吸波材Q&A

發泡型吸波材和片狀吸波材的主要差別在於其結構、應用領域、吸波頻率、以及吸波效果。 發泡型吸波材具有多孔結構，適合較低頻的吸波，常用於電子設備內部降低雜訊；而片狀吸波材則通常是薄片或薄膜狀，適用於較高頻率，如雷達系統和軍事偽裝，以降低雷達反射。

橡膠基吸波材主要用於電子設備內部的電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）的控制，常見於手機、筆記型電腦、通訊設備的腔體內，或用於雷達、5G通訊、毫米波雷達、無人機、汽車電子等領域，以吸收電磁波、降低輻射、消除共振或提供更清晰的聲音效果。 

塗料型吸波材的優點是應用彈性高、適合不規則表面且可降低設備重量與厚度，適合用於電子設備的屏蔽與匿蹤；其缺點在於吸收頻帶可能較窄，且可能需要多層塗層以擴寬頻寬，導致整體塗層增厚、增加重量，長時間使用可能存在塗層脫落的問題，以及可能存在散熱或低頻干擾問題。

PCB 上的吸波膠片用於吸收和轉化電磁波能量為熱能，以抑制電磁干擾(EMI)，降低電子設備的雜訊，保護人體免受輻射影響，並提高設備的信號質量與可靠性。 這類膠片能有效吸收雜散訊號、抑制高次諧波產生共振，並能減少元件之間因電磁耦合造成的干擾，特別是在RFID 標籤、高速訊號線和光模組等應用中發揮作用。 

超薄型吸波材是可行的，儘管在低頻段設計寬帶超薄吸波材料仍有挑戰，但通過結合傳統磁性材料與超材料、調整結構設計、或使用加載元件等方式，已能實現寬頻、高吸收率的超薄吸波材料。 薄膜型吸波材料已在隱身技術、電磁兼容等領域展現廣闊應用前景，並具備柔韌性、易彎曲、低面密度等優點。

可以，但不能「隨便混」。吸波粉體（磁性或介電損耗填料）確實可與熱塑/熱固塑膠共混，做成片材、膜、射出件，用於抑制EMI/近場耦合；關鍵在配方與製程設計：

1) 粉體選型

• 磁性損耗：Ni-Zn/Mn-Zn 鐵氧體、Fe-Si-Al、碳化物，偏中低 GHz、厚度容忍度較高。

• 介電損耗：碳黑、石墨、石墨烯、CNT，密度低、可做薄，但導電過頭會變反射/短路風險。

• 混配可拓寬頻帶（磁+介電）。

2) 配方與比例

• 一般先做母粒（masterbatch）再稀釋，利於分散。

• 參考起點：鐵氧體 20–50 wt%（1–6 GHz），碳材 5–15 wt%；CNT 常<1 wt%就達導通。

• 體積電阻建議維持在 10^3–10^8 Ω·cm 以偏吸收、少反射（視應用微調）。

3) 厚度與頻帶

• 四分之一波長近似：t≈c/[4f·√(εrμr)]；頻率越高可做更薄。

• 近場抑制多用0.3–1 mm薄片；腔體/蓋板可到1–2 mm以提升吸收。

4) 分散與相容

• 必須表面處理/偶聯（silane/鈦酸酯等），雙螺桿混煉、真空排氣，避免團聚與含濕。

• 黏度會上升、流動性下降；需調整MFI、螺桿配列與溫度/剪切檔。

• 碳材易形成導通網路，注意逾臨界導電閾值（percolation）。

5) 機械與熱性

• 高填充會變脆、密度升、尺寸穩定性變差；可用彈性體增韌或多層結構（外層韌、內層吸波）。

• 留意導熱/散熱路徑與UL94 防火、連續使用溫度。

6) 結構與製程

• 片擠/壓延得厚度均勻；射出件避免尖角與厚薄突變。

• 可做梯度/夾層：面層阻抗匹配、心層高損耗，兼顧薄與寬頻。

7) 系統相容

• 與天線/高速線路距離要評估，過近可能去耦或偏移頻點。

• 金屬機構件附近可提升吸收，但注意渦電流與螺絲接地路徑。

8) 驗證

• 先做材料層級 S11/S21（自由空間、波導或同軸線）掃頻，再做整機EMI（CISPR/FCC）與熱模擬。

• 量產需控粉體粒徑、含量、厚度公差與含水率。

結論：吸波粉體能有效「直接進塑膠體系」，但要以母粒、表面處理、分散與厚度設計來確保阻抗匹配與損耗機制發揮；否則只會得到重、脆、導電過頭且吸收不理想的黑色塑膠。

吸波效果最好的複合材料通常是結合了鐵氧體或磁性納米粒子與碳材料（如石墨烯或碳纖維）的複合材料，這些材料能結合磁損耗和介電損耗，實現宽頻帶、高效率的吸波效果，且能透過結構設計滿足輕薄的要求。 

多層結構的吸波材通常效果比單層結構好，因為可以通過設計不同介電常數和磁導率的層次，來實現寬頻、高效率的吸波效果，並針對不同頻率的電磁波進行優化吸收。

新型石墨烯吸波材在吸收微波方面表現優異，能透過多種機制實現高效的電磁波衰減，因此在民用（如5G通訊、無線充電）和軍事（如隱形技術）領域具有廣泛的應用前景。 其優勢在於能夠形成更薄、更輕、更高效的吸波結構，滿足現代裝備的需求。 然而，其效果會受到石墨烯的品質、結構缺陷以及與其他材料的複合方式等因素的影響，需要進一步的研究和技術優化，以實現其全部潛力。

