屏蔽罩的材质选型与屏蔽效能的使用说明

屏蔽罩作为电子设备中抵御电磁干扰（EMI）的关键部件，普遍应用于通讯设备、消费电子、汽车电子等区域，其核心作用是阻隔外部电磁辐射对内部敏感元件的干扰，同时防止内部元件产生的电磁信号外泄，确定设备信号传输精度与稳定运行。屏蔽罩的防护效果高度依赖材质选型（决定基础屏蔽能力）与使用方式（影响实际效能发挥），若材质选错或安装维护不当，屏蔽效能可能下降 50% 以上，无法达到设备电磁兼容性（EMC）要求。

一、屏蔽罩的核心作用与屏蔽效能影响因素

（一）核心作用

抗外部干扰：阻挡外界高频电磁信号（如手机信号、无线 WiFi 信号，频率 2.4-5GHz）侵入设备内部，避免敏感芯片（如处理器、传感器）因干扰出现数据错误、功能异常；

防内部外泄：控制设备内部元件（如电源模块、射频模块）产生的电磁辐射外泄，避免干扰周边其他电子设备（如同一机箱内的其他电路板），同时达到行业 EMC 标准（如 CE、FCC 认证要求）。

（二）屏蔽效能关键影响因素

材质导电 / 导磁性能：导电率越高，对电场屏蔽效果越好；导磁率越高，对磁场屏蔽效果越好，二者共同决定基础屏蔽能力；

结构完整性：屏蔽罩若存在缝隙（宽度＞0.1mm）、孔洞（直径＞电磁波长的 1/20），会形成 “电磁泄漏通道”，明显降低屏蔽效能；

厚度与表面状态：材质厚度不足（＜0.1mm）会导致电磁穿透，表面氧化、锈蚀会增加接触电阻，削弱屏蔽效果。

二、屏蔽罩的材质选型逻辑

材质选型需围绕 “干扰类型（电场 / 磁场 / 复合场）、频率范围、环境要求（如不怕温、不易腐蚀）” 三大核心，平衡屏蔽效能与成本、工艺需求：

（一）常规电子设备场景（如手机、电脑、智能家居，干扰频率 0.1-10GHz）

场景特点：以电场干扰为主，环境温和（温度 - 20-85℃，无强腐蚀），对成本敏感，需兼顾加工性（如冲压、折弯）。

适配材质：

镀锌钢板（SGCC）：

性能：导电率约 10% IACS（环球退火铜标准），导磁率较不错，对中低频电场、磁场均有屏蔽效果（屏蔽效能 20-40dB@1GHz）；

优点：成本还行（约为铜的 1/3），易冲压成型，适合批量生产（如电脑主机内部的板卡屏蔽罩）；

注意：表面镀锌层厚度需≥8μm，避免氧化生锈，长期使用温度不超过 120℃。

镀镍铜合金（如黄铜 H62 镀镍）：

性能：导电率约 25% IACS，电场屏蔽效能不错（40-60dB@1GHz），加工性不错（可制作复杂结构，如带卡扣的小型屏蔽罩）；

适用：对屏蔽效能要求较不错的场景（如手机射频模块屏蔽罩），可通过镀镍提升表面性、防止氧化。

（二）高频 / 强干扰场景（如通讯基站、射频设备，干扰频率 10-30GHz）

场景特点：以高频复合干扰（电场 + 磁场）为主，需高屏蔽效能（≥60dB），部分设备存在发热（温度≤150℃）。

适配材质：

紫铜（T2）：

优点：适合高频强电场干扰场景（如基站射频单元屏蔽罩）；

注意：铜易氧化，需表面镀锡（厚度 5-10μm）或镀金（厚度 1-3μm，用于高性场景），成本较不错（约为钢板的 3 倍），加工时需避免变形（铜刚性较差）。

磷青铜（QSn6.5-0.1）：

性能：导电率约 20% IACS，弹性不错（可制作带弹片的屏蔽罩，用于可拆卸结构），屏蔽效能 35-55dB@10GHz；

适用：高频设备中需频繁拆装的屏蔽罩（如通讯设备的模块化屏蔽罩），不怕温性优于铜（长期不怕温 150℃）。

（三）恶劣环境场景（如汽车电子、工业控制，环境温度 - 40-150℃，可能含油污、湿度＞80%）

适配材质：

不锈钢（304/316L）：

性能：304 导电率约 2% IACS，316L 约 1.5% IACS，导磁率低，但机械强度不错（抗拉强度≥515MPa），蚀性不错（可抵御油污、潮湿），屏蔽效能 25-45dB@5GHz；

