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電磁屏蔽玻璃的制造方法及分類
來源: | 作者:KAHO | 發布時間: 2017-08-14 | 14280 次瀏覽 | 分享到:
電磁屏蔽玻璃的制造方法和分類;SE的定義公式為:SE=101g*(人射強度/穿透強度)(dB)

電磁屏蔽玻璃的制造方法和分類

只有金屬材料才具有屏蔽電磁波的作用,因此使玻璃具有金屬的性能就能達到屏蔽電磁波的目的。通常采用三種方法,一是將含金、銀、銅、鐵、鈦、鉻鋁等金屬或無機或有機化合物鹽類,通過物理(真空蒸發、陰極濺射等)化學(化學氣相沉積、化學熱分解、溶膠一凝膠等)的方法,在玻璃表面形成上述金屬或金屬氧化物膜層;二是在夾層玻璃中夾金屬絲網;三是上述兩種方法同時霸,以獲得更好的效果。
屏蔽效果用屏蔽效率來衡量。屏蔽效率(縮寫為(E)又稱為衰減率,是電場中人射和穿透的輻射強度的比值,用分貝(dB)一來表示。
SE的定義公式為:SE=101g*(人射強度/穿透強度)(dB)
對于電磁場的衰減率和屏蔽玻璃的透明度,即 SE值和光線透過率:(此處還包括窗戶玻璃片的陽光透過率:。和值),決定于實際應用。為了防護“窺察"在幾 MHz到 IGHz的頻率范圍內, SE值需要達到20、40dB。
電磁屏蔽玻璃

1.夾金屬絲網電磁屏蔽玻璃

夾金屬絲網電磁屏蔽玻璃是將細金屬絲網或金屬涂層纖維網夾人透明基片(普遍使用無機玻璃)或樹脂之間,這是一種常用的非實壁型屏蔽體。金屬絲網材料一般為銅、鋁、鍍鋅鐵絲、銀絲或者鍍銀的絲網等,也可以使用不銹鋼網。每個金屬絲網的網眼均可看作是小波導管,電磁波頻率高于波導管的截止頻率時,電磁波可以自由通過;當電磁波頻率低于其截止頻率時,金屬絲網就起到屏蔽體的作用。絲網的粗細和網眼的大小都對屏蔽波段和衰減效果存明顯影響。采用美國首諾公司 saflex膠片為中間層的典型夾層電子屏蔽玻璃的結構是:6·35mm玻璃+1.52mm膠片+金屬化織網+1.52mm膠片+6·35mm玻璃。金屬化篩網極?。ㄐ∮?Imm),網眼一般為100、400目,看起來就像平常窗紗,對玻璃總重可忽略不計。與保安防范玻璃融于一體的織網可以使玻璃均勻淺著色,實際上織物本身是看不見的。研究表明,在最主要的電磁干擾的頻率范圍(1、100H幻內,單純的金屬屏蔽網的屏蔽效能約為60、100dB。而有金屬絲網的夾層玻璃屏蔽效能約為50一90dB。這種電磁屏蔽玻璃作為簡單的觀察窗,其屏蔽效能是足夠的,但主安缺點是透明度較差,不夠美觀,而且還可能存在不希望有的繞射光柵問題。

