真空電鍍.doc

什么是EMI 電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）縮寫EMC，就是指某電子設備既不干擾其它設備，同時也不受其它設備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標之一。安全性涉及人身和財產(chǎn)，而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護。 電磁波會與電子元件作用，產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，稱為EMI（Electromagnetic Interference）。例如，TV熒光屏上常見的“雪花”便表示接受到的訊號被干擾。為什么要做EMI鍍膜一. 技術驅(qū)動力 設備的小型化使源與敏感器靠得很近。這使傳播路徑縮短，增加了干擾的機會。器件的小型化增加了它們對干擾的敏感度。由于設備越來越小并且便于攜帶，象汽車電話、膝上計算機等設備隨處可用，而不一定局限于辦公室那樣的受控環(huán)境。這也帶來了兼容性問題。例如，許多汽車裝有包括防抱死控制系統(tǒng)在內(nèi)的大量的電子電路，如果汽車電話與這個控制系統(tǒng)不兼容，則會引起誤動作。 互聯(lián)技術的發(fā)展降低了電磁干擾的閾值。例如，大規(guī)模集成電路芯片較低的供電電壓降低了內(nèi)部噪聲門限，而它們精細的幾何尺寸的較低的電平下就受到電弧損壞。它們更快的同步操作產(chǎn)生更尖的電流脈沖，這會帶來從I/O端口產(chǎn)生寬帶發(fā)射的問題。一般來說，高速數(shù)字電路比傳統(tǒng)的模擬電路產(chǎn)生更多的干擾。 傳統(tǒng)上，電子線路裝在金屬盒內(nèi)，這種金屬盒能夠通過切斷電磁能量的傳插路徑來提供屏蔽作用?，F(xiàn)在，為了減輕重量、降低成本，越來越多地采用塑料機箱。塑料機箱對與電磁干擾是透明的，因此敏感器件處于無保護的狀態(tài)。 法律的變化也是驅(qū)動力之一?？刂齐姶虐l(fā)射和敏感度的強制標準的實施，迫使制造商們實施EMC計劃。產(chǎn)品可靠性的法規(guī)將使可靠性成為頭等重要的事項，因為一旦設備由于干擾而產(chǎn)生誤動作造成傷害，制造商要承擔法律責任。這對于醫(yī)療設備特別重要。 在競爭日益激烈的工業(yè)中，可靠性已經(jīng)成為電子設備的一個重要市場特征。自動化設備，特別是醫(yī)療設備，必須連續(xù)工作，這時設備內(nèi)的EMI屏蔽技術提高了設備的可靠性。 對于數(shù)據(jù)保密的要求是屏蔽市場發(fā)展的一個重要動力。已有報道揭露美國駐莫斯科使館追究中的信息已被前蘇聯(lián)竊取到，這是通過接收使館內(nèi)設備產(chǎn)生的電磁能量來實現(xiàn)的。同樣的技術也被用來截獲密碼，然后攻擊銀行計算機系統(tǒng)。通過屏蔽，設備的電磁發(fā)射能夠減小，提高系統(tǒng)的安全性。 現(xiàn)在，人們越來越開始注意各種輻射對健康的影響。過量的X射線和紫外線照射的危險已經(jīng)被充分證明了。現(xiàn)在討論的焦點是微波和射頻顯示單元產(chǎn)生的輻射對婦女健康的傷害，因為已經(jīng)有充分的證據(jù)說明在高壓線附近生活會患疾病。二. 法規(guī)和標準 現(xiàn)在有許多關于產(chǎn)品輻射和傳導發(fā)射限制的國家標準和國際標準。有些還規(guī)定了對各種干擾的最低敏感度要求。通常，對于不同類型的電子設備有不同的標準。雖然一個產(chǎn)品要獲得市場的成功，滿足這些標準是必要的，但符合這些標準是自愿的。 但是，有些國家給出的是規(guī)范，而不是標準，因此要在這些國家銷售產(chǎn)品，符合標準是強制性的。有些規(guī)范不僅規(guī)定了標準，還賦予當局罰沒不符合產(chǎn)品的權力。三. 市場因素 筆記本電腦，ADSL和移動電話等3C產(chǎn)品都會因高頻電磁波干擾產(chǎn)生雜訊，影響通訊品質(zhì)。另若人體長期暴露于強力電磁場下，則可能易患癌癥病變。因此防電磁波干擾已是必備而且勢在必行的制程。怎么做EMI防護 EMC設計的一般原則： EMC設計應是任何電子器件和系統(tǒng)綜合設計的一部分。