一提到5G时代将会带来哪些挑战和机遇，简直可以谈个三天三夜。不过今天我们只讨论一个，那就是高频高速的通信需求而带来的对电磁屏蔽的需求增量。

超快的“5G”

5G很“快”大家都知道，但是伴随这种速度而来的却是高频率零部件以及设备之间的电磁干扰问题越来越严重，因此相关产品对电磁屏蔽的要求也越来越高。通常情况下，电子产品在设计时会加入更多的电磁屏蔽器件，以此解决产品间电磁屏蔽方面的困扰。

另外，公众对于5G的发展（尤其是5G基站的建设）往往也存在担忧心理，认为辐射会影响到周围人群，尤其是儿童的生理健康。因此为了加快推动部署5G移动通信商用，移动通信基站及应用终端的电磁屏蔽处理工作也是尤为迫切。根据BCC Research的预测，全球屏蔽材料市场规模将从2016年的60亿美元提高到2021年的78亿美元，复合增长率近6%。

5G背负“传染”污名，公众担心5G基站的辐射会对健康造成影响

一、电磁屏蔽机理

电子设备工作时，既不希望被外界电磁波干扰，又不希望自身辐射出电磁波干扰外界设备及危害人体健康，所以需要阻断电磁波的传播路径，这就是电磁屏蔽，其反应机理下图所示。

电磁屏蔽机理示意图

电磁波在空间传播时的衰减主要是基于电磁波的反射和吸收：

①电磁波传播到屏蔽体表面时，由于空气与屏蔽体界面处波阻抗发生突变，电磁波产生了反射；

②电磁波通过金属材料表面后，金属材料会由于感应电动势形成涡流，涡流磁场与原来磁场方向相反、相互抵消，从而实现屏蔽作用，也就是吸收损耗；

③在屏蔽体内未衰减掉的电磁波，传播到屏蔽体另一表面时，遇到阻抗突变的金属-空气界面再次发生反射，重新返回屏蔽体内后产生多次反射。

影响材料电磁屏蔽效能的因素包括材料的电导率、磁导率及厚度等。根据电磁屏蔽的机理，电磁屏蔽产品设计可以结合屏蔽的电磁波频段，采取高电导率或高磁导率的材料进行开发，根据不同的应用场合和工艺来制作不同形态的电磁屏蔽材料。

表 电磁屏蔽材料类型

二、常见的电磁屏蔽器件

目前，在电子产品中被广泛应用的电磁屏蔽器件主要包括导电塑料器件、导电硅胶、金属屏蔽器件、导电布衬垫、吸波器件等。

①导电塑料器件主要采用导电填料（如金属纤维、金属化纤维、石墨等）与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）等填充复合而成，具有质量轻耐候性好环保并可回收再利用等特点，被广泛应用于IT、通讯器件、军工、航天航空等领域中的抗电磁干扰、射频干扰和静电释放。

②导电硅胶是在硅胶基材中添加适量的金属粉末从而使得基材导电。导电硅胶的产品主要用于户外和水下设备既可作为EMI屏蔽也可以用作环境密封，又能够特别提供加强耐腐蚀和阻燃功能。

③金属屏蔽器件适用于存在EMI/RFI或者ESD问题的广泛的电子设备中。其材料可以选用被铜、或不锈钢产品具有良好的弹性，因而具有极好的重复使用性。金属簧片能够适应多种特殊环境，同时能利用不同的镀层实现与其他接触表面的电化学兼容性。

④导电布衬垫是一种用于导电屏蔽作用的衬垫材料，通常采用聚氨酯或热塑性橡胶材料作为内层，外层包覆被金属化织物。

⑤吸波器件采用硅胶、氯丁橡胶等材料为基材，纳米材料、平面六角铁氧体、非晶磁性纤维、颗粒膜等高性能吸收剂作为吸收介质，利用新型吸收原理——电磁共振及涡流损耗制备而成，产品具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收率高等特点。吸波器件主要用于屏蔽外界电磁波、提高雷达精准度、用于微波暗室进行测量、提高设备整体的电磁兼容性、防止电磁辐射或泄露等。

其他一些新机理的屏蔽材料也在探索之中，如发泡金属屏蔽材料、纳米屏蔽材料和本征导电高分子材料。综合来看，电磁屏蔽材料正向屏蔽效能更高、屏蔽频率更宽、综合性能更优良的方向发展，可预见5G时代电磁屏蔽器件工艺材料的持续升级将是确定性趋势。

资料来源：

5G通信基站电磁屏蔽材料及应用，徐文涛，刘旭，李义香，殷文钢。

电磁屏蔽和导热材料发展现状及行业趋势，罗文谦。

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