EMC調試工具（三）：導電泡棉的使用
圖1：導電泡棉
導電泡棉是由具有導電性和防腐蝕性的導電纖維布，內襯低壓縮力的PU泡棉而構成，具有良好的導電與屏蔽效果，還具有重量輕、柔性好、抗壓縮疲勞性能優、導電性能好的優點，廣泛應用于金屬件搭接、端口屏蔽、縫隙屏蔽。
01、導電泡棉分類
導電泡棉按材質可以分為：鋁箔布泡棉、導電纖維布泡棉、鍍金布泡棉、鍍炭布泡棉、銅箔布泡棉、鍍錫導電泡棉、鍍鎳銅導電泡棉等。
圖2：鋁箔布導電泡棉
圖3：銅箔布導電泡棉
02、導電泡棉主要參數
導電泡棉的技術參數指標：屏蔽效能、表面電阻、使用溫度、永久壓縮變形、阻燃性、耐麿試驗次數等。為了確保導電泡棉在使用過程中的可靠性和穩定性，導電泡棉需要滿足以下性能要求。
導電性能
導電泡棉的導電性能是衡量其質量的重要指標之一，導電泡棉的導電層應具有低電阻和穩定的導電性能，通常以導電層的電阻值來評估，一般來說，導電泡棉的導電阻值應低于10mohm以下。
壓縮性能
導電泡棉需要具備優秀的壓縮性能，能夠在受到壓力后迅速恢復并保持原有形狀，且良好的壓縮性是衡量導電泡棉性能的重要指標之一，良好的壓縮性能夠有效保護電子元器件等脆弱部件，并提供有效的緩沖和保護。
導電層的粘附性能
導電泡棉的導電層應具有良好的粘附性能，能夠牢固地附著在泡沫基材上，避免因粘附不牢引起導電性能降低或失效，導電層的粘附膠的導電性能也是影響導電泡棉導電性的關鍵因素。
其它技術參數
阻燃性符合UL94-VO認證，屏蔽效能≧90dB，表面電阻≤0.07ohm/㎡,使用溫度為-40℃到70℃，壓縮形變為3%-10%，耐磨次數≧10000。
03、導電泡棉的應用
I/O端口靜電放電防護與輻射屏蔽
圖4：I/O端口靜電防護與屏蔽導電泡棉
在筆記本電腦、臺式PC、顯示器、電視機等消費電子產品，在外部I/O端口增加導電泡棉與金屬檔板、金屬支架進行充分搭接不僅可以阻止外部干擾噪聲進入內部電路，也可以防止內部輻射噪聲通過端口泄露。
CPU散熱片與金屬殼之間的屏蔽搭接
圖5：CPU散熱片與金屬殼體之間屏蔽搭接
筆記本電腦CPU芯片的散熱片是高頻噪聲干擾耦合發射的重要路徑，散熱片與金屬殼體之間的搭接縫隙也是高頻噪聲泄露的主要途徑，通過在CPU散片與金屬殼體之間增加導電泡棉，不僅可以有效降低散熱片本身的空間輻射，還可以解決縫隙泄露問題。
金屬殼體之間的等電位接地
圖6：金屬殼體之間等電位搭接
使用金屬殼體進行電磁干擾屏蔽時，金屬殼體之間的高頻等電位搭接是決定屏蔽效能的重要因素之一，由于產品ID設計限制、結構設計的局限性等原因，金屬殼體之間的搭接有時需要通過導電泡棉進行低阻抗的連接。
芯片散熱片接地等電位
圖7：芯片散熱片接地等電位泡棉
主控芯片散熱片與芯片之間的容性耦合，會將芯片內部的高頻噪聲耦合到散熱片上，散熱片本身就成為輻射天線，將高頻噪聲向外發射。散熱片接地是降低其電場輻射的有效手段，通過貼片導電泡多點棉接地，是降低散熱片電場噪聲的重要措施之一。
04、導電泡棉的選型
導電泡棉根據應用場景，選擇合適的規格參數，具體需要關注結構尺寸、表面阻抗、壓縮比例、接觸面積等。
結構尺寸的選型
圖8：貼片導電泡棉結構尺寸圖
應用在不同場合的導電泡棉，應根據實際情況選擇長、寬、高合適的尺寸，尤其高度尺寸更應特別關注，高度選型不合適導電泡棉的導電性就無法達到最佳效果，嚴重情況下根本沒有起到導電作用。
技術參數的選型
影響導電泡棉性能的除結構尺寸外，技術參數也非常關鍵，具體應關注表面電阻值，壓縮比、應用溫度范圍、阻燃性、等指標。
圖9：貼片導電泡棉壓縮比與表阻抗之間的關系曲線（一）
圖10：貼片導電泡棉壓縮比與表阻抗之間的關系曲線（二）
根據貼片導電泡棉壓縮比與表面阻抗之間的關系曲線可知，在相同的壓縮比下，不同的導電泡棉表面阻抗也差異很大，選型時優選表面阻抗小的泡棉，尤其是用于高頻噪聲的接地。在實際應用中應保證泡棉的壓縮比≧30%，否則會降低導電泡棉的導電性能。
從導電性的角度出發，導電泡棉的表面阻抗越小越好，一般建議小于0.05ohm/㎡,必要時可以使用多顆導電泡棉降低高頻接地阻抗。
05、導電泡棉應用注意事項
溫度參數的選型
一般導電泡棉規格書中都會給出溫度應用范圍，不同的導電泡棉溫度應用范圍不同，尤其應用于高溫條件的導電泡棉，應結合實際的環境測量溫度選擇合適的規格。
圖11：貼片導電泡棉規格書給出的溫度應用范圍
高度選型問題
圖12：貼片導電泡棉的結構尺寸標注
在實際中經常會遇到增加導電泡棉沒有達到預期的接地效果，或者沒有達到導電性的要求，分析原因很多與導電泡棉的高度選型相關，選擇高度時不能僅依據接觸良好就可以，還要充分考慮壓縮后的高度應滿足要求，否則表面阻抗較大，達不到預期的接地效果。
材質的選擇
不同材質的導電泡棉其表面阻抗不同，不同材質的導電泡棉其可壓縮性、形變可恢復性也不同，承受拉扯力的能力也不同。銅的導電性要優于錫、鋁、承受拉扯力受差，容易受到外力斷裂，引起導電性不良問題。
圖13：貼片導電泡棉（表面銅箔）
導電泡棉放置位置與數量選擇
高頻噪聲最小阻抗路徑回到源端，是降低高頻輻射發射的有效對策，導電泡棉放置是影響高頻接地阻抗的重要因素，由于高頻下寄生電感的影響，多個泡棉接地可以有效降低高頻寄生電感對接地阻抗的影響。
