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Material de absorção de filmes finos; esquema de supressão de EMI ultra fino
No design de smartphones e dispositivos portadores, os engenheiros estão enfrentando um problema de engenharia cada vez mais grave: o espaço interno dos dispositivos está se tornando menor, enquanto o ambiente eletromagnético está se tornando mais complexo -5G antenas, módulos Wi-Fi, Bluetooth, etc. NFC、 Carga inalámbrica e outras funções inalámbricas coexistem dentro de alguns milímetros de espessura corporal, e a interferência eletromagnética entre elas se tornou um obstáculo chave que afeta a experiência do usuário.
Embora materiais tradicionais de absorção de ondas como espuma ou absortores de borracha tenham excelente desempenho de absorção de ondas, sua espessura geralmente está no nível de milímetro ou mesmo centímetro, e eles não podem encaixar no espaço estreito de produtos modernos de eletrônica de consumo. O que os engenheiros precisam é de uma solução de absorção que pode ser ligada ao chip sem tomar espaço.
�� Solução fundamental:Materiales finos que absorvem filmes nascem para resolver essa contradição. Ela obtém uma absorção efetiva de ondas eletromagnéticas em faixas específicas de frequência dentro de um espaço limitado com uma espessura máxima de 0,05-0,5 mm, tornando-se a "última linha de defesa" para supressão do EMI na eletrônica de consumo.
Materiales absorventes de filmes finos referem-se a um tipo de material funcional que combina materiais absorventes com tecnologia de filmes finos, alcança uma absorção eficiente de ondas eletromagnéticas controlando finamente a microestrutura do material. Ela é principalmente preparada por processos especiais usando materiais de polímeros flexíveis e alta permeabilidade magnética ou materiais de perda dielétrica alta.
Polímeros flexíveis (como resina, borracha de silicone, poliuretano, etc.) fornecem suporte mecânico, flexibilidade e capacidade de corte, adaptando-se a superfícies curvas e espaços estreitos.
Polvos magnéticos (liga magnética suave, ferritos), preenchimentos condutivos (nanotubos de carbono, grafeno) ou preenchimentos dielétricos são uniformemente dispersos para construir um caminho microscópico para perda de ondas eletromagnéticas.
O mistério do "fino":Não é aumentando o caminho de propagação através da espessura, mas usando alta permeabilidade magnética ou alta perda dielétrica para "atrair, reter e consumir" ondas eletromagnéticas - a eficiência de absorção por espessura de unidade é muito maior que a de materiais absorventes tradicionais.
Na engenharia de compatibilidade eletromagnética (EMC), "escudo" e "absorver" são duas rotas técnicas diferentes.
Folha de cobre, tecido condutivo, etc., refletem ondas eletromagnéticas através de alta condutividade para impedi-las de entrar em áreas sensíveis. Avantagens: alta eficácia do escudo; Desvantagem: Multiplas reflexões e ondas de pé podem ocorrer dentro da câmara selada.
Usando um mecanismo de perda para converter energia eletromagnética de ondas em energia térmica, a interferência é consumida da fonte. Adequado para eliminar reflexões internas e conversas cruzadas em cavidades (perto de chips, em torno das antenas).
Combinação de engenharia:Materiales absorventes de películas finas geralmente são usados em conjunto com materiais de escudo - a camada de escudo "bloqueia" a maioria das ondas refletidas restantes, e a camada absorvente "consume" as ondas refletidas residuais, atingindo um efeito protetor de 1>2.
O processo de absorção de materiais absorventes de filmes finos pode ser dividido em dois passos-chave:
Axuste exatamente a permeabilidade dielétrica constante e magnética para aproximar a impedância característica do material ao espaço livre (377 Ω) e reduzir a reflexão da superfície. Quando a espessura é projetada para ser 1/4 ou 1/2 do comprimento de onda, a correspondência pode ser otimizada.
Filmes magnéticos finos: perda de histerese, ressonância de domínio magnético, perda de corrente de eddy; Tipo dieelétrico: polarização dipólica, polarização da interface. Converte energia eletromagnética em energia térmica.
A capacidade central da absorção de filmes finos:A combinação de imperdência permite que as ondas entram, enquanto as grandes perdas impedem que as ondas permaneçam (dissipando na forma de energia térmica).
Materiales de absorção de filmes finos podem ser divididos em três categorias baseados em seus preenchimentos funcionais e mecanismos de perda:
Filler: ferrito, liga magnética suave; Perdas: histerese, ressonância de domínio magnético, corrente de eddy; Banda de frequência: MHz a GHz final de baixa frequência; Aplicação: RFID/NFC anti metal, supressão de EMI de baixa frequência.
Filler: Materiales compostos de metais como níquel e cobalto; Perda: Condutividade e perda magnética; Banda de frequência: banda larga; Aplicação: Alta condutividade requer cenários.
