發布時間：2021-10-08
隨著通信技術的發展，設備集成度越來越高，系統內部的電磁兼容性也相應升級，為了解決電磁波輻射泄漏和干擾問題，一般會采用電磁屏蔽材料進行屏蔽。5G基站核心技術的升級和基站數量的增加，導致電磁屏蔽材料的需求大幅增加。目前廣泛使用的電磁屏蔽器件包括導電塑料器件、導電硅膠、金屬屏蔽器件、導電布襯墊、吸波器件等。
一、電磁屏蔽原理
電磁屏蔽的原理是反射和吸收來自干擾源的電磁波，一般來講，材料反射和引導電磁能流，內部產生與源電磁場相反的電流和磁極化場，從而削弱源電磁場的輻射效應，這與屏蔽結構表面和屏蔽體內部感應出的電荷、電流和極化現象密切相關。
一般用作電磁屏蔽的材料都有一定的導電性，我們印象中一般都是用塑料作為絕緣材料，那么導電塑料如何應用于電磁屏蔽呢？讓我們先簡單了解一下。
二、導電塑料介紹
事實上，如果對塑料進行一定程度的加工，例如將塑料基體與導電填料形成具有海島結構的復合體系，可以借助量子力學隧道效應使電子具有粒子間躍遷的能力，提高塑料的導電性，從而成為“半導體”導電塑料。
一般來講，材料對電流的電阻以表面電阻率為特征。表面電阻率越小，電導率越強。根據材料表面電阻率的不同，塑料可分為：
1、絕緣材料：10^12 ~ 10^15 ohm/sq
2、抗靜電材料：10^10 ~ 10^12 ohm/sq
3、靜電耗散材料：10^6 ~ 10^12 ohm/sq
4、導電材料：≤10^5 ohm/sq
5、電磁屏蔽材料：10^1 ~ 10^3 ohm/sq
其中，表面電阻小于≤10^5 ohm/sq為導電級塑料，而表面電阻在10^1 ~ 10^3 ohm/s之間的導電塑料一般可用作電磁屏蔽材料。它具有較高的電導率，對電磁波有一定的吸收損耗，能減弱電磁場的輻射效應，是電磁屏蔽材料的重要選擇。
三、導電塑料的分類
導電塑料分為兩類，其中物理方法制成的導電塑料稱為復合型導電塑料，化學方法制成的導電塑料稱為本征型（也稱為結構）導電塑料。
1、本征型導電塑料
是指聚合物本身或經過化學改性后具有導電性的塑料，可以發揮其自身化學結構的作用使其本質上具有導電性，進而通過化學方法摻雜增加其導電性。
2、復合型導電塑料
指經過物理改性后具有導電性的塑料，一般由炭黑、碳纖維、石墨、金屬粉末、金屬纖維等導電物質混入樹脂中制成。目前，90%的導電塑料是復合型材料，應用廣泛。
選擇不同的塑料基板，以及結合不同比例的導電物質，都會帶來不同的電磁屏蔽性能。導電塑料作為屏蔽材料可以根據產品的厚度調節屏蔽效能，其屏蔽效能在30~90dB之間。
四、導電塑料生產技術
將PC/ABS、 PC、ABS、PA、PPE等樹脂與鍍鎳碳纖維、不銹鋼纖維等導電物質相結合，通過塑料和填料混合，經過塑料加工工藝，在一定程度上提高了導電性能，實現了從絕緣體到半導體再到導體的巨大變化，從而使其具有EMI屏蔽功能和接地功能。
導電塑料采用注塑工藝，一次成型，無需機加工、電鍍、噴漆、鍍膜等復雜的二次工藝，有利于大大減小加工成本，通過注塑成型可以實現更復雜的結構。導電塑料的密度(1.2~1.4g/cm3)是常用金屬的四分之一，即使與鋁相比也只有鋁的一半，可加工成1.0毫米左右的薄壁結構，重量減輕75%。
五、導電塑料部分應用介紹
導電塑料具有良好的電磁屏蔽性能，具有密度低、韌性好、成本低、易加工、屏蔽性能可調節等優點，它是金屬屏蔽材料的潛在替代品。導電塑料主要用于集成電路、汽車電子、電氣等領域的EMI屏蔽外殼，以及中、高壓電纜中使用的半導體屏蔽材料，能保持塑料的固有特性的同時，具有類似金屬導電性的特性。
1、通信基站的懸掛結構件
導電塑料的密度(1.2~1.4g/cm3)是普通金屬的四分之一，即使與鋁相比也只有鋼的一半。導電塑膠因其密度低，在通信基站發射塔上懸掛結構中具有一定的應用優勢，此外，它也是金屬壓鑄外殼良好的替代品。
2、電源蓋板
目前通信設備上電源系統的電源蓋板主要采用鋁壓鑄，但鋁壓鑄件存在的主要問題是：質量重、成本偏高，不易加工，屏蔽效能不可調等。用導電塑料代替金屬材料可以避免這些問題，滿足更高的市場需求。
3、屏蔽腔
目前通信設備中的屏蔽腔體大多采用鋁合金壓鑄件，但壓鑄件密度大，易腐蝕，成型性差，且電鍍普通塑料，長期使用過程鍍層容易脫落，使產品功能失效；采用導電塑料一體化方案，組裝方便，產品可靠性好，屏蔽性能能滿足要求，成本也減小。
導電塑料在EMI中的應用還包括通信假面板、連接器(光纖護套、電源護套等)電腦顯示器后殼、導光盒，以及軍用物資等。
