汽車顯示器電磁幹擾屏蔽：導電泡棉應用

汽車顯示器中的電磁幹擾屏蔽是如何實現的？

隨著汽車顯示器變得更大、更薄、整合度更高，電磁相容性 (EMC) 的管理變得越來越困難。

本文重點介紹中央資訊娛樂顯示器、儀表板、後座娛樂螢幕和其他汽車顯示模組。文章闡述了導電泡棉如何用於顯示器框架接地、FPC屏蔽、觸控幹擾控制和驅動板接地，以及工程師在選擇EMI屏蔽材料時應考慮的關鍵因素。

為什麼電磁幹擾屏蔽對汽車顯示器很重要？

汽車顯示器正在經歷一場尺寸上的重大變革。

早期車輛通常使用7吋中央顯示器。如今，12.3吋儀錶板、15.6吋中央顯示器、全景螢幕和後排娛樂顯示器越來越普及。作為智慧座艙中尺寸最大、使用最頻繁的電子元件之一，顯示器已成為車輛電磁相容性（EMC）設計的關鍵組成部分。

然而，更大更薄的顯示器也帶來了更困難的屏蔽條件。

顯示器背後的可用安裝空間非常有限。同時，顯示器可能對…非常敏感電磁幹擾（EMI）以及潛在的電磁輻射源。

如果屏蔽和接地不足，可能導致以下後果：

• 螢幕閃爍
• 顯示偽影
• 觸控螢幕故障
• 觸球漂移或誤觸
• 訊號幹擾
• 亮線或異常像素

在許多情況下，問題可能與設計或選擇不當的導電墊片有關。

有關導電泡沫的基本介紹，請參見什麼是導電泡沫？用途、應用及電磁幹擾屏蔽優勢。

康力達在汽車顯示器屏蔽領域擁有豐富的經驗。其AIR LOOP導電泡棉和黑色導電泡棉已被中國領先的汽車製造商廣泛應用於量產的中控顯示器和儀錶板專案中。

康利達不只是提供材料，而是在設計階段與客戶合作，優化墊片結構、接地路徑、材料選擇和電磁相容性性能。

1. 汽車顯示器面臨的主要電磁相容性挑戰

與智慧型手機和平板電腦相比，車載顯示器在更嚴苛的條件下運作。

挑戰一：安裝空間極為有限

汽車顯示器採用窄邊框和超薄設計。

例如，15.6 吋中央顯示器的邊框可能只有 3-5 毫米寬，而整個顯示模組的厚度可能不到 10 毫米。

在這個有限的空間內，該模組必須容納：

• 顯示面板
• 觸摸層
• 背光
• 驅動板
• FPC/FFC電纜
• 接地結構
• 電磁幹擾屏蔽材料

每一毫米都至關重要。

挑戰二：更惡劣的電磁環境

與消費性電子產品不同，汽車顯示器可能在接近以下溫度的環境下運作：

• 馬達控制器
• 直流/直流轉換器
• 高功率音頻放大器
• 無線通訊模組
• 高速車輛網絡

這些系統會產生電磁噪聲，該噪聲會透過輻射和傳導路徑耦合到顯示器中。

挑戰三：更高的可靠性要求

汽車零件預計可靠運行10年以上。

顯示模組可能會出現以下情況：

• 低溫約為攝氏零下40度
• 高工作溫度
• 連續機械振動
• 熱循環
• 太陽輻射和熱量積聚

屏蔽材料在其使用壽命期間必須保持穩定的電氣接觸、壓縮恢復和機械性能。

挑戰四：問題顯而易見

車載顯示器內部的屏蔽故障對使用者來說通常不易察覺。

閃爍、觸摸漂移、顯示圖案異常以及其他與電磁相容性相關的問題會直接影響車輛的感知品質。

2. 導電泡棉在汽車顯示器中的四個主要應用

應用1：顯示器框架接地

最大、最常見的應用程式

汽車顯示器的金屬框架，通常由鋁合金或不銹鋼製成，可以起到有效的電磁屏蔽作用。

但是，金屬結構必須與接地線建立低阻抗的電氣連接才能有效運作。

導電泡沫的使用方法

可以在顯示器框架的周邊安裝空氣環或 D 形 FOF 導電墊圈。

當顯示器組裝到儀表板結構或中控台支架時，墊圈會被壓縮在金屬框架和接地結構部件之間。

這樣既能形成連續、靈活的電氣連接，又能適應尺寸公差。

為什麼要使用AIR LOOP？

顯示模組對機械壓力很敏感。

傳統的 FOF 墊片可能需要相對較高的壓縮力，這可能會在顯示器邊緣產生過大的機械應力。

AIR LOOP導電泡棉旨在以顯著降低的壓縮力實現電氣連續性。根據康利達的應用數據，其壓縮力約為傳統FOF設計的24% ，有助於降低超薄顯示模組的應力。