它遠比試圖使產(chǎn)品達到EMC的其他方法更節(jié)約成本。EMC的主要設計技術包括：電磁屏蔽方法、電路的濾波技術以及包括應特別注意的接地元件搭接的接地設計。下圖給出了器件和系統(tǒng)EMC最佳設計的推薦方法。這是一個金字塔式圖形。首先，優(yōu)秀的EMC設計的基礎是良好的電氣和機械設計原則的應用。這其中包括可靠性考慮，比如在可接受的容限內(nèi)設計規(guī)范的滿足，好的組裝方法以及各種正在開發(fā)的測試技術。一般來說，驅(qū)動當今電子設備的裝置要安裝在PCB上。這些裝置由具有潛在干擾源以及對電磁能量敏感的元件和電路構成。因此，PCB EMC設計是EMC設計中的下一個最重要的問題。有源元件的位置、印制線的走線、阻抗的匹配、接地的設計以及電路的濾波均應在EMC設計時加以考慮。一些PCB元件還需要進行屏蔽。再次，內(nèi)部電纜一般用來連接PCB或其他內(nèi)部子組件。因此，包括走線方法和屏蔽的內(nèi)部電纜EMC設計對于任何給定器件的整體EMC來說是十分重要的。在PCB的EMC設計和內(nèi)部電纜設計完成以后，應特別注意機殼的屏蔽設計和所有縫隙、穿孔和電纜通孔的處理方法。最后，還應著重考慮輸入和輸出電源和其他電纜濾波問題。 一般來講，EMI防護是一個系統(tǒng)工程，從產(chǎn)品設計開發(fā)階段即需要將EMI貫穿始終。但是，由于各個方面的原因，高頻線路很難達到在PCB設計階段即解決EMI問題，大多都需要通過對機殼進行屏蔽處理來達到防EMI效果。有哪些方法可以完成EMI防護（機殼）真空濺射 基本原理為將金屬通過真空輝光放電沉積在塑料部件上，其主要優(yōu)點是美觀和顯著的屏蔽性質(zhì)膜層連續(xù)且非常致密。膜層為0.52m厚，且相當均勻。 尼龍，聚芳基化物，聚酯，丙烯睛丁二烯苯乙烯三元共聚物，聚苯乙烯和聚碳酸酯很適合此種工藝。 真空濺射整套設備的費用較貴，其尺寸大小將限制需要鍍覆的部件的數(shù)量。而且保證平滑的金屬涂層所用的夾具也將占用小室的空間。目前該核心技術主要掌握在幾家國外大公司手中，尤其以德國技術水平最高。影響該生產(chǎn)工藝價格的主要因素有生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝等方面，如能夠進行國產(chǎn)化則價格可以相當?shù)土?通常，真空鍍覆的涂層是均勻的，不影響塑料的沖擊強度，也不影響其內(nèi)部公差。這種處理能提供涂層的最佳選擇，能屏蔽某些產(chǎn)品的重要區(qū)域而堵塞穿孔。能給出上至70dB抗擾度，并具有抗腐蝕性。 該工藝是一種全新的完全環(huán)保制程，不存在任何環(huán)保問題。導電漆 迄今為止，成功的導電漆都基于聚丙烯、聚氨脂、乙烯樹脂或環(huán)氧樹脂等襯底。導電漆都有適用期，而更重要的還有貯存期，后者典型的為6至12個月。所有這些漆都對塑料基底存在腐蝕作用，所以導電漆能穿透塑料并固定在孔縫中。九十年代的現(xiàn)代導電漆都有不同程度的膠粘性質(zhì)，而以前由于缺乏膠粘性，經(jīng)常產(chǎn)生導電漆剝落，甚至將印制板導電路徑短路，而不完善的屏蔽所留下的縫隙將起縫隙天線的作用。 所有基底表面應仔細清潔，清除油脂或其它污漬，輕度擦傷也將影響粘附力。 無電解電鍍（化學鍍） 化學鍍的程序不應與常規(guī)的電鍍混浠，電鍍需要用直流電流使金屬鍍覆?；瘜W鍍或自動催化鍍是化學鍍覆均勻的固態(tài)金屬涂層，它將減小零件表面的微電池反應。塑料的化學鍍處理是在非導電塑料基材上產(chǎn)生薄金屬涂層。通常選用復合鍍，即鍍銅（高導電性）再鍍鎳（防銹）。化學鍍銅本質(zhì)上是純銅鍍覆，而化學鍍鎳可包含3-10%磷。 較差質(zhì)量的模壓制品和復雜形狀的模壓制品不適用于雙側處理：因為所有模壓制品的高應力部分對化學反應都很敏感，所以較差質(zhì)量的模壓制品在化學腐蝕階段就要發(fā)生破裂。 化學鍍與普通的電鍍比較類似，同樣存在嚴重的環(huán)保問題。 各種EMI處理方法的比較工法原理基材可鍍物膜質(zhì)膜厚競爭優(yōu)勢真空濺射利用真空離子濺射，使物品沉積金屬原子，無任何化學藥劑無任何限制無任何限制最佳（密度高）0.1-2m1.價格較低2.易加工，制程短，產(chǎn)能快速3.易組裝4.