2,鍍膜電磁屏蔽玻璃

采用在玻璃表面鍍制金屬或者金屬氧化物薄膜來達到電磁屏蔽的目的是比較常用的方法。膜層一般是導體,也可以是半導體,由于膜層材料和厚度的不同,對電波屏蔽的波長范圍和衰減效果也不同。層的種類主要有貴金屬膜如金膜、銀吧謨、金一銀、金一銅、一锏復合等;全屬謨如鈦、鋁、鈷、鉻、鎳、錫錳、銅等;氧化物膜如氧化錫、氧化一氧化錫及上述金屬的氧化物膜等,膜制作工藝包括物理氣相沉積:真空蒸發法、陰濺射法、等離子濺射法等;化學沉積:熱 CVD、激光 cVD、等離子 CVD等;化學熱分解:液體噴涂、固體微源涂、熱分解等;溶膠一凝膠法;多層浸漬一熱分解等。
圖1是電磁波在金屬屏蔽謨表面及內部吸收和反射過程的示意圖·圖中,為電磁波從空氣介質至金屬表面的反射系數, p。為電磁波從金屬屏蔌膜到空氣介質面的反射系數,為傳播系數。電磁波從左邊向右邊傳播,到達屏蔽膜 A面一部分反射回去,另一部分穿透屏蕊謨進人謨層,然后在膜層內繼續衰減傳播,當到達 B面時,同樣有一部分反射回屏蔽膜內,一部分穿透界面進人空氣介質,反射回屏蔽膜內的反射波在到達 A面時又會發生反射和透射,這樣在屏蔽膜內部產生多次反射過程。多次反射修正系數是一個負值,起著減少界面反射損耗的作用。鍍膜電磁屏蔽玻璃的屏蔽效率主要決定于膜層的方塊電阻、輻射源及其到屏蔽玻璃的距離。由于這層薄膜很薄,其厚度遠小于河4巛為干擾電磁波的波長),因此吸收損耗可以忽略不計,主要靠反射損耗來進行屏藪,但多次反射往往不能完全忽略
電磁波在金屬屏蔽膜表面及內部吸收和反射過程
▲【圖1】電磁波在金屬屏蔽膜表面及內部吸收和反射過程▲
在理論上,導電膜對于高阻抗輻射源在近場范圍內的屏蔽效率SE為:
SE=r+r·=20lg*{K/(D·F·R)}   【K為一個常數;D表示輻射源與屏蔽玻璃的間距;F為屏蔽場的頻率;R為透明導電膜的方塊電阻】
方塊電阻R/Ω
屏蔽效率SE/dB
F=3~10MHz F=10~30MHz
F=30~100MHz
F=100~300MHz
F=300~1000MHz
100 - - 42.2 32.2 22.2
20 - - 56.2 46.2 36.2
5 88.2 78.2 58.2 58.2 48.2
▲【表1】具有不同方塊電阻值的透明導電膜對于高阻抗輻射源的屏蔽效率▲
與夾金屬絲網屏蔽玻璃相比,鍍膜屏蔽玻璃的屏蔽效能較低,但在一定范圍內相差不是很明顯,只有在電磁波頻段較高時,二者差別比較大。此外,這種屏蔽玻璃的透射比與表面方塊電阻呈線性關系,當透射比為60%~80%,相當于表面方塊電阻約10~100Ω。因此,鍍膜屏蔽玻璃的光學透視率要明顯好于夾金屬絲屏蔽玻璃。下表2是鍍膜屏蔽玻璃與夾金屬絲網屏蔽玻璃屏蔽效能的比較。因此,鍍膜屏蔽玻璃的光學透視率要明生夾金屬絲網屏蔽玻璃。表一是鍍膜屏蔽玻璃與夾金屬絲網屏蔽玻璃屏顯幻的比較。在實際情況中經常存在的不是完整的屏蔽,而是孔洞、縫隙等不完全屏蔽,兩種電磁屏蔽玻璃正好可以起到屏蔽作用,彌補屏蔽的不完整性,提高整體屏蔽效能。因此,在既有電磁屏蔽要求,又有一定可視要求的部位,電磁屏蔽玻璃也大量應用在安全保衛部門辦公區的可視窗口,商業寫字樓辦公室的玻璃隔墻
頻率/MHz 夾金屬絲網屏蔽玻璃效能/dB 鍍膜屏蔽玻璃屏蔽效能/dB
1 95 81
10 90 63
100 81 36
1000 65 12
▲【表2】鍍膜屏蔽玻璃與夾金屬絲網屏蔽玻璃屏蔽效能比較▲
當今,用來屏蔽電磁波輻射的膜層主要是由 TCO膜和銀膜組成的透明導電膜。過去,在某些涉及到陽光控制膜的情況中,它們也和金膜系結合起來使用果是起減反射的作用, TCO膜組成的膜系可以通過一個或兩個單獨的 TCO膜層來構成。其中的一種結構是一個五層膜的膜系(glass-Si02-ITO-Si02-ITO-Si02),膜層總厚度大約為215nm。這種由 TCO膜組成的膜系不僅具有很高的透過率,而且它的方塊電阻值也可以達到只有大約100的水平。如果要求的方塊電阻只有幾歐姆,那么由貴金屬組成的膜系通常都采用單層或兩層銀膜。雙銀膜系不僅可以達到10的方塊電阻值,還可以使光線透過率值>75%。

屏蔽玻璃的制造

屏蔽玻璃的主要應用領域是計算機房的窗戶玻璃以及放置醫療診斷設備的房間,還有監視器的可分離屏幕以及平板電子顯示器(如 PDP)。這些房間和設備一方面都不允許被窺察,另一方面也不得輻射出電磁波。
圖2中是用作窗戶的中空玻璃,由兩片玻璃構成,兩片玻璃的外表面上都有透明導電膜。這種設計是為了屏蔽遠場范圍內的電磁輻射。在這個特殊的屏蔽設計中,透明導電膜被放置在中空玻璃的位置1和位置4上。通過在窗戶框架的溝槽中嵌入一個導電條,就可以簡單的在玻璃上的導電膜和房間的其他屏蔽之間建立通電連接。這是因為為了達到很好的屏蔽效率,贏在房間或需要屏蔽的設備周圍搭建一個盡可能精密的法拉第籠。這就是說周圍所有的表面都應當具有極其良好的導電性,同時還應在它們之間小心的建立起物理和電連接,所以屏蔽玻璃導電膜必須通過母線或者金屬條與側壁之間進行電連接,通過這種兩篇相同的導電玻璃彼此遮擋的排列方式,可以將屏蔽效率提高大約1.7倍。
屏蔽電磁輻射的結構
▲【圖2】適合于窗戶屏蔽電磁輻射的結構▲
對于圖2中的未加保護的應用,當前只有采用由 ITO和 sn02: F組成啲 TCO膜系。由于金膜和銀膜的抗化學和機械性能都比較差,還不能用于在需要暴露于天氣攻擊的場所中。但是,這些膜系適合使用在受到保護的位置上(例如中空玻璃中面對空隙的位置或夾層安全玻璃的夾層表面上),并且可以同時實現一些附加功能,例如陽光控制或提高絕熱性。
電磁屏蔽玻璃
▲【圖3】用于監視器和電子顯示器的可分離屏幕電磁屏蔽玻璃▲
圖3中是屏蔽玻璃的結構示意圖,用于監視器的可分離屏幕和電子顯示器。這種應用通常要求顯示的對比度很高。為了提高對比度,一般都是采用灰色玻璃或吸收膜層來生產屏蔽玻璃。如果兩個表面都是減反射的,那么玻璃的光線透過率可以達到大約50%。
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