在一個中心顯示項目中，用 AIR LOOP 取代傳統的 FOF 墊圈有助於消除週期性的顯示閃爍，同時提高組裝模組的平整度。

應用2：FPC/FFC屏蔽和接地

柔性印刷電路 (FPC) 和扁平柔性電纜 (FFC) 將顯示面板連接到驅動電子裝置，並傳輸高速視訊訊號。

它們也是電磁幹擾耦合的常見路徑。

FPC既可以接收外部電磁噪聲，也可以輻射高速電路產生的噪聲。

屏蔽是如何實施的

根據機械設計的不同，工程師可能會使用：

• 電纜上纏繞著導電織物
• 微型FOF導電泡沫
• 導電織物與接地點結合
• 電纜與金屬連接處的導電泡沫

當電纜需要重複彎曲時，導電織物尤其適用。

為什麼不直接使用銅箔？

銅箔可以提供極佳的電屏蔽效果，但它相對較硬，反覆彎曲後可能會產生永久性摺痕。

導電織物更柔軟、更薄、更靈活，因此更適合動態FPC佈線。

如需進行更廣泛的材料比較，請參見導電泡棉、銅箔、鋁箔和導電織物：主要性能對比。

康利達的導電織物可以製造得薄至0.016 毫米，表面電阻≤0.03 Ω ，在安裝空間極其有限的情況下提供導電性和屏蔽性能。

應用3：觸控層和顯示層之間的層間屏蔽

現代汽車顯示器通常採用層壓結構，由觸控層和顯示器組成。

電容式觸控系統能夠偵測電場的變化，因此對電磁雜訊特別敏感。

當防護不足時會發生什麼事？

顯示驅動電路產生的雜訊可能會耦合到觸控層。

這可能導致：

• 假動作
• 觸漂
• 觸覺靈敏度降低
• 觸控反應不穩定

如何導電泡沫幫助

可以使用微型 FOF 墊片或全嚮導電泡棉在相關屏蔽結構之間建立電氣接地路徑。

全方位導電泡棉可在X、Y 和 Z 方向上提供導電性，即使在可用壓縮距離非常小的情況下也能實現可靠的接地。

更多詳情請參見全方位導電泡棉墊片與標準導電泡棉墊片的比較。

對於較窄的層間隙，薄導電泡棉結構可以提供以下優點：

• 低壓縮力
• 低接觸電阻
• 尺寸緊湊
• 可靠接地

這使其適用於既需要控制電氣性能又需要控制機械應力的應用。

應用 4：驅動器 PCB 接地

顯示驅動板控制視訊訊號的處理和傳輸到面板。

由於 PCB 通常直接安裝在顯示器的後面或旁邊，因此其接地結構是 EMI 屏蔽系統的另一個重要組成部分。

導電泡沫的使用方法

SMT導電墊片可採用標準表面貼裝組裝製程直接安裝到指定的PCB接地焊盤上。

回流焊接後，墊片在 PCB 和顯示器的金屬框架或外殼之間形成柔性接地連接。

為什麼選擇SMT墊片？

主要優勢在於自動化裝配。

SMT墊片可以使用傳統的取放設備進行放置，從而減少人工組裝並提高位置一致性。

彈性芯材也有助於適應機械公差和振動。

對於汽車顯示驅動板而言，這在PCB空間有限且需要自動化生產的情況下尤其有用。

3. 如何為汽車顯示器選擇合適的電磁幹擾屏蔽泡棉材料

材料的選擇不應僅基於導電性。

工程師需要考慮壓縮力、尺寸公差、屏蔽頻率、溫度範圍、耐久性、外觀、重量和環境要求。

因此，應根據實際的機械結構和EMC目標來選擇合適的EMI泡棉材料，而不僅僅是根據電阻值。

電鍍也會影響材料的電氣性能、耐腐蝕性和外觀。不同的應用可能會使用鎳、金、錫或其他導電塗層。

4. 康利達汽車顯示器電磁幹擾屏蔽能力

為什麼選擇康利達（Konlida）作為汽車顯示器屏蔽材料？

1. 具備大規模生產經驗AIR LOOP

Konlida是專門生產AIR LOOP導電泡棉的製造商之一。

該技術已透過高端消費性電子產品的大規模生產得到驗證，並已引入汽車中央顯示器和儀錶板專案中。

這種生產經驗有助於確保尺寸、壓縮特性和電氣性能的一致性。

2. 完整的導電泡棉產品組合

康利達提供多種屏蔽結構，包括：

• AIR LOOP
• FOF
• SMT導電墊片
• 全方位導電泡沫
• 導電織物
• 鍍鎳產品
• 鍍金產品
• 鍍錫產品
• 碳基導電材料
• 客製化形狀的型材