無環(huán)保問題無電解電鍍噴涂化學藥劑使物品產(chǎn)生化學反應，析出金屬膜有限制有限制差（金屬膜不連續(xù)）10m以上1.價格高2.加工制程時間長3.易組裝4.有環(huán)保問題慢慢被淘汰 導電漆添加化學藥劑噴涂于物品有限制有限制金屬膜不連續(xù)10m以上1.價格低2.易加工3.易組裝4.有環(huán)保問題慢慢被淘汰真空蒸著低溫金屬蒸源加熱自然附著于金屬表面有限制有限制佳（膜厚難控制）10m以上1.價格低2.加工制程時間長3.易加工組裝4.依塑材而定，如無噴漆化學藥劑可通過環(huán)保規(guī)章金屬鐵片成型鐵片貼附于塑膠面，但加工組裝費時有限制限鋁片或馬口鐵差（相對導電度較差）10m以上1.價格低2.加工制程時間長3.設計耗時，制造困難4.組裝時間長5.受形狀及重量限制6.無環(huán)保問題EMI濺射鍍膜的原理原理說明：1. 在10-7 Torr 高度真空狀態(tài)下，充入適量氬氣；2. 施以高壓直流電，將氬氣電離成氬離子，加速撞擊金屬靶材，濺射出金屬離子；3. 金屬離子在電場中加速濺射在基材（塑殼）上，形成金屬離子薄膜。真空濺鍍EMI的應用范圍 真空濺鍍EMI具有高導電性和高電磁屏蔽效率等特點，廣泛應用于通訊制品(移動電話)、電腦(筆記本)、便攜式電子產(chǎn)品、消費電子、網(wǎng)絡硬件(服務器等)、醫(yī)療儀器、家用電子產(chǎn)品和航空航天及國防等電子設備的EMI屏蔽。 適用于各種塑膠制品的金屬屏蔽（PC、PC+ABS、ABS等）。EMI濺射鍍膜的特點 真空技術是結合機械、電機、材料、化工和航太等技術發(fā)展出來的產(chǎn)業(yè)，亦是目前我國與美、日等國極力推動之十大新興產(chǎn)業(yè)之一。真空技術應用范圍日趨廣泛，運用對象包括光電、半導體和LCD產(chǎn)業(yè)等，近年來尤其在光電、IC和LCD等產(chǎn)業(yè)之制造設備，更是成長迅速。 EMI濺射鍍膜具有以下特點：價格低（國內(nèi)擁有自主知識產(chǎn)權的話）。 真空濺射加工的金屬薄膜厚度只有0.52m，絕對不影響裝配。 真空濺射是徹底的環(huán)保制程，絕對環(huán)保無污染。 欲濺射材料無限制, 任何常溫固態(tài)導電金屬及有機材料、絕緣材料皆可使用（例：銅、鉻、銀、金、不銹鋼、鋁、氧化矽SiO2等）。 被濺射基材幾無限制（ABS、PC、PP、PS、玻璃、陶瓷、epoxy resin等）。 膜質(zhì)致密均勻、膜厚容易控制。 附著力強（ASTM3599方法測試4B）。 可同時搭配多種不同濺射材料之多層膜。并且，可隨客戶指定變換鍍層次序。 相關法律法規(guī)國際 CISPR是國際電工委員會（IEC）的一個分委會，它成立于1934年，那時射頻干擾問題開始出現(xiàn)。這是編制防止無線電干擾標準的第一個國際化聯(lián)合組織。CISPR沒有編制法律或發(fā)布法規(guī)的機構。它所推薦的標準，只有當個別成員國采取適當?shù)男袆訒r，才能成為法律。CISPR22中推薦的針對信息技術設備的傳導和輻射發(fā)射要求構成了許多主要國家標準的基礎。不幸的是，有些國家在將這些推薦標準作為國家標準時，進行了調(diào)整，這造成了不同國家的要求之間的差異。 美國 聯(lián)邦通信委員會（FCC）是負責頻率管理和干擾控制的政府機構。FCC有覆蓋多種設備發(fā)射限制的規(guī)范。FCC綱要第20780號，第15部分，第J分部適用于所有的數(shù)字設備。 這些FCC規(guī)范給出了兩個不同的發(fā)射極限值。哪一個極限值適用取決于設備在什么環(huán)境中使用。A級設備被設計成在商業(yè)或工業(yè)環(huán)境中使用。更嚴格一引進的B級適用于在家庭或居民工內(nèi)使用的設備。FCC沒有規(guī)定屏蔽效能值，而規(guī)定了射頻發(fā)射值。表1給出了A級和B級和輻射發(fā)射極限值，表2給出了傳導發(fā)射極限值。 所有在美國國內(nèi)使用的設備必須滿足FCC規(guī)范。雖然FCC的大部分強制性要求在第15部分，第18部分也與EMC有關，第18部分中有關于用于工業(yè)、科學和醫(yī)療目的的射頻發(fā)生設備的管理條例。它規(guī)定了在一些頻率點上允許的最大幅射值和10KHz至245GHz頻段內(nèi)這類設備可以使用的頻段。 