未來吸波材的發展方向是朝向更輕薄、更高效率、更環保、更安全、更耐用的方向，並透過結構型設計和新型無毒材料來實現。 關鍵趨勢包括運用熱塑性混雜紗、陶瓷基複合材料等技術實現結構型隱身，製造輕質、高強度的吸波複合材料；開發耐高溫結構型吸波材料以應對高速飛行器需求；以及探索更環保無毒的組分和製程，減少對環境和人體的潛在影響。

3D 列印可以製作吸波材，特別是透過將導電或磁性材料（如羰基鐵、碳纖維、金屬粉末等）與其他列印材料（如高分子樹脂、水泥基材料等）結合，並利用3D 列印的自由度設計出複雜的超材料結構，以達到優異的吸波性能。 

吸波材廣泛應用於各種電子產品中，以吸收電磁波輻射、降低電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）。 這些產品包括電腦、筆記型電腦、手機、伺服器、通訊設備、無線充電設備、醫療診斷儀器、無人機、雷達系統和射頻識別（RFID）系統等。 

手機使用吸波材是為了減少或消除手機內部零件之間，以及手機對周圍環境所產生的電磁波干擾，以確保手機訊號穩定、功能正常，並降低對使用者的健康影響。 吸波材能吸收電磁波的能量並將其轉化為熱能，從而降低電磁輻射的雜訊和訊號衰減，對電磁兼容性（EMC）設計至關重要。 

筆記型電腦的主機板不需要額外安裝吸波材，因為其內部已經整合了電磁波吸收（EMI）的設計與材料，以減少電磁波干擾並保護內部元件。 這些設計有助於維持電磁相容性，確保筆記型電腦正常穩定地運行。 

Wi-Fi路由器內部的吸波材料主要用於吸收內部產生的雜散電磁波輻射，減少電磁干擾（EMI），並將電磁能轉換為熱能，以降低內部零件之間的互相干擾、避免共振與串擾，進而提升設備的穩定性與效能。 

5G基站使用多種吸波方案，主要包含使用導熱吸波材料、高頻吸波材料、發泡聚丙烯(EPP)吸波材料和軟磁材料等，以實現高效的電磁波吸收、散熱、屏蔽和抗干擾功能，確保基站的穩定運行並降低電磁輻射對周遭的影響。 

車用電子的吸波需求主要是為了解決日益嚴重的電磁干擾（EMI）問題，以確保車輛內外部電子零件的穩定運作與安全。 隨著汽車電子化、智慧化程度提高，電子零組件增多，其產生的電磁雜訊可能干擾其他設備，因此需要吸波材料來吸收這些電磁波，滿足法規與車廠的電磁相容（EMC）標準。 

醫院MRI 檢查不會用到吸波材，吸波材是用於吸收電磁波，而MRI 機器本身是利用強磁場和無線電波來成像，並透過顯影劑（例如含釓的藥物）來增強影像對比度，並非吸波材。

在半導體廠或高端電子製造中，EMI 屏蔽室用於 EMC/EMI 測試、設備隔離與抑制外界干擾。屏蔽機制含反射、吸收、與多重反射/散射。金屬殼體以反射為主，但單靠反射易出現室內駐波、殘響（Q 高）、場分布不均，且高頻時縫隙與接縫會削弱效果，故常在牆/頂/地增設吸波材以改善場均勻與重現性。

是否必須用吸波材？

• 建議使用：需高精度 EMI/EMC 量測（GHz 段）、空間大且反射面多、室內設備/線纜繁雜、需降低殘響與鏡射干擾。

• 可酌量或簡化：頻段較低（數十 MHz 以下）、屏蔽目標不高、或極度受成本/維護限制。

• 實務：單純隔離用途可只做局部貼覆；精密量測環境吸波材幾乎為標配。

吸波材選擇與設計要點

1. 頻帶對應：依測試/屏蔽頻段選材；鐵氧體/複合吸波材在 GHz 段常用。

2. 厚度與阻抗匹配：確保波能進入材料再被耗散；僅加厚不一定有效。

3. 環境相容：無塵室需考量低出氣、耐濕、耐化學、易清潔。

4. 結構與施工：板材、金屬基板覆層、多孔/蜂巢與夾層結構皆可，用模組化便於更換。

5. 成本與維護：材料會老化，須規劃壽命、可替換性與驗證流程。

結論：對高頻、需場均勻與低殘響的 EMI 室，吸波材能顯著提升測試穩定度與可重現性；在低頻或低要求場景可減量。設計時聚焦「頻段匹配 × 阻抗匹配 × 環境相容 × 模組化維護」，才能取得成本與性能的最佳平衡。

伺服器機房使用吸波材主要是利用其吸收電磁波（如電磁干擾EMI）的特性，以減少對人體和精密儀器的干擾，確保機房運作順暢。 使用時，需將吸波材緊密貼附在可能產生電磁波的設備外殼或機櫃內壁，通常會覆蓋較大的面積來達到最好的效果。