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電磁幹擾墊片比較:如何選擇適合的材質

介紹

隨著電子設備變得越來越小巧,以及5G/6G 通訊和電動車的快速發展,電磁相容性 (EMC)已成為產品成功的決定性因素。

在所有EMC組件中, EMI墊片是最靈活、應用最廣泛的解決方案之一。
其材料選擇直接決定:

  • 屏蔽效能

  • 長期可靠性

  • 系統總成本

然而,工程師在比較導電泡沫、導電彈性體和金屬彈簧指時,常常會感到困惑。
哪種材料真正適合特定的項目?

本指南對五種主流EMI墊片材料進行了深入的技術比較,闡明了它們的性能界限,並提供了實現最佳EMC設計的清晰選擇方法


1. 核心基本原理-什麼決定了EMI墊片的性能?

在比較材料之前,必須先了解三個關鍵性能維度。

1. 屏蔽機制

  • 反射主導型金屬 → 高導電性金屬

  • 吸收主導型→磁性填料

  • 混合反射+吸收→複合系統

這決定了其在低頻段到高頻段的有效性。

2. 環境適應性

耐溫性、耐腐蝕性和壓縮永久變形穩定性決定了車輛的使用壽命:

  • 汽車

  • 戶外基礎設施

  • 航太

3. 介面一致性

硬度、壓縮力曲線和回彈性決定了墊片能否維持:

  • 穩定的低阻抗接地

  • 容差補償

  • 無結構變形


2. 五種主流EMI墊片材質的深入比較

2.1 導電泡棉墊片

結構:
PU/CR/矽膠泡棉芯材,外覆金屬化導電織物或PI薄膜

屏蔽機制:
以表面導電性為主的反射效應。

優勢

  • 高壓縮比(高達70%)

  • 優異的韌性與輕盈性

  • 靈活的模切定制

  • 好的性價比

限制

  • 長時間循環後可能發生壓縮變形

  • 泡沫老化溫度高於125 °C或低於-40 °C

典型應用

  • 智慧型手機和平板電腦

  • 網路機櫃

  • 工業控制櫃

康利達的創新技術,例如AIR LOOP中空結構,透過以下方式降低壓縮力:70%在保持60–90 dB 屏蔽的同時,解決大型顯示器組件應力問題。

相關閱讀:
查看行動裝置中的訊號完整性挑戰:
https://www.konlidainc.com/article/signal.html

導電泡棉墊片


2.2 導電彈性體墊片

結構:
填充銀、鍍銀銅、鎳或石墨顆粒的矽膠或氟矽膠。

屏蔽機制:
透過導電粒子網路實現反射和吸收的複合作用。

優勢

  • 優異的IP防護等級(防塵、防水、防潮)

  • 寬廣的溫度範圍: -55 °C 至 200 °C+

  • 強耐腐蝕性

  • 低壓縮永久變形和長壽命

限制

  • 更高的硬度和壓縮力

  • 高昂的材料成本(尤其是鍍銀材料)

  • 模具依賴型定制

典型應用

  • 航空航太和軍事電子

  • 室外基地台

  • 電動車電池組和馬達控制器

汽車電磁相容性範例:
https://www.konlidainc.com/article/bms.html

導電彈性體墊片


2.3 金屬彈簧指形墊圈

結構:
精密沖壓鈹銅或不銹鋼指形彈簧或波形彈簧。

屏蔽機制:
金屬反射屏蔽層

優勢

  • 極高的屏蔽效能( >100 dB

  • 優異的導電性和耐久性

  • 能承受頻繁的交配週期

  • 極少老化

限制

  • 高昂的成本

  • 需要精確的平面接觸面

  • 防腐蝕主要依靠鍍層。

  • 結構安裝的複雜性

典型應用

  • 軍用通訊底盤

  • 高端測試儀器

  • 屏蔽室門

  • 服務存取面板

金屬彈簧指形墊圈

2.4 各向同性導電泡沫

結構:
具有全體積金屬化或導電顆粒填充的開孔泡棉。

屏蔽機制:
三維各向同性導電性,使電流能夠在各個方向上流動。

優勢

  • 任意切割和柔性加工

  • 緩衝和減震

  • 低成本

限制

  • 中等屏蔽( 50–80 dB

  • 機械強度較低

  • 表面磨損敏感性

  • 高頻性能有限

典型應用

  • 局部PCB屏蔽

  • FPC接地

  • 網路攝影機模組

  • 對成本敏感的電子產品

各向同性導電泡沫

2.5 柔性吸收片

結構:
鐵氧體或磁性合金粉末分散在矽酮或聚合物基質中。

屏蔽機制:
以吸收為主,將電磁能轉換為熱能。

優勢

  • 抑製腔體諧振和品質因數

  • 提高訊號完整性

  • 輕薄柔軟

限制

  • 導電性不高。

  • 通常與反光墊片一起使用

典型應用

  • 智慧型手機和筆記型電腦

  • 天線隔離

  • 高速PCB電磁幹擾抑制

  • SAR降低

高頻電磁相容性最佳化參考:
https://www.konlidainc.com/article/obc.html

柔性吸收片


3. EMI 墊片選擇矩陣

標準導電泡沫導電彈性體金屬彈簧各向同性泡沫吸收片
核心價值成本效益平衡極高的可靠性最大屏蔽低成本原型製作共振抑制
最佳頻率中高寬頻全光譜中低目標帶
壓縮力低至中等高的中高非常低與壓力無關
溫度範圍-40 °C 至 125 °C -55 °C 至 200 °C 以上-65 °C–165 °C -40 °C–85 °C -40 °C 至 120 °C
環境印章緩和出色的貧窮的緩和沒有任何
相對成本$$$$$$$$$ $ $$

推薦選擇工作流程

  1. 定義EMC目標
    屏蔽等級、頻段、環境、壽命和容差。

  2. 篩選出 2-3 種材料
    基於績效矩陣。

  3. 評估製造成本
    工具製造、加工和安裝。

  4. 原型測試

    • 屏蔽效能(SE)

    • 抗壓強度曲線

    • 環境可靠性

  5. 與供應商進行迭代最佳化
    調整材料參數和結構。

電磁幹擾墊片比較:如何選擇適合的材質 6

結論——沒有“最好”,只有最合適的

選擇電磁幹擾墊片需要在以下幾個方面之間取得精確平衡:

  • 屏蔽性能

  • 環境耐久性

  • 機械相容性

  • 成本控制

典型選擇:

  • 消費性電子產品 → 導電泡沫

  • 電動車及戶外系統 → 導電彈性體

  • 軍工及精密儀器 → 金屬彈簧指

作為領先的電磁幹擾屏蔽和熱管理解決方案提供商, Konlida交付:

  • 完整材料組合

  • 協同設計工程支持

  • 材料研發到精密模切的端到端能力

確保從概念到大量生產的無縫銜接。

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