這樣，工程師就可以在同一個顯示模組內的不同位置選擇不同的結構。

3. 快速原型製作和麵向製造的設計支持

對於合適的項目，Konlida 最快可在4 小時內提供原型。

其工程團隊可以參與圖紙審查階段進行評估：

• 墊片定位
• 壓縮比
• 接地路徑
• 橫斷面幾何形狀
• 裝配公差
• 自動化製造要求

這種以製造導向的設計（DFM）為導向的方法可以減少驗證前的設計迭代次數。

4. 電磁相容性測試與仿真

Konlida 經營著一個專門的 EMC 實驗室，配備了頻譜分析儀和向量網路分析儀等設備。

可在30 MHz–10 GHz範圍內評估屏蔽性能。

在產品開發過程中，也會使用 ANSYS 電磁模擬來幫助識別潛在的屏蔽問題，然後再進行物理驗證。

5. 面向汽車產業的品質管理

Konlida 依照IATF 16949、ISO 13485 和 ISO 9001品質系統運作。

其生產線採用線上 CCD 檢測，關鍵尺寸可透過將 Cpk 目標值設定為高於 1.33 來控制。

這些功能旨在滿足汽車電子元件的一致性要求。

5. 汽車顯示器電磁幹擾屏蔽泡棉墊片選擇指南

不同類型的顯示器需要不同的接地和屏蔽策略。

對於既需要電磁幹擾屏蔽又需要機械密封的應用，電磁幹擾屏蔽泡棉墊片能夠在金屬結構之間提供靈活的接口，同時在壓縮下保持電氣連續性。

6. 常見問題解答

汽車顯示器和智慧型手機的導電泡棉有什麼區別？

主要區別在於環境和可靠性要求。

汽車顯示器必須能夠承受較長的使用壽命、熱循環、振動以及更寬的工作溫度範圍。此外，它們還面臨更嚴格的材料合規性、阻燃性、耐久性和生產一致性要求。

用於展示框架接地的導電泡棉應該有多寬？

這取決於可用的機架寬度和機械結構。

對於 3-5 毫米窄的邊框，大約 2-4 毫米的墊圈寬度可能適合作為初始設計範圍。

實際規格應透過機械公差分析和電磁相容性驗證來確定。

對於超窄結構，根據輪廓和製造工藝的不同，康利達可以生產寬度低至約 1.5 毫米的導電泡棉。

黑色導電泡棉與銀灰色導電泡棉有何不同？

主要區別通常在於外觀，而不是基本的屏蔽功能。

當顯示器周圍的墊圈可能可見時，黑色導電泡棉非常有用，因為它更容易與深色的汽車內裝組件融合。

更換導電泡棉材質能否解決觸控螢幕幹擾問題？

未必。

觸摸幹擾可能來自多個方面，包括：

• 接地不良
• 層間屏蔽效果差
• 驅動電路雜訊
• FPC耦合
• PCB接地不足
• 屏蔽幾何形狀不當

選擇合適的導電墊片可以解決接地和屏蔽路徑中的一個重要問題，但可能仍需要進行系統級電磁相容性分析。

康利達能否提供完整的汽車顯示器屏蔽解決方案？

是的。

Konlida 可以為從材料選擇和結構設計到原型製作、EMC 測試、驗證和批量生產的整個過程提供支援。

對於汽車顯示項目，其工程團隊可以儘早參與設計過程，並推薦合適的空氣迴路、光纖、SMT墊片、導電織物和其他屏蔽材料的組合。

關於康利達

蘇州康利達精密電子有限公司成立於2006年，專門從事電磁幹擾屏蔽和熱管理材料的研發和生產。

製造能力

• 45,000平方公尺的生產設施
• 300名員工
• 30條導電泡棉生產線
• 12台旋轉式模切機
• 日產能高達200萬件
• 專有的第四代自動化包裝成型設備

技術能力

• 近20年的電磁幹擾屏蔽經驗
• 綜合材料開發與製造能力
• ANSYS電磁仿真
• 專用電磁相容性實驗室
• 快速原型製作能力
• 擁有為國際電子品牌和領先汽車製造商供貨的經驗

在汽車顯示器應用中，康利達的 AIR LOOP 和黑色導電泡棉已被用於多個大規模生產的中央顯示器和儀錶板專案中。

無論您需要快速交付的標準墊圈，還是用於超窄邊框的微型定制型墊圈，合適的EMI 屏蔽泡沫墊圈都應該根據顯示器的機械結構、接地路徑、EMC 目標和生產要求進行設計。

有關更廣泛的智慧座艙防護策略，請參見智慧座艙電磁幹擾屏蔽：電磁相容泡棉材質的應用。