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，既可以保護本產(chǎn)品不受外界EMI影響，又可以降低自身對外界的干擾，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，它是指沒有屏蔽時空間某個位置的場強與有屏蔽時該位置的場強的比值，用公式可表示為：

SE=20lg|E1/E2|

式中E1———屏蔽前的場強
　　E2———屏蔽后的場強

　　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)可以計算出膜層的屏蔽效能。

　　對于單層抗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的表達式為：

　　使用MATLAB仿真計算可以得到：

　�。�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�？紤]到磁性材料濺射速率比較慢，我們還選擇了一個特殊的材料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)合力采用牽引法測試。屏蔽效能采用波導(dǎo)法測試，測試頻段2~4 GHz。

圖2 屏蔽膜表面形貌SEM