Czy rezystancja elektryczna może posłużyć do przewidywania skuteczności ekranowania uszczelki elektromagnetycznej?

Czy rezystancja elektryczna może posłużyć do przewidywania skuteczności ekranowania uszczelki elektromagnetycznej?
Pomiar rezystancji izolacji – Czym jest? Jak i kiedy wykonać pomiar właściwie?
22 lipca 2022
Czy rezystancja elektryczna może posłużyć do przewidywania skuteczności ekranowania uszczelki elektromagnetycznej?
Gdy liczy się czas – mierniki mocy RF w pomiarach sygnałów szybkozmiennych
22 lipca 2022
Czy rezystancja elektryczna może posłużyć do przewidywania skuteczności ekranowania uszczelki elektromagnetycznej?

uszczelki mini

Czy rezystancja elektryczna może posłużyć do przewidywania skuteczności ekranowania uszczelki elektromagnetycznej?

W uszczelkach ekranujących EMI z elastomeru przewodzącego wykorzystuje się cząsteczki metaliczne do utworzenia ścieżki przewodzącej i ochrony obudów przed promieniowaniem elektromagnetycznym. Podstawowym pomiarem dla tych uszczelek jest rezystywność objętościowa [Ω-cm]. Uszczelki, które mają mniejszą rezystywność DC i wynikającą z tego rezystancję, zazwyczaj wykazują wyższą przewodność pojedynczej cząstki. W wielu przypadkach ta niższa rezystancja/wyższa przewodność wiąże się z lepszym poziomem skuteczności ekranowania. To wyjaśnia, dlaczego uszczelki z cząsteczkami srebra, które mają wysoką przewodność, często przewyższają uszczelki z cząsteczkami grafitu. Jednak nie zawsze tak się dzieje.

Powszechne jest błędne przekonanie, że pomiar rezystywności prądu stałego może bezpośrednio wskazywać na skuteczność ekranowania. Na przestrzeni lat ewolucja materiałoznawstwa udowodniła, że uszczelki EMI o wyższej rezystywności DC, w porównaniu z uszczelkami o niskiej rezystywności DC, mogą w niektórych przypadkach generować wyższy poziom skuteczności ekranowania.

Jak to możliwe, że uszczelka EMI z elastomeru przewodzącego o 20x większej rezystywności DC ma jednak WYŻSZĄ skuteczność ekranowania? Otóż jest tak wskutek wpływu wielu czynników na skuteczność ekranowania uszczelki EMI z elastomerów przewodzących, a rezystywność objętościowa to tylko jedna wartość. Poniżej wymienione są inne aspekty opracowania materiału uszczelki EMI i łączenia obudowy, które mogą wpływać na skuteczność ekranowania:

Czy niższa rezystywność DC zawsze równa się wyższej skuteczności ekranowania?

CHO-SEAL 6503

Skuteczność ekranowania
116 dB @ 2 GHz

Rezystywność objętościowa DC
0.250 Ω-cm

CHO-SEAL 1298

Skuteczność ekranowania
95 dB @ 2 GHz

Rezystywność objętościowa DC
0.012 Ω-cm

Rezystywność DC CHO-SEAL 6503 jest 20 razy wyższa niż 1298, a jednocześnie jej skuteczność ekranowania przy 2 GHz – 22% wyższa.

Czynniki związane z uszczelkami:

  1. Budowa cząstek – wielkość i kształt – zdolność do przedostawania się przez powłoki konwersyjne
  2. Elementarny skład cząstki, tzn. przepuszczalność, właściwości absorpcyjne
  3. Elementarny skład powłoki na cząstce, tzn. przepuszczalność, właściwości absorpcyjne
  4. Grubość powłoki
  5. Kontrolowanie związków składowych i obciążenie wypełniacza w %
  6. Przewodność powierzchniowa i rezystywność objętościowa uszczelki EMI
  7. Geometria uszczelki EMI
  8. Rozmiar śladu kontaktowego uszczelki EMI na powierzchniach współpracujących
  9. Ugięcie uszczelki w %

Czynniki związane z obudową:

  • Rodzaj podłoża metalowego: aluminium, stal itd.
  • Powlekanie konwersyjne lub metalizowanie
  • Elementy mocujące/śruby: ilość, odległości, generowane obciążenie ściskające uszczelki
  • Rowek uszczelki (jeśli występuje)
  • Kontakt typu metal-metal
Więcej informacji na temat teorii ekranowania EMI oraz określonych właściwości różnych typów elastomerów przewodzących można znaleźć w podręczniku Parker Chomerics Conductive Elastomer Handbook.

Dariusz Bąk