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吸波材規格

EMI
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一、核心電磁規格(材料本體)

  1. 頻率範圍(Frequency Range):明確標註目標與可用頻段,例如 100 MHz–6 GHz 或 24/28/39/77–81 GHz。

  2. 反射損失 RL(dB) 與/或 |S11|:於指定頻段、指定入射角(0°/30°/60°)與背板條件(自由空間/金屬背板)下報告。常見門檻:峰值 RL ≤ −10 dB(90% 能量吸收),寬頻應另外標 EAB(有效吸收帶寬)

  3. 穿透損耗 |S21|(若非背金屬)與總吸收 A=1−|S11|²−|S21|²:用於評估薄層或非背板用途。

  4. 複數參數 ε(f)、μ(f):含實部/虛部與損耗正切 tan δe、tan δm,便於模擬與厚度預估。

  5. 片狀電阻 Rs(Ω/□)體積電阻率 ρv(Ω·cm):對阻性膜/塗層與碳系複材尤關鍵;過低會轉為反射層,過高損耗不足。

  6. 厚度 t 與等效匹配:可列表給出各厚度版本在典型頻段的峰值 RL;並說明與 λ/4 關係 t≈c/[4f√(εrμr)] 的設計區。

  7. 入射角與偏振容差:標示在 0–60°、TE/TM 下的 RL 變化,毫米波應附「寬角度」曲線。

二、機械與外觀(裝配相關)

  1. 厚度/面密度/密度:厚度公差(±0.02–0.05 mm 量級)、面密度(g/m²)與材料密度(g/cm³)。

  2. 尺寸與加工:片材幅寬、最小模切孔距、可模切精度、可重工(rework)次數。

  3. 柔韌性:最小曲率半徑/彎折次數;穿戴/ARVR 等需標示 10k 次彎折後性能漂移。

  4. 黏著系統:背膠型號(丙烯酸/矽膠/醫療級)、初粘/持粘、剝離力、工作與貼付溫度、殘膠特性;雙面/單面版本與防溢膠設計建議。

  5. 表面與外觀:霧度、顏色(常黑/灰)、耐刮等級與可印刷性。

三、環境與安全

  1. 溫度範圍:連續使用與短時峰值(例 −40–105/125 °C);高溫漂移曲線(RL 或 ε*/μ* 隨溫度)。

  2. 濕熱/吸水率:85 °C/85%RH 暴露後性能變化;吸水率(%)與回復時間。

  3. 耐候/化學:UV、鹽霧、汗液/清潔劑接觸等級;金屬粉體溶出規格(醫療/穿戴)。

  4. 阻燃/逸散:UL94 等級(V-0/V-1)、VOC/FOG、矽氧烷逸散;RoHS/REACH 聲明。

  5. 可靠度試驗:溫循(IEC 60068-2-14)、濕熱(-78)、振動/跌落、老化後 RL 漂移與黏著力殘存率。

四、熱與結構耦合

  1. 熱導率(W/m·K)比熱:導熱型複材需標示,以支援 Thermal–EMI 共設計。

  2. CTE/硬度/彈性模數:避免與散熱器或外殼熱膨脹失配;Shore A/D 供機構選型。

  3. 表面溫升:指定功率密度或場強下的溫升曲線(小腔體很關鍵)。

五、量測方法與校準條件(避免規格對不上)

  1. 方法:同軸(1 MHz–3 GHz)、波導(X/Ku/Ka)、自由空間(>1 GHz 至毫米波),註明樣品尺寸、窗函數與基準距離。

  2. 邊界條件:有無背金屬、空層厚度、基板/膠層與表面粗糙度。

  3. 統計與公差:批次 Cpk、代表性樣品數、測試溫濕度;資料檔案提供 Touchstone(.s2p)與 ε*/μ* 表。

  4. 角度步距:毫米波需明列 0–60° 或更寬角測法;天線近場應補充實際裝機 |S11|/TRP/TIS 的 A/B 變化。

六、典型型號族與應用映射

  • 磁性聚合物片(NiZn/MnZn+矽膠,0.1–1 mm):100 MHz–6 GHz 近場抑制;列出 0.2/0.5/1.0 mm 版本的 RL–f 曲線與最小可貼面積。

  • 奈米複合薄膜(碳/Fe₃O₄,≤0.3–0.5 mm):6–40 GHz 薄層方案;提供 Rs 與角度依存性。

  • 阻性薄膜/結構層(Salisbury/Jaumann/FSS):毫米波邊界消反;標示帶寬、角度與曲面貼附指南。

  • 鐵氧體瓷磚/發泡吸收塊:暗室/機櫃;提供最小施工面積與目標 SE/RL。

七、選型與驗證流程(把規格變成結果)

  1. 定義任務:目標頻帶/角度、可用厚度、是否背金屬、允許的 TRP/效率降幅與溫升上限。

  2. 材料前測:選 2–3 款厚度/體系,拉 ε*/μ* 與 RL 曲線;用簡化 λ/4 或傳輸線模型做初配。

  3. 樣機 A/B:以近場掃描找熱點,最小面積貼覆;量測 |S11|、串擾、EMI(CISPR/FCC)或 OTA(TRP/TIS/ACS)變化。

  4. 熱-電聯測:監控溫升與熱路徑;必要時改「導熱匹配層+薄吸收層」。

  5. 量產文件:凍結尺寸、厚度與黏著料號,標注貼覆定位治具、壓合力、返工流程與抽驗項目(厚度、Rs、|S11|抽測)。

八、常見誤解與規格陷阱

  • 只看單點 RL:忽略角度、溫度與裝機條件,量產後易失效。

  • 厚就一定好:失配時更厚只會更反射;需先看 ε*/μ* 與 Rs。

  • 忽略背膠/基板:一層膠就能改變等效 ε、造成頻移;規格需含膠後數據。

  • 毫米波仍想靠高 μ:>20–30 GHz 多以阻性/結構解決,μ≈1 幾乎幫不上忙。

總結:一份可用的吸波材規格,應同時描述「電磁性能(RL/|S11|/ε*/μ*)+裝配可行(厚度/黏著/曲率)+環境可靠(溫濕/VOC/阻燃)+量測方法與邊界條件」。只有把這四塊說清楚,設計端才能用仿真與小面積 A/B 測試快速收斂,最終在有限厚度與成本下,穩定地把不需要的電磁能量「進得去、消得掉、裝得上、撐得久」。