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什麼是電磁幹擾屏蔽？ 70 dB 究竟意味著什麼？
在電子設備設計中，電磁幹擾屏蔽屏蔽已不再是可選項。無論您開發的是智慧型手機、電動汽車電子產品、通訊設備還是工業控制系統，屏蔽不良都可能導致訊號不穩定、噪音幹擾、資料遺失以及電磁相容性 (EMC) 合規性失效。
然而，許多工程師仍難以解讀屏蔽規範：
- 70 dB 屏蔽效能意味著什麼？
- 60 分貝和 90 分貝有多大差別？
- 產品究竟需要多少電磁幹擾屏蔽？
本指南解釋了電磁屏蔽的基本原理、屏蔽效能的測量方法以及如何為實際應用選擇合適的屏蔽材料。
如果您還不熟悉屏蔽材料的主要類別，請先閱讀這篇文章：
電磁幹擾屏蔽材料類型：完整選用指南
什麼是電磁屏蔽？
電磁屏蔽指利用導電或磁性材料來阻擋、反射或吸收電磁波，防止電子系統間的干擾。
在電磁相容性（EMC）工程中，屏蔽在控制以下方面起著核心作用：
| EMC類別 | 定義 |
|---|---|
| 電磁幹擾 (EMI) | 電子設備發出的噪音 |
| 電磁感應率 (EMS) | 設備抵抗外部幹擾的能力 |
原理很簡單：
當電磁波到達屏蔽材料時，一部分能量會被反射，一部分能量會被吸收並耗散在材料內部，只有一小部分能量會穿過屏蔽材料。
這就是為什麼電磁屏蔽材料在現代電子產品中被廣泛應用的原因。
常見的電磁屏蔽應用
- 智慧型手機晶片組上方的屏蔽罩
- 筆記型電腦顯示器後面的EMI薄膜
- 通訊機櫃上的導電泡棉墊圈
- 實驗室中的屏蔽罩和電磁相容室
- 汽車電子中的PCB接地結構
如需更深入了解導電泡棉屏蔽結構，請參閱：
什麼是EMI泡沫？ EMI泡棉完全指南
如何衡量屏蔽性能？
電磁幹擾屏蔽性能的測量方法如下：
屏蔽效能（SE）
單位： dB（分貝）
分貝 (dB) 是一個對數單位，而非線性單位。這意味著分貝值的微小增加都可能代表屏蔽效能的巨大提升。
屏蔽效能轉換表
| 屏蔽效能 | 節能減排 | 實際意義 |
|---|---|---|
| 20 分貝 | 100倍衰減 | 阻隔99%的電磁幹擾 |
| 40 分貝 | 10,000倍衰減 | 屏蔽率 99.99% |
| 60 分貝 | 1,000,000倍衰減 | 積壓 99.9999% |
| 80 分貝 | 1億倍衰減 | 近乎完全屏蔽 |
| 100 分貝 | 10,000,000,000倍衰減 | 軍用/航空航天級 |
要記住的關鍵規則
每增加20 dB ，屏蔽能力約提高10 倍。
這意味著 70 分貝和 90 分貝之間的差異並不小——它代表著大約10 倍的衰減能力。
70 dB EMI屏蔽意味著什麼？
70 dB的屏蔽效能意味著電磁波能量降低到原始強度的大約千萬分之一。
實際上，對於大多數商業和工業電子系統而言，70 dB 的屏蔽已經足夠了。
產業典型屏蔽要求
| 屏蔽等級 | 典型應用 |
|---|---|
| 30–40 分貝 | 基本家用電子產品 |
| 50–60 分貝 | 智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦 |
| 60–80 分貝 | 汽車、電信、醫療電子 |
| 80–100 分貝 | 航空航太、國防、精密實驗室 |
| 100+ 分貝 | 專用軍用屏蔽室 |
