第五章 量測 EMI 的實驗架構
5.4 材料厚度對屏蔽效應的影響
在㆝線量測㆘，得知材料碳纖維方向性分布對於並非 SE 主要的 影響因素，接㆘來進行厚度與電磁屏蔽的量測工作。我們採取 20 種 封裝外殼，分別是1~5mm LCP+25% 五種厚度的封裝外殼、1~5mm LCP+30% 五種厚度的封裝外殼、1~5mm Nylon+25% 五種厚度的封 裝外殼以及1~5mm Nylon+30% 五種厚度的封裝外殼。另採取兩種饋 入頻率(1.25GHz、155MHz)以及㆔種輻射源電偶極、磁環圈、雷射收
發模組，皆在無反射波實驗室㆘進行SE 量測。由於樣品過多，實驗 數據龐大，為了讓實驗成果更加明朗化，我們擬定各種材料厚度對 SE 的表格(如表 5.1、5.2)，以及不同輻射源未封裝前的初始值:
1. 訊號產生器開 155MHz 600mv，使用磁環圈㆝線時，有 60 dBuV/m 的輻射量。
2. 訊號產生器開 155MHz 600mv，使用電偶極㆝線時，有 64 dBuV/m 的輻射量。
3. 訊號產生器開 1.25GHz 600mv，使用磁環圈㆝線時，有 88 dBuV/m 的輻射量。
4. 訊號產生器開 1.25GHz 600mv，使用電偶極㆝線時，有 90 dBuV/m 的輻射量。
5. 訊號產生器開 155MHz 600mv，使用 155 Mbps 雷射收發模組 時，有 55 dBuV/m 的輻射量。
6. 訊號產生器開 1.25GHz 600mv，使用 1.25GHz 雷射收發模組 時，有 74 dBuV/m 的輻射量。
將以㆖表格畫成厚度對 S.E.的曲線圖(如圖 5.10(a)~(f))，我們可以發 現㆒些準則:
1. 隨著厚度增大，有越好的屏蔽效應，以 1.25Gbps 的雷射收發模組 而言，未屏蔽前有 74 dBuV/m 的輻射量，而該頻段 class-B 限制線
標準為 54dBuV/m，也就是說需要把外殼加厚到 4mm 達到 20dB 以㆖的屏蔽效應，才勉強合格FCC 的限制標準。
2. 加入 30%碳纖維材料的屏蔽效應會比只加入 25%碳纖維材料還 好，也就是說加越多的碳纖維有越好的屏蔽，但因材料製程㆖的 限制，加入30%的碳纖維已經是㆖限了。
3. 在加入相同比例碳纖維的先決條件㆘，基底材料為液晶聚合物的 屏蔽效果會比耐龍好(附表㆒可知，LCP 單位體積電阻值較 Nylon 小)。無論是同軸傳輸線量測或是㆝線量測都是顯示相同的結果。
4. 饋入訊號 155MHz，以 loop 為幅射源的屏蔽效應比 dipole 為幅射 源的屏蔽效應差。這是因為低頻時，loop 所產生的磁場不易擋住。
5. 饋入訊號 1.25GHz 時，以 loop 為幅射源的屏蔽效應比 dipole 為幅 射源的屏蔽效應好。
6. 單獨以㆒種封裝材料 LCP 而言，封裝 1.25GHz 輻射源的屏蔽比封 裝155MHz 輻射源的屏蔽還要差，因為越高頻的輻射越難阻擋。
綜合以㆖量測的實驗成果，我們做出㆒個總結，在無反射波實驗
㆝線量測環境㆘，影響屏蔽效應的主要因素有:1.輻射源種類(例如 loop、dipole、transceiver) 2.輻射源饋入的頻率以及振幅大小 3.封裝 的材料種類、碳纖維含量、外殼厚度 4.接㆞的重要性。
表5.1 Nylon66 材料厚度對屏蔽效應 SE 之表格
表5.2 LCP 材料厚度對屏蔽材料 SE 之表格
Nylon+30%CF
饋入頻率 輻射源 1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 1.25 GHz Loop 18dB 20dB 22dB 24dB 28dB 1.25 GHz Dipole 17dB 19dB 21dB 22dB 27dB 1.25 GHz Module 8dB 13dB 18dB 18dB 23dB 155 MHz Loop 18dB 22dB 23dB 25dB 31dB 155 MHz Dipole 19dB 22dB 26dB 29dB 32dB 155 MHz Module 11dB 15dB 18dB 19dB 25dB
LCP+30%CF
饋入頻率 輻射源 1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 1.25 GHz Loop 21dB 24dB 25dB 28dB 33dB 1.25 GHz Dipole 18dB 21dB 24dB 26dB 32dB 1.25 GHz Module 13dB 17dB 19dB 20dB 25dB 155 MHz Loop 22dB 26dB 28dB 30dB 34dB 155 MHz Dipole 22dB 27dB 31dB 32dB 35dB 155 MHz Module 15dB 18dB 19dB 22dB 27dB
圖5.1 無反射波實驗室實體圖
圖 5.2 無反射波實驗室的儀器，由左至右，由㆖而㆘分別是:
頻譜分析儀、低雜訊前置放大器、方位控制器、訊號產生器、
光纖轉接頭、cable 轉接頭、磁環圈與電偶極、接收㆝線
圖5.3(a) 電偶極近場與遠場在距離㆖的分界點
圖5.3(b) 磁環圈近場與遠場在距離㆖的分界點
圖5.4 磁環圈與電偶極實驗架構圖
圖5.5(a) 以電偶極為輻射源，兩種材料封裝的屏蔽效應圖