选择机箱的屏蔽材料需综合考虑电磁兼容性(EMC)、物理性能、成本及环境适应性等因素,以确保有效控制电磁干扰(EMI)并保护内部设备稳定运行。以下是具体选择要点及方案:
一、明确屏蔽需求
屏蔽目标
控制外部干扰:防止外界电磁波(如无线电、手机信号)影响机箱内设备。
防止内部泄漏:阻止机箱内设备(如服务器、电源)产生的电磁辐射外泄。
合规性要求:满足FCC、CE等电磁兼容标准或行业规范(如医疗设备需符合IEC 60601-1-2)。
频率范围
不同材料对不同频率的屏蔽效果差异显著:
低频(<1MHz):需高磁导率材料(如硅钢、坡莫合金)。
高频(>1MHz):需高电导率材料(如铜、铝)。
宽频段:需多层复合材料或特殊设计(如导电橡胶+金属网)。
二、核心材料类型及特性
1. 金属材料
材料优点缺点适用场景
冷轧钢板成本低、强度高、屏蔽效果好易腐蚀、重量大普通服务器、工业控制机箱
不锈钢耐腐蚀、美观成本较高、屏蔽性能略低于冷轧钢医疗设备、户外机箱
铝合金重量轻、散热性好屏蔽性能较弱(需表面处理)便携式设备、轻量化机箱
铜屏蔽性能佳(尤其高频)成本高、易氧化高频敏感设备(如射频测试箱)
2. 导电涂层材料
类型:导电漆、导电胶、导电布等。
优点:
适用于复杂形状机箱(如异形外壳)。
可局部喷涂,降低成本。
缺点:
长期使用可能脱落或老化。
需严格控制喷涂厚度(通常0.1-0.5mm)。
适用场景:塑料机箱增强屏蔽、接缝处补强。
3. 复合材料
类型:金属-塑料复合板、导电泡沫、导电橡胶等。
优点:
结合金属屏蔽性能与塑料轻量化优势。
导电橡胶可填充缝隙,提高密封性。
缺点:
成本较高。
需专业加工工艺。
适用场景:服务器、军事设备机箱。
三、关键性能指标
屏蔽效能(SE)
衡量材料阻挡电磁波的能力,单位为dB。
建议值:
商业设备:≥40dB(10MHz-1GHz)。
军用设备:≥60dB(10kHz-18GHz)。
测试方法:参照ASTM D4935或IEC 61000-4-21。
表面电阻率
导电材料表面电阻率应≤1Ω/sq,以确保电流均匀分布。
耐腐蚀性
潮湿环境需选择镀锌钢板、不锈钢或涂层材料。
机械强度
需承受运输、安装过程中的振动和冲击(如符合MIL-STD-810G标准)。
四、结构设计优化
接缝处理
指形簧片:适用于频繁开合的机箱门,提供持续导电接触。
导电胶条:填充缝隙,防止电磁泄漏。
屏蔽衬垫:如铍铜簧片,兼顾屏蔽与密封性。
孔洞设计
通风孔:采用蜂窝状结构,平衡散热与屏蔽需求(孔径≤λ/20,λ为波长)。
接口孔:使用导电垫圈或屏蔽盖板封闭。
多层屏蔽
外层用金属板阻挡低频磁场,内层用铜箔屏蔽高频电场,形成“磁-电”复合屏蔽。
五、成本与环保考量
成本控制
批量生产时优先选择冷轧钢板或铝板。
小批量或定制化需求可考虑导电涂层或复合材料。
环保合规
避免使用含铅、汞等有害物质的材料(如符合RoHS指令)。
可回收材料(如铝合金)更符合绿色制造趋势。
六、典型应用方案
普通服务器机箱
材料:1.2mm冷轧钢板,表面喷涂导电漆。
结构:接缝处加装指形簧片,通风孔采用蜂窝状设计。
屏蔽效能:≥50dB(10MHz-1GHz)。
便携式医疗设备机箱
材料:铝合金框架+导电塑料外壳(ABS+碳纤维+导电填料)。
结构:接缝处粘贴导电胶条,接口孔使用屏蔽盖板。
屏蔽效能:≥40dB(100kHz-3GHz)。
高频测试箱
材料:内层0.5mm铜板,外层1.0mm冷轧钢板,中间填充黄瓜导航在线观看。
结构:门缝采用双层导电橡胶密封,观察窗使用导电玻璃。
屏蔽效能:≥80dB(1MHz-18GHz)。