表1 FCC輻射干擾極限值表2 FCC傳導發(fā)射干擾極限值頻率范圍（MHz）場強（V/m）A級30mB級3m30-883010088-21650150216-100070200頻率范圍（MHz）射頻電壓（V）A級B級0.45-1.610002501.6-303000250德國 德國的關于干擾控制的法規(guī)是基于VDE制定的標準。相關的標準VDE0871覆蓋了所的產(chǎn)生或處理射頻能量的設備。這些極限值不僅適用于所有種類的計算和數(shù)字設備，還適用于工業(yè)、科學和醫(yī)療設備。唯一的限制是設備產(chǎn)生的基頻高于10KHz。 對于數(shù)字設備的要求與FCC規(guī)定的相似，但是頻率范圍更寬，低頻拓寬到10KHz。極限值也分為A級和B級，更嚴格的B級適用于通用的用途。A級限于需要特殊安裝的設備。VDE關于輻射和傳導的極限值在表3和表4中給出。 符合VDE0871是強制性的，并由德國郵電部執(zhí)行。 表3 VDE輻射干擾極限值表4 VDE傳導發(fā)射干擾極限值頻率范圍（MHz）場強（V/m）A級100mB級30m0.01-0.15343430米10米0.15-30343430米10米30-41543441-6829.53468-1745434174-23029.534230-4705434470-7604546760-100059-5746頻率范圍（MHz）射頻電壓（V）A級B級0.01-0.1591-69.579-57.50.15-0.566540.5-306048英國 從表中可以看出，英國標準協(xié)會發(fā)布了好幾個關于EMI的標準。應用最多的是BS6527關于數(shù)據(jù)處理和電子辦公設備產(chǎn)生的亂真信號的極限值和測量方法。這個標準的范圍和內(nèi)容與CISPR22相同，盡管它們的標題不同。覆蓋于0.1530MHz頻率范圍的A級要求適用于商業(yè)和工業(yè)場合的應用，更嚴格的B級極限值適用于住宅區(qū)中使用的設備。兩級都包含準峰值和平均測量的要求。兩級的極限值數(shù)值是相同的，嚴格度是通過將測量距離從30米減小到10米來實現(xiàn)的。表5給出了推薦的輻射場強極限值。表6給出傳導發(fā)射的電壓極限值。 表5 6257輻射干擾極限值表6 BS6257傳導發(fā)射干擾極限值頻率范圍（MHz）場強（V/m）A級100mB級30m30-2303030230-10003737頻率范圍（MHz）射頻電壓（V）A級B級準峰值平均值準峰值平均值0.15-0.5796666減到5656減到460.5-5736056465-3073606050歐洲經(jīng)濟共同體 為了在歐共體內(nèi)實現(xiàn)單一的EMC標準，以適應1992年實行的單一歐洲市場，歐洲委員會推行了歐共指令89/336/EEC，它要求成員對所有的電子裝置的電磁兼容性法規(guī)化。法規(guī)必須包含干擾和敏感度兩個方面。這個指令中定義的“裝置”包括所有電氣、電子應用設備以及配套的電氣、電子器件。例外情況是出現(xiàn)在其它包含EMC要求的指令中的裝置。目前，這種例外包括機動車點火系統(tǒng)和某些電度表。另外，不是用于商業(yè)目的的業(yè)余無線電裝置也屬于例外。這個法規(guī)不僅適用于設備的新設計，也適用于指令實施后繼續(xù)生產(chǎn)的已有設計。 歐洲委員會已經(jīng)責成CENELEC，電工標準化歐洲組織，制定歐洲標準（EN）。成員國必須將這些標準與國家標準等同使用，任何矛盾的標準必須撤除。CENELEC EN可以在IEC或CISPR標準的基礎上應用，但不一定要與它們等同。 制造商有兩種方法來證明符合這個指令，即“自認證”和使用“技術構造文件”。 使用自認證方法時，制造商通過自己測試或按照適當?shù)腅N進行測試，來認證產(chǎn)品是否符合。在這種方法中，沒有明確要求要使用特許的設施。但是，如果日后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不符合，制造商將承擔法律責任。在關于產(chǎn)品符合性的爭端中，一個由特許測試部門提供的測試報告是十分有分量的。 如果沒有相關的EN，或設備制造商不準備使用它，符合性只有通過編輯技術構造文件來證明。這個文件描述的裝置，列出