一提到5G時代將會帶來哪些挑戰和機遇，簡直可以談個三天三夜。不過今天我們只討論一個，那就是高頻高速的通信需求而帶來的對電磁屏蔽的需求增量。

超快的“5G”

5G很“快”大家都知道，但是伴隨這種速度而來的卻是高頻率零部件以及設備之間的電磁干擾問題越來越嚴重，因此相關產品對電磁屏蔽的要求也越來越高。通常情況下，電子產品在設計時會加入更多的電磁屏蔽器件，以此解決產品間電磁屏蔽方面的困擾。

另外，公眾對于5G的發展（尤其是5G基站的建設）往往也存在擔憂心理，認為輻射會影響到周圍人群，尤其是兒童的生理健康。因此為了加快推動部署5G移動通信商用，移動通信基站及應用終端的電磁屏蔽處理工作也是尤為迫切。根據BCC Research的預測，全球屏蔽材料市場規模將從2016年的60億美元提高到2021年的78億美元，復合增長率近6%。

5G背負“傳染”污名，公眾擔心5G基站的輻射會對健康造成影響

一、電磁屏蔽機理

電子設備工作時，既不希望被外界電磁波干擾，又不希望自身輻射出電磁波干擾外界設備及危害人體健康，所以需要阻斷電磁波的傳播路徑，這就是電磁屏蔽，其反應機理下圖所示。

電磁屏蔽機理示意圖

電磁波在空間傳播時的衰減主要是基于電磁波的反射和吸收：

①電磁波傳播到屏蔽體表面時，由于空氣與屏蔽體界面處波阻抗發生突變，電磁波產生了反射；

②電磁波通過金屬材料表面后，金屬材料會由于感應電動勢形成渦流，渦流磁場與原來磁場方向相反、相互抵消，從而實現屏蔽作用，也就是吸收損耗；

③在屏蔽體內未衰減掉的電磁波，傳播到屏蔽體另一表面時，遇到阻抗突變的金屬-空氣界面再次發生反射，重新返回屏蔽體內后產生多次反射。

影響材料電磁屏蔽效能的因素包括材料的電導率、磁導率及厚度等。根據電磁屏蔽的機理，電磁屏蔽產品設計可以結合屏蔽的電磁波頻段，采取高電導率或高磁導率的材料進行開發，根據不同的應用場合和工藝來制作不同形態的電磁屏蔽材料。

表 電磁屏蔽材料類型

二、常見的電磁屏蔽器件

目前，在電子產品中被廣泛應用的電磁屏蔽器件主要包括導電塑料器件、導電硅膠、金屬屏蔽器件、導電布襯墊、吸波器件等。

①導電塑料器件主要采用導電填料（如金屬纖維、金屬化纖維、石墨等）與塑料基材如聚碳酸酯（PC）、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）等填充復合而成，具有質量輕耐候性好環保并可回收再利用等特點，被廣泛應用于IT、通訊器件、軍工、航天航空等領域中的抗電磁干擾、射頻干擾和靜電釋放。

②導電硅膠是在硅膠基材中添加適量的金屬粉末從而使得基材導電。導電硅膠的產品主要用于戶外和水下設備既可作為EMI屏蔽也可以用作環境密封，又能夠特別提供加強耐腐蝕和阻燃功能。

③金屬屏蔽器件適用于存在EMI/RFI或者ESD問題的廣泛的電子設備中。其材料可以選用被銅、或不銹鋼產品具有良好的彈性，因而具有極好的重復使用性。金屬簧片能夠適應多種特殊環境，同時能利用不同的鍍層實現與其他接觸表面的電化學兼容性。

④導電布襯墊是一種用于導電屏蔽作用的襯墊材料，通常采用聚氨酯或熱塑性橡膠材料作為內層，外層包覆被金屬化織物。

⑤吸波器件采用硅膠、氯丁橡膠等材料為基材，納米材料、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維、顆粒膜等高性能吸收劑作為吸收介質，利用新型吸收原理——電磁共振及渦流損耗制備而成，產品具有厚度薄、質量輕、吸收頻帶寬、吸收率高等特點。吸波器件主要用于屏蔽外界電磁波、提高雷達精準度、用于微波暗室進行測量、提高設備整體的電磁兼容性、防止電磁輻射或泄露等。

其他一些新機理的屏蔽材料也在探索之中，如發泡金屬屏蔽材料、納米屏蔽材料和本征導電高分子材料。綜合來看，電磁屏蔽材料正向屏蔽效能更高、屏蔽頻率更寬、綜合性能更優良的方向發展，可預見5G時代電磁屏蔽器件工藝材料的持續升級將是確定性趨勢。

資料來源：

5G通信基站電磁屏蔽材料及應用，徐文濤，劉旭，李義香，殷文鋼。

電磁屏蔽和導熱材料發展現狀及行業趨勢，羅文謙。

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