选择RF屏蔽时至关重要的因素

引言

设计者们需要设法削弱RF（射频）信号是基于多方面原因的。由于一个产品不符合EMC 要求就不能合法地上市，设计者们必须设法削减超过某限制值的RF 信号在项目设计之初就要开始考虑屏蔽材料问题是非常重要的，因为初期对屏蔽材料类别的正确选择将会确保电子设备获得最优的功能，并能确保任一EMI 问题能在设计过程早期被发现和解决，因而确保设计策略能节省时间和成本。这样的策略还可加速近期产品的面世进程，并实现盈利。

滤波方法在许多场合应用都非常有效，但对信号的完整性会产生影响。相比之下，屏蔽材料也可实现对信号的抑制，但不会影响波形或信号的有意传输路径。由于屏蔽材料未嵌入到电路中，因此它也不会影响到高频运行速度的系统。此外，即使在将来的某些阶段，其效力也不会改变原设计中要进行的改造屏蔽不造成延时问题和波形畸变，也不会降低系统的可靠性。但是，它可降低串扰。此外，屏蔽在辐射和敏感性问题上还可提供额外的益处。事实上，即使仅出于抑制发射的目的而安装屏蔽，屏蔽也可增加免疫性。RF 垫片可用来提供从单独部件到完整系统的整体部分的任意泄漏信号的隔离。

在现代的精密电子设备中，要获得合格的EMC 性能，仅采用单一技术是既不充分也不经济的。需要细心设计布局、滤波、接地以及屏蔽等一套完整程序。除了这些特定的选择外，设计团队还应遵循时间证明原则1 进行合理的外壳设计。细心的设计者还要设法解决源端或接收端的EMI 问题。那些对RF 屏蔽材料选择方面给予仔细考虑的设计者，在投放出最终符合兼容性测试的产品时，则会获得对自己一定程度自信心的酬谢。毫无疑问，没有人希望听到下周就推出到市场的预引言设计者们需要设法削弱RF（射频）信号是基于多方面原因的。由于一个产品不符合EMC 要求就不能合法地上市，设计者们必须设法削减超过某限制值的RF 信号在项目设计之初就要开始考虑屏蔽材料问题是非常重要的，因为初期对屏蔽材料类别的正确选择将会确保电子设备获得最优的功能，并能确保任一EMI 问题能在设计过程早期被发现和解决，因而确保设计策略能节省时间和成本。这样的策略还可加速近期产品的面世进程，并实现盈利。

滤波方法在许多场合应用都非常有效，但对信号的完整性会产生影响。相比之下，屏蔽材料也可实现对信号的抑制，但不会影响波形或信号的有意传输路径。由于屏蔽材料未嵌入到电路中，因此它也不会影响到高频运行速度的系统。此外，即使在将来的某些阶段，其效力也不会改变原设计中要进行的改造屏蔽不造成延时问题和波形畸变，也不会降低系统的可靠性。但是，它可降低串扰。此外，屏蔽在辐射和敏感性问题上还可提供额外的益处。事实上，即使仅出于抑制发射的目的而安装屏蔽，屏蔽也可增加免疫性。RF 垫片可用来提供从单独部件到完整系统的整体部分的任意泄漏信号的隔离。

在现代的精密电子设备中，要获得合格的EMC 性能，仅采用单一技术是既不充分也不经济的。需要细心设计布局、滤波、接地以及屏蔽等一套完整程序。除了这些特定的选择外，设计团队还应遵循时间证明原则1 进行合理的外壳设计。细心的设计者还要设法解决源端或接收端的EMI 问题。那些对RF 屏蔽材料选择方面给予仔细考虑的设计者，在投放出最终符合兼容性测试的产品时，则会获得对自己一定程度自信心的酬谢。毫无疑问，没有人希望听到下周就推出到市场的预定产品却不符合电磁兼容性的消息。

在组件级，通常采用BLS( 板级屏蔽) 即可实现有效的隔离。本文侧重于RF 垫片的考虑，虽然有些为探索性的，但也适用于板级屏蔽。实际上，设计者们有时会求助于组合的产品，如采用垫片材料和金属的铸制式板级屏蔽，以产生高效率和高效能的屏蔽。四种基本类型的RF 垫片（图1）为：

金属，有时是特指如指状遮罩类，包括多种尺寸、具有不同的外形形状、不同安装方法、以及其它特性的金属材料。

导电橡胶(ECE)，指用很多合成橡胶/ 填充物组合，并结合多种安装方法，和无约束外形，通过各种不同的制造方式－包括挤压、成型、电铸、冲切、FiP 点胶(FiP)，以及模具嵌套工艺(MiP) 而形成的材料。

采用金属和具有传导性的纺织物编织的屏蔽网。

导电泡棉(FoF)，是一种包装于绝缘的泡沫填充物上，具有传导功能的织物。关于垫片制造、具体特性和优点方面的详细资料，可很容易地从制造商那里获得，而且完全可随垫片购买一并获得。不过，还有一些需考虑的基本原则可指导设计者将其设计应用于所有重要的初期选择中。这些考虑原则并非在任意特别定制中。善于推敲的设计者会*价每一种原则，并会确定其与特定应用的关联性。

工作频率

选择RF 垫片时，比较关键的标准包括准确确定信号源中包含的RF 频率、谐波和与信号源之间的距离。仅针对RF 频率考虑的局限性会导致选择了不合适垫片。事实上，许多垫片能在很宽的频率范围内起良好的作用，但有些能在一定情况下起着更好的作用。通常金属具有高达100dB 到10GHz 的屏蔽效能(SE) 数值，它们在全频范围上保持一致的SE，几乎没有差异。ECE 垫片的SE 随压缩力而变化。

ECE 垫片推荐的压缩值基于SE 值之上至120dB。ECE 有随频率增加获得较高的SE 等级的趋势，利于使其作出理想的选择用于工作和数据频率。编织成网状的垫片可在很宽的频率范围上提供最优的SE，但其效果在高频段（通常超过1010MHz）有降低的趋势。这一降低现象的产生源于它们由金属线编制制造，材料的选择引起了隙缝和集肤效应。然而，它仍可维持较高的SE 值，从40到90dB，其值取决于金属线的种类和冲压工艺。

FoF 垫片可以非常低的压缩力制造生产，同时保持较佳的SE 值，可从70 到100dB 及至上升到1GHz，然后以20dB/ 十倍频的比率略微下降。图1 给出了它们总体的效能曲线，这些垫片中的任一种均可为大多数商业应用场合提供所需的SE 值。

因此，在作出最佳选择时还应考虑其他因素。

衰减性能

一般针对屏蔽效能而言，RF 屏蔽材料选择中，衰减性能是单独的和最关键的因素。衰减性能在每一场合都不一样。性能参数应在指定任一RF 垫片前就要确定。此外，RF 垫片的衰减性能还要受到设备和屏蔽安装方式、周围材料的传导性，以及屏蔽垫片的物理状态是否良好等因素的影响。某些实例中，可能需要使用更昂贵的高性能材料方能确保机械方面的因素。

相反，其它应用场合中则可以使用较低性能的材料就能获得足够的SE。在更经济的选择就能提供必要的屏蔽时，为什么要去购买最顶级的材料如铍铜呢？