适用：汽车发动机舱内的屏蔽罩（如 ECU 控制器屏蔽罩）、工业控制柜内的高湿环境屏蔽罩；

注意：因导电率低，需通过增加厚度（0.2-0.3mm，常规材质 0.1-0.15mm）提升屏蔽效能，加工难度略高（需用冲压模具）。

铝镁合金（如 6061-T6）：

性能：导电率约 60% IACS，轻量化（密度约 2.7g/cm³，为钢的 1/3），屏蔽效能 30-50dB@5GHz，不怕温性不错（长期不怕温 180℃）；

适用：汽车车载设备（如中控屏、雷达模块）、无人机内部屏蔽罩，需兼顾轻量化与不怕温的场景；

注意：表面需做阳氧化处理（厚度 5-10μm），增强性与不易腐蚀性，避免刮擦导致屏蔽层破损。

（四）高性场景

场景特点：对屏蔽效能要求高，需长期稳定（使用寿命 5-10 年），无电磁泄漏风险。

适配材质：

铜镀银 / 镀金：

性能：铜基底确定高导电率，表面银镀层（厚度 10-20μm）进一步提升导电性能，屏蔽效能 80-100dB@10GHz，且银镀层防化学反应性优于铜；

适用：（如光谱分析仪、示波器）内部的核心芯片屏蔽罩，需完整屏蔽效果的场景；

注意：成本高（约为镀锌钢板的 10 倍），仅用于高价值设备，避免与硫化物接触（银易硫化变黑，降低屏蔽效能）。

三、屏蔽罩的使用要点

正确的安装、维护是确定屏蔽罩长期稳定发挥作用的关键，需主要关注以下环节：

（一）安装环节：结构完整性

缝隙控制：

屏蔽罩与安装基座（如电路板）的贴合缝隙需≤0.05mm，若缝隙过大，可在接触面粘贴导电泡棉（厚度 0.2-0.5mm，导电率≥100S/m）或涂抹导电胶（如银基导电胶，体积电阻率≤1×10⁻⁴Ω・cm），填充缝隙；

拼接式屏蔽罩（如多片组合）的连接部位需采用螺栓紧固（螺栓间距≤20mm），或通过卡扣紧密咬合，避免因振动导致缝隙扩大。

孔洞处理：

若屏蔽罩需预留散热孔、线缆孔，孔洞直径需≤干扰频率波长的 1/20（如 1GHz 信号波长 300mm，孔洞直径≤15mm），且数量越少越好；

线缆穿过屏蔽罩时，需使用电磁密封接头（如滤波连接器），避免线缆成为电磁泄漏通道。

接地要求：

屏蔽罩需稳定接地（接地电阻≤1Ω），可通过金属弹片、接地引脚与电路板接地铜箔连接，接地面积≥10mm²；

高频场景（＞1GHz）需采用多点接地（接地间距≤波长的 1/10），避免接地阻抗过大导致屏蔽效能下降。

（二）维护环节：防止性能衰减

表面清洁：

定期（每 6-12 个月）用无水乙醇擦拭屏蔽罩表面，去掉油污、灰尘，避免表面污垢增加接触电阻；

若发现表面氧化、锈蚀（如镀锌钢板出现白锈），需及时用细砂纸（粒度 1200 目）轻轻打磨，露出金属本色后涂抹防锈剂（如硅基防锈油）。

状态检查：

每次设备检修时，检查屏蔽罩是否存在变形、开裂、卡扣松动，若缝隙宽度＞0.1mm，需重新调整安装位置或替换密封材料；

对焊接固定的屏蔽罩，检查焊点是否虚焊、脱落，虚焊点需重新补焊，确定结构完整。

（三）使用禁忌

避免在屏蔽罩表面粘贴非导电材料（如绝缘胶带），或覆盖金属以外的异物，以免形成屏蔽盲区；

禁止随意切割、钻孔屏蔽罩，如需改造，需新孔洞 / 缝隙符合 “≤波长 1/20” 的要求，并做好密封处理；

高温环境（＞150℃）下避免使用铜、铝镁合金等低熔点材质，防止软化变形，选择择用不锈钢、高温合金。