電磁干擾（EMI）日益嚴(yán)重，在產(chǎn)品表面鍍覆電磁屏蔽膜成為抗EMI 主要措施之一。本文采用磁控濺射技術(shù)在聚酯塑料（PET）上制備出附著力大于5MPa、2GHz~4GHz頻率范圍內(nèi)屏蔽效能大于60dB的復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽膜，并研究了導(dǎo)電膜、導(dǎo)磁膜及其復(fù)合膜層的電磁屏蔽特性。有關(guān)數(shù)據(jù)表明：鍍覆500nmCu +300nm1Cr18Ni9Ti的復(fù)合屏蔽膜可以獲得屏蔽效果、成膜速率和結(jié)合力的綜合好效果。濺射功率、膜層厚度對(duì)電磁屏蔽特性和結(jié)合力有一定影響。

　　近年來，隨著無線電技術(shù)的普遍使用，電磁污染越來越普遍，同時(shí)電路本身低電壓低功耗的使用，使得電路本身的抗電磁干擾（EMI）的能力顯著下降。在產(chǎn)品外殼鍍覆抗EMI薄膜，既可以保護(hù)本產(chǎn)品不受外界EMI影響，又可以降低自身對(duì)外界的干擾，歐盟89/336/EEC（EMC）標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)明確指出電子產(chǎn)品必須在產(chǎn)品外殼內(nèi)壁鍍覆抗EMI 薄膜。

　　目前使用的屏蔽材料主要有導(dǎo)電型、填充型、本征型以及吸波型，制備方法主要是貼金屬箔、濺射鍍、電鍍或化學(xué)鍍和涂敷導(dǎo)電涂料等方法。相對(duì)其他方法，濺射鍍可以在復(fù)雜表面獲得較均勻的電磁屏蔽膜，因而在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用和研究，例如張麗芳等人用磁控濺射的方法在塑料表面鍍制Cu/Ni雙層屏蔽膜，取得80~110dB的屏蔽效果；楊盟等人利用直流磁控濺射技術(shù)在聚酯襯底上制備了ITO薄膜，該吸波材料在12~18GHz范圍衰減低于10dB，峰值超過20dB，可見光的透過率達(dá)到68%；G.Teichert等人用直流磁控濺射制備了Ni-Zn鐵氧體薄膜，在2GHz附近達(dá)到0.4dB的反射損耗；Won Mok Kim等人用射頻磁控濺射的方法在基體上沉積氧化銦鋅和Ag合金多層薄膜，在30~1000MHz獲得大于45dB的屏蔽效能。

　　上述研究都是單純的電屏蔽或者磁屏蔽，本文首先研究了單層膜的屏蔽效果和結(jié)合力，進(jìn)一步的研究了電和磁復(fù)合屏蔽膜層的特性，獲得適合生產(chǎn)的膜層結(jié)構(gòu)。

1、電磁屏蔽膜層設(shè)計(jì)分析

　　一般用屏蔽效能（SE, shielding effectiveness）來衡量屏蔽的效果，它是指沒有屏蔽時(shí)空間某個(gè)位置的場(chǎng)強(qiáng)與有屏蔽時(shí)該位置的場(chǎng)強(qiáng)的比值，用公式可表示為：

SE=20lg|E1/E2|

式中E1———屏蔽前的場(chǎng)強(qiáng)
　　E2———屏蔽后的場(chǎng)強(qiáng)

　　屏蔽效能可以分為三部分之和：SE =反射損耗R+吸收損耗A+內(nèi)部多次反射損耗B，使用等效阻抗網(wǎng)絡(luò)可以計(jì)算出膜層的屏蔽效能。

　　對(duì)于單層抗EMI 膜的屏蔽效能（圖1），中間為金屬屏蔽層，其波阻抗和傳播常數(shù)分別為Z1和k1，厚度l1,兩邊均為空氣，波阻抗為Z0，為計(jì)算方便，假設(shè)金屬屏蔽層是無限大平板。根據(jù)傳輸線理論，最終可以獲得單層屏蔽層的屏蔽效能，反射損耗R、吸收損耗A、多次反射損耗B的表達(dá)式為：

　　使用MATLAB仿真計(jì)算可以得到：

　　（1）雙層屏蔽層吸收損耗為各單層屏蔽層吸收損耗的線性相加，而反射損耗R和內(nèi)部多次反射損耗B并不滿足線性相加關(guān)系；

　　（2） 反射損耗R只與屏蔽層和自由空間的波阻抗的大小有關(guān)，而與屏蔽層的厚度和相對(duì)位置無關(guān)；

　　（3） 內(nèi)部多次反射損耗B不但與屏蔽層和自由空間的波阻抗的大小有關(guān)，還與屏蔽層的厚度有關(guān)。

2、單層屏蔽膜

2.1、屏蔽膜制備和測(cè)量

　　電磁屏蔽可以是采用導(dǎo)電的電屏蔽，電磁波在膜層表面形成集膚電流被損耗掉，這就要導(dǎo)電良好的材料，相對(duì)導(dǎo)電好、成本較低的是Cu；也可以采用磁屏蔽，以磁損耗的方式吸收電磁波，具有代表性的膜層有：Ni和鐵氧體。考慮到磁性材料濺射速率比較慢，我們還選擇了一個(gè)特殊的材料1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Ti本身是順磁性的奧氏體不銹鋼，所以濺射速率快，在濺射成薄膜后成為鐵磁性的鐵素體結(jié)構(gòu)。上述單層屏蔽膜采用直流濺射在PET表面制備單層膜，靶片間距8cm。圖2是膜層表面形貌SEM結(jié)構(gòu)，測(cè)量晶粒尺寸在200~250nm之間，表面光潔平整。結(jié)合力采用牽引法測(cè)試。屏蔽效能采用波導(dǎo)法測(cè)試，測(cè)試頻段2~4 GHz。

圖2 屏蔽膜表面形貌SEM