Enchimento: nanotubos de carbono, grafeno MXene； Perda: dielétrica, polarização da interface; Banda de frequência: alta frequência acima de GHz; Aplicações: comunicação 5G, navegação por satélite, onda de milímetros.
| Tipo | Preenchimentos principais | Mecanismo de perda | Banda de frequência aplicável | Aplicações Tipicas |
|---|---|---|---|---|
| filme fino magnético | Ferrita, liga magnética suave | Histerese, ressonância de domínio magnético, corrente de eddy | MHz a GHz final de baixa frequência | RFID/NFC anti metal, EMI de baixa frequência |
| Filme composto baseado em metal | Nickel, cobalto e outros materiais compostos de metal | Perda magnética de condutividade | banda larga | Escenarios que requerem alta condutividade |
| Filmes finos nanostruturados | Nanotubos de carbono, grafeno MXene | Polarização dietelétrica e da interface | Alta frequência acima do GHz | Comunicação 5G, navegação por satélite, onda de milímetros |
0.05–0.5mm， Indicadores de diferenciação central. Quanto mais fino o espaço, mais forte a adaptabilidade, mas a eficiência de absorção precisa ser equilibrada.
cobrindo 3MHz-40GHz. Os produtos da marca Platinum de pesquisa possuem uma absorção máxima de -18,24 dB a 2-18 GHz, uma largura de banda > 5,75 GHz, um coeficiente médio de reflexão parcial de -25 dB e uma largura de banda de 8GHz.
A RL do filme absorvente multicamada de marca de platina de pesquisa atinge -54,1dB a 14,08GHz. -10dB=90% absorção, -20dB=99% absorção.
Quanto menor o reflexo, menor o reflexo. Tecnologia avançada do Instituto reduz a resistência à superfície para abaixo de 0,1 Ω/m2 através dos nanocompositos.
Temperatura de trabalho -40 ° C~120 ° C, conforme com RoHS e REACH, livre de halogênio e ecológico.
Contra-medidas para ruído flexível por cabo, redução de perigos de radiação e supressão de conversas cruzadas de ressonância dentro de quadros de escudo. Telefones e dispositivos portables são adequados devido a sua flexibilidade.
A alta permeabilidade magnética combina fluxo magnético, reduz correntes de eddy e assegura comunicação. Pesquisas mostram que materiais absorventes de platina podem ser ligados com fita de dois lados de 0,03-0,1 mm para etiquetas anti-metal.
Suprimir múltiplas reflexões, absorver clutter e eliminar a interferência entre dispositivos em telefones móveis, câmaras digitais e laptops.
Reduzir a radiação eletromagnética da aeronave e melhorar o desempenho secreto; Jets, mísseis e outros equipamentos são amplamente utilizados na proteção militar sob a marca Research Platinum.
O desempenho de absorção de materiais absorventes de películas finas de uma camada é limitado, e a largura da banda de frequência é estreita. Quando materiais de camada única não podem satisfazer simultaneamente os requisitos de "fina" e "larga frequência", o design de estrutura de camadas múltiplas torna-se um caminho eficaz para melhorar o desempenho.
A camada correspondente atinge o equilíbrio de impedância, a camada de absorção consume energia, e a camada de reflexão reduz a transmissão.
A camada de transição alivia as diferenças de impedância e a camada de perda forte proporciona uma absorção eficiente.
Melhoria do desempenho:Comparado a uma estrutura de uma única camada, uma estrutura de três camadas melhora significativamente o desempenho de absorção e tem uma largura de banda de frequência mais ampla. A perda de reflexão do filme absorvente multicamada de marca de platina em pesquisa atinge 14,08GHz-54.1dBA largura de banda efetiva de absorção atinge 6,3GHz (11,7-18 GHz).
Seleção de filmes finos magnéticos de baixa frequência (MHz); Escolha nanostruturas ou materiais dielétricos para altas frequências (acima de GHz). A marca de pesquisa platina cobre frequências variando de 3MHz a 40GHz.
Quando a espessura é de 0,05-0,5 mm e o espaço é extremamente limitado, escolha produtos mais finos e aceite um certo compromisso em desempenho.
Temperatura de trabalho -40 °C~120 °C, a estabilidade precisa ser avaliada se superada. Almacenado a 0-30°C, com uma duração de shelf de 12 meses.
Uma camada é adequada aos requisitos gerais; Multicamada é adequada para aplicações de alto nível com larga banda e alta taxa de absorção.
Podem encaixar diferentes tipos de fita de dois lados (0,03-0,1 mm), tornando fácil montar rapidamente na linha de produção.
A essência dos materiais absorventes de filmes finos é encontrar um equilíbrio de engenharia entre os requisitos aparentemente contraditórios de "fineza" e "absorção". Não se baseia na "espessura" para aumentar o caminho de propagação das ondas eletromagnéticas, mas na correspondência de impedância para permitir que as ondas eletromagnéticas "entram" e mecanismos de alta perda para tornar as ondas eletromagnéticas "incapazes de permanecer" - completando a conversão de ondas eletromagnéticas para energia térmica dentro da espessura de nível de milímetro.
Desde smartphones para dispositivos portables, de anti-metal RFID para stealth militar - materiais absorventes de filmes finos estão empurrando proteção eletromagnética de "espessura e pesada" para "fina e luz". Entender a lógica física da combinação de impedância, a aplicabilidade da banda de frequência de diferentes tipos de materiais, e as diferenças de desempenho entre estruturas de camada única e de camadas múltiplas - estas são as chaves para actualizar materiais de absorção de filmes finos de um "rolo de patch" para uma "ferramenta de engenharia".
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