因此，當供應商聲稱導電泡棉墊圈可提供70 dB EMI 屏蔽時，它已經滿足了許多汽車和通訊系統的要求。
然而，還有一個重要的細節：
屏蔽效果隨頻率而變化。
一種材料在 100 MHz 時性能可能非常出色，但在 5 GHz 時性能會顯著下降。這就是為什麼專業供應商會提供完整的屏蔽效能曲線，而不是單一數據點。
關於高頻設計的考慮，您也可以參考：
電磁幹擾/射頻幹擾屏蔽材料：避免 5G 中 4 個代價高昂的錯誤
影響電磁幹擾屏蔽性能的關鍵因素
屏蔽效果取決於的遠不止材料本身。
1. 材料導電性
一般來說，更高的導電性能夠提供更好的屏蔽性能。
這就是為什麼鍍金導電泡棉通常比標準鍍鎳材料性能更好、更穩定的原因。
2. 聯繫品質
即使是微小的縫隙也可能成為電磁幹擾洩漏路徑。
這也是導電泡棉墊片通常比平面導電織物更可靠的原因之一——它們的彈性可以補償不平整的表面，並保持穩定的接觸壓力。
3. 壓縮比
對於導電泡棉等彈性屏蔽材料，壓縮會直接影響屏蔽性能。
建議壓縮比：
- 通常為25%–30%
壓縮不足會導致電氣接觸不良。
過度壓縮可能會對材料造成永久性損壞。
4. 頻率範圍
不同材料在不同頻段的表現不同。
例如：
- 銅箔在低頻下表現出色。
- 吸收材料在高頻 5G 應用中通常更有效。
如何選擇合適的電磁幹擾屏蔽材料
一旦了解了屏蔽效能，材料選擇就容易多了。
場景一：對成本敏感的消費性電子產品
受到推崇的：
- 標準FOF導電泡沫
- 導電織物
典型屏蔽：
- 60–70 分貝
最適合：
- 智慧型手機
- 片劑
- 消費性電子產品
場景二：自動化PCB組裝
受到推崇的：
- SMT導電泡棉墊片
優勢：
- 相容回流焊
- 自動化放置
- 穩定的接地性能
- 屏蔽效能≥75 dB
了解更多：
什麼是SMT EMI屏蔽墊片？
場景 3：高頻 5G 應用
受到推崇的：
- 結合吸音材料和導電泡沫的混合設計
關鍵考慮因素：
- 全頻屏蔽曲線性能
場景 4：嚴苛的汽車或航空航天環境
受到推崇的：
- 鍍金導電泡沫
- 導電矽橡膠
優勢：
- 90+ dB屏蔽
- 耐高溫性能
- 耐鹽霧性能
- 抗震耐久性
FAQ
問題1：電磁屏蔽和隔音是一回事嗎？
不。
電磁屏蔽可以阻擋電磁波，而隔音則可以控制聲波。它們使用的材料和工程原理完全不同。
Q2：屏蔽室和屏蔽箱有什麼差別？
- 屏蔽室通常用於全系統電磁相容性測試。
- 屏蔽盒是一種用於模組級測試的緊湊型外殼。
兩者都使用導電外殼來隔離電磁幹擾。
Q3：哪種EMI屏蔽材料最好？
沒有絕對的“最佳”材料。
每種選擇都涉及以下方面的權衡：
- 屏蔽效能
- 機械柔韌性
- 組裝過程
- 成本
銅箔屏蔽性能極佳，但缺乏彈性。導電泡棉具有緩衝和填充縫隙的作用，但峰值屏蔽性能略低。
Q4：電場屏蔽和磁場屏蔽是一樣的嗎？
不。
| 屏蔽類型 | 推薦材料 |
|---|---|
| 電場屏蔽 | 銅、鋁、導電織物 |
| 磁場屏蔽 | 鐵素體、坡莫合金、吸收材料 |
它們的物理機製完全不同。
關於康利達
成立於2006年，康利達精密電子是一家領先的電磁幹擾屏蔽和熱管理解決方案製造商。
我們的導電泡棉產品屏蔽效果超過 90 dB，廣泛應用於消費性電子產品、汽車電子產品、通訊系統和醫療設備。
Konlida 經營先進的 EMC 實驗室，能夠提供完整的30 MHz–3 GHz 屏蔽效能曲線，幫助工程師評估實際材料性能，而不是只依賴孤立的峰值。