常需要装卸的屏蔽机壳、盖板等，这种密封衬垫仍得到广泛应用。新型梳形片条还自带粘合剂，并备有各种规格和形状。主要的缺点是与梳齿的氧化和使用不当可能引起的折断有关。
                              
(5) 压敏背衬泡沫箔衬垫
与上述不同的另一种衬垫是背后衬有可大压缩的氯丁泡沫铍铜箔，包含粘贴在盖板上的合成橡胶和压敏胶的泡沫。放置在含有屏蔽隔板的电子组件上时，背衬泡沫承担包含外板、隔板高度在内的参差不齐，以形成连贯性的电磁干扰密封。这种1/16吋(1.59mm)衬垫可用于6吋(15cm)板宽，且可冲切。据说在1kHz~10Ghz的频率范围内，对电场电磁干扰的屏蔽效能为90dB。

(6) 衬垫的选择
  由于衬垫种类和材料的数量太多（远远超过1000种），所以在特定应用中选择那一种或多种最佳衬垫会令设计师感到迷惑。表2.4对电磁干扰密封衬垫中某些最主要特性进行了比较。

在选择电磁干扰衬垫时，应考虑(a)可获得的电磁干扰衬垫材料及其特性（表2.4）；(b)设备性能要求和受限制的配合表面设计之间作适当匹配和折中；(c)衬垫安装的选择，将涉及到许多可供选择的方案。建议的方针是：每当产生屏蔽要求时，总要找出一种能在需要密封的接缝和孔洞处获得具有电连续性高导电率表面或通道的最佳费效比的技术途径。

在选择一个或多个适用于密封配合表面的电磁干扰衬垫时，衬垫的特性、应用要求、约束条件和价格是主要考虑事项。应用要求通常在设备性能规范中规定。它们包括所需的屏蔽量、密封压力和环境考虑（例如温度、盐雾、环境压力和腐蚀材料）。应用约束条件通常是由设备外壳的设计强制规定的。它们包括有效空间、压缩力、接合面不平度、接触表面特性和连接可能性（几何形状）。

一方面在应用要求与约束之间，而另一方面在衬垫特性与价格之间需要作出重要匹配与折中的是：
● 衬垫的高度和可压缩性在有效力的作用下必须大到足以补偿接合面的不平度。
● 衬垫受有效力压缩时必须能提供所需的电磁干扰密封和（在适用时的）气密密封。
● 在应用设计限度内必须要有足够的衬垫空间。
● 衬垫必须用与接合面设计相兼容的方法来连接或定位。
● 电磁干扰密封衬垫的金属部分必须有满意的抗腐蚀性，且与配合表面实现电化学兼容。
● 电磁干扰衬垫必须符合设备规范的温度和其它环境要求。
● 衬垫制造和供应商应提供设计指南图表以帮助用户选择最符合应用要求和约束条件的衬垫。
● 电磁干扰衬垫的价格范围很宽，成本取决于种类、尺寸、数量和性能。