贴一片合适的吸波材料在屏蔽罩内或者屏蔽结构内侧可以有效地衰减电磁波能量,降低对内部敏感器件受电磁干扰的强度,同时也可以提高设备的EMI特性。
图10 没有贴任何吸波片的干扰情况
图11 直接贴在屏蔽罩内侧的干扰情况
图12 直接贴在RF芯片表面上的干扰情况
从示意图10,图11和图12上,我们可以清楚地看到,使用3M吸波材料后,包括贴在不同的位置,内部干扰源对敏感器件的辐射噪音干扰大大降低了以及噪音降低的方式。
强化静电放电控制解决方案
通常,静电放电有两种模式:一种是接触放电,另一种是空气放电。静电放电过程会产生高频放电,在系统内会产生直接噪音和二次辐射噪音。3M吸波片可以有效地压制ESD产生的外部辐射噪音。例如,一个位于PCB板和其散热模组之间的高速微处理器可能成为其临近的射频器件因环路电流产生辐射的牺牲品。在这种情况下,3M吸波材料不仅能够衰减高速微处理器自身产生的辐射噪音,同时还可以保护高速微处理器免受外界静电放电带来的危害。例如:可以将吸波片模切成微处理器件的外形形状,套在微处理器的外面起到防止静电放电的破坏作用。如图13所示:
图13 用于高速DSP芯片的抗静电增强应用
13.56MHz RFID标签抗干扰解决方案比起常见的软磁合金,3M吸波材料有相对较低的磁导率。但其特点是在几十兆赫兹高频范围仍然具有有效的磁导率值,图14显示了3M AB5000R吸波材料的二次磁导率随频率的特性关系:
图14 AB5000R的二次磁导率特性
图14显示AB5000R在13.56MHz频段内达到了最佳的磁导率状况,这个特点可以应用到高频13.56MHz RFID标签上。13.56MHz RFID标签内部通常会集成一个回形天线,作为信息芯片的能量来源。而此类标签往往需要贴在被跟踪物体的表面,当物体表面为金属质材料时,其对RFID标签的可读识性是有较严重的干扰影响,经常导致识别距离大大缩短,甚至无法识别的问题。而3M RFID吸波片可以做的很薄,0.1mm或者0.2mm厚,将吸波材料贴在RFID标签的背面,再将吸波材料靠近金属基材侧粘贴固定,或者直接将吸波片与标签复合(注
塑)在一起,再使用到金属质等强干扰的物体表面来解决RFID标签的识别率问题。吸波材料的具体应用位置可以参看图15所示:
图15 与RFID标签应用的结构顺序
别的情况,或者增大RFID识别距离。采用0.2mm厚的3M吸波进行测试,根据不同的RFID标签和读识系统,可将识别距离增大20mm到40mm。以0.2mm厚的AB5020R为例,其识别距离的增益情况如图16所示:
图16 0.2mm吸波片对识别距离增益
之所以能够起到增益作用是因为3M吸波材料可以有效降低此类RFID标签激发能量产生磁通的衰减,使有足够多的天线产生能量用于激发芯片,从而实现RFID读识系统进行有效地近距离通信。
屏蔽型吸波材料解决方案
3M屏蔽类吸波材料是采用特殊的工艺将屏蔽层与吸收层复合,制成厚度仅为0.1mm后吸波片材, 其具备优良的电磁波屏蔽和吸收两种效能。其特性可以参考能量损耗曲线图17,和屏蔽效能曲线图18:
图17 能量损耗同频率关系 图18 屏蔽效能同频率关系
其典型应用于对电磁干扰噪音吸收和屏蔽的地方,最大限度地节省空间。根据不同电子设备和结构,其使用具有很大的随机性,可以应用在辐射元器件上,也可以用在敏感元器件上,起到噪音吸收和屏蔽的作用。在数码产品和手持通信产品中有着广泛的应用。其应用位置可以参考图19所示:
图19 AB6000应用于PCB板的不同位置
如图19所示,我们可以看出,此系列吸波材料可以在PCB板,设备内侧的很多位置粘贴使用。它能够同时提供吸收功能和屏蔽功能,对于G型材料还具备良好的接地作用,是一款不可多得的电磁兼容材料。
结论
本文介绍了3M吸波材料吸收机制的理论基础和实践应用中用于吸收电磁噪音的各种解决方案。其可以在不改变设备PCB设计基础上,通过吸收电磁干扰来解决设备内或设备之间的各种电磁噪音或干扰行为,是一种操作简便、行之有效的解决EMI问题的材料(Copyright?2008,3M.版权所有)。