第五章 尼龍、液晶聚合物之碳纖維複合材料與電磁屏蔽效率
6.2 結論
本研究先由 WCCF 複合材料開始，以不同的編織架構針對 2.5GHz 與附近的頻段做電磁屏蔽效率的量測分析，以期能有效應用
於 2.5Gb/s 光收發模組的情形下逐一研究探討。接著將屏蔽材料分別 改為奈米碳球複合材料、Nylon 與碳纖維複合材料、LCP 與碳纖維複
合材料，進行相同的研究分析，最後將這些複合材料對於其成本、質 量與電磁屏蔽效率作一比較探討。
綜合實驗的結果與分析，本研究提出以下幾點結論：
1. 在近場輻射源的量測分析中，頻率由 1GHz 到 3GHz，斜織結構 的 WCCF 複合材料屏蔽外殼之 SE 約為 20dB 到 40dB，平織結 構屏蔽外殼約為 15dB 到 30dB，單一方向排列結構屏蔽外殼約 為 10dB 到 15dB。而此三種不同編織結構的屏蔽外殼在以光收 發模組為近場輻射源的量測研究中，同樣是斜織結構的SE 高於 平織與單一方向編織結構。
2. 斜織方式屏蔽外殼的 SE 在一至三層結構下比平織方式屏蔽外殼
和單一方向排列方式屏蔽外殼增加約 3dB 到 10dB。
3. 斜織結構 WCCF 在高頻段 2GHz 到 3GHz 的 SE 超過 30dB，並 且在疊加層數至三層結構時可使 SE 再增加約 15dB。
4. WCCF 複合材料的編織方式與碳纖維排列的方向性會影響整體 的導電特性，進一步影響電磁屏蔽效率，此外 WCCF 複合材料 的編織方式與材料的厚度是影響電磁屏蔽效率的兩個主要因 素。
5. 良好的接地對電磁屏蔽效果是相當重要的，例如在許多電子產 品的電源線中含有一條地線。
6. 奈米碳球複合材料在遠場與近場輻射的量測中，SE 已可分別達
到 50dB 與 20dB，若能在製程與屏蔽材料的接地上繼續研究改 進，必定能有更好的結果。
7. Nylon、LCP 之碳纖維複合材料由於其內部碳纖維是均勻分散在 Nylon、LCP 的基材當中，導電性不如直接將碳纖維直接抽絲成
束來的好。因此在複合材料中，單位體積中碳纖維含量是影響 電磁屏蔽效率的重要因素。
本研究所使用的複合材料，皆能在合理的重量與成本下，達到良 好的電磁屏蔽效果，除了應用在光纖通訊系統中光收發模組的外殼封 裝之外，應用在其他的電子產品上，相信也會有不錯的效果。
6.3 未來方向
由於資訊科技的快速發展，多媒體影音與網際網路的使用量漸 增，資料傳輸量也相對的增加，在使用者對於頻寬的需求量逐漸提高 的情況下，提高通訊系統的傳輸速率成為一個必然的趨勢。在光纖通 訊系統中傳輸速率的技術演進為 2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s，因此對 於傳輸速率 10Gb/s 通訊系統的電磁屏蔽效應之研究成為接下來的重 點。除了在電路的設計上減少電磁波的輻射外，另一方面對於屏蔽材 料的選擇，質量輕、低成本與具有良好電磁屏蔽效果，也是在實際應 用上的重要考量因素，而奈米技術的進步與應用的普及性逐漸增加，
奈米碳球與碳管在未來的研究與應用上應具有長遠的發展潛力。
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附錄一、常見產品設備的電磁波輻射頻段
頻段 產品設備
50Hz～5KHz
家電用品：電磁爐、吹風機、電腦、電視 機、洗衣機、電毯、冷氣機、檯燈、電刮 鬍、錄放影機…等等
電力公司所使用之高壓輸配電線、變電所
5KHz～500MHz
廣播電台：調頻廣播、調幅廣播 無線電、電視訊號
500MHz～50GHz 雷達、手機、微波爐
50GHz～2.4×1015Hz
可見光：太陽光、加熱鎢絲
紅外線：夜視鏡、太陽光、烤箱、煉鋼、
電燈泡、烘烤麵包機等
附錄二、碳纖維的基本特性
直徑( µm ) 7.01 比重( g/cm2 ) 1.77
3650(530) 230(33.5) Mpa ( ksi )
機械強度 Gpa (106 psi)
Elongation ( % ) 1.4 熱膨脹係數( 10-6/K ) -0.54 導熱係數( W/m K‧ ) 8.7
體積電阻率( µΩ-m ) 18