CN107912012B - 一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，包括以下步骤：1)吸波层制备；2)将步骤1)中的混合物通过流延或者压延工艺将混合物制成薄片型材料；3)取步骤2)制得的薄片型材料行硫化处理，所获得的贴片即为吸波层；4)屏蔽层制备；5)吸波层与屏蔽层复合：采用喷涂工艺将涂料涂覆在吸波层表面，然后对涂层进行烘干固化处理，再对屏蔽层进行上光油处理，最终获得复合贴片。本发明还公开了一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片。本发明可以更加有效的抑制电磁辐射，复合贴片的吸波性能也会有所提高，可以避免发生短路现象，可将更多的电磁噪音彻底消除。
Description
技术领域
本发明属于复合吸波材料制造领域，具体涉及一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片及其制备方法。
背景技术
吸波贴片材料是一种由高分子粘结剂与磷片状磁粉吸收剂复合而成的柔性薄片型材料，其对电磁波具有较好的吸收功能，被广泛地用于解决电子产品的电磁干扰和电磁辐射问题。
当电磁杂波进入到吸波贴片内部时，磁性吸收剂内部会发生磁畴壁的移动和磁矩的转动，从而起到吸收电磁波的作用。因此，吸波贴片抑制电磁辐射主要是通过吸收电磁波来实现。这种贴片可以有效彻底地消除电磁杂波的干扰，同时具有较高的电阻率，避免了其在芯片或者PCB上使用时发生短路的问题。然而，随着电子产品功率和频率的提高，电磁辐射强度显著增强，传统的吸波贴片材料已经无法有效地抑制高频元器件产生的电磁噪音。屏蔽贴片的电磁辐射抑制效果更好，其作用原理是通过高的导电率来实现对电磁波的强反射。然而，屏蔽贴片并不是最理想的材料，主要是由于其不能从根本上消除电磁波，虽然可以避免电磁杂波的泄露，但是被反射的电磁噪音可能会对辐射源本身造成干扰。另外，高导电的屏蔽贴片在使用的过程中存在发生短路的危险。因此，屏蔽贴片材料的使用受到很大的限制。
发明内容
本发明提供了一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，可以更加有效地抑制电磁辐射，复合贴片的吸波性能也会有所提高，即可以将更多的电磁杂波彻底消除掉,同时可以避免发生短路现象。
本发明另一目的在于提供一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，包括以下步骤：
1)吸波层制备：按重量百分含量为，高分子粘结剂10％—20％、鳞片状磁粉80％—90％、辅料≤1％，进行混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)中的混合物通过流延或者压延工艺将混合物制成薄片型材料；
3)取步骤2)制得的薄片型材料行硫化处理，所获得的贴片即为吸波层；
4)屏蔽层制备：按重量百分含量为，粘结剂体系55％—75％、导电型吸收剂20％—42％、助剂2％—8％，进行混合，然后获得均匀的屏蔽涂料；
5)吸波层与屏蔽层复合：采用喷涂工艺将屏蔽涂料涂覆在吸波层表面，最后对涂层进行烘干固化处理，获得复合贴片；
6)保护层制备：对步骤5)中制得复合贴片中屏蔽层表面性进行上光油处理，再进行烘干处理，最终获得包括吸波层、屏蔽层、保护层的复合贴片材料。
所述步骤4)中的具体方法为先取粘结剂体系，然后加入溶剂进行稀释，然后再按重量百分含量加入助剂、导电型吸收剂进行混合。
所述步骤1)中所述高分子粘结剂种类不限，要求能够满足吸波层成型工艺要求。
所述鳞片状磁粉为Fe-Ni、Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr中的一种，鳞片状磁粉厚度为0.5μm—1.5μm，径厚比大于30：1。
所述辅料包括偶联剂、分散剂、流平剂、硫化剂。
所述吸波层厚度为0.1mm—1mm。
所述步骤4)中的粘结剂体系中包括粘结剂及其固化剂；粘结剂种类包括环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂中的一种以上；固化剂种类及用量不限，要求能够使得粘结剂完全固；当粘结剂包含两种或两种以上树脂时，树脂之间配比不限，要求适合于制备喷涂涂料即可。
所述步骤4)中的导电型吸收剂包括碳系材料和高导电金属粉，碳系材料包括导电石墨粉、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、短切碳纤维中的一种以上；高导电金属粉包括铝粉、铜粉、银粉、银包铜粉。
所述步骤4)中的助剂包括分散剂、偶联剂、防沉剂，屏蔽层厚度为0.01—0.1mm；
所述步骤6)中的上光油处理为UV上光油，采用的光油为UV光油，烘干处理采用紫外光加热，烘干时间不限，要求光油干燥完全即可。
上述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法获得的复合贴片，包括吸波层，吸波层上方复合有屏蔽层，屏蔽层上表面设有保护层。
所述吸波层的厚度为0.1mm—1mm，屏蔽层厚度为0.01—0.1mm；保护层厚度小于0.001mm。
本发明的发明原理：复合贴片分为三层，上层为保护层，中间层为屏蔽层，下层为吸波层。辐射源产生的电磁波首先通过吸波层，能量被部分吸收。剩余的电磁波穿透吸波层，这部分电磁波中的大部分遇到屏蔽层会发生反射，反射波再经过吸波层被二次吸收，少部分电磁波会穿过屏蔽层而经由保护层进入自由空间中。其中保护层可以提高复合贴片的平整度，修复屏蔽层的表面缺陷，同时可以避免屏蔽层表面被破坏。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)、与传统的吸波贴片材料相比，由于屏蔽层的存在，复合贴片的屏蔽性能大大提升，可以更加有效的抑制电磁辐射。同时，电磁杂波在屏蔽层和辐射源之间会发生多次反射，在每次发反射的过程中吸波层都会电磁杂波进行吸收。因此，复合贴片的吸波性能也会有所提高。
(2)、与高导电屏蔽材料相比，复合贴片的电阻率要高很多，因此可以避免其在使用的过程中发生短路。同时，传统的屏蔽材料吸波性能有限，更多的依靠强反射原理来屏蔽电磁波，不能从根本上消除电磁波。而复合贴片独特的结构设计，在保证屏蔽效果的同时，可以依靠吸波层对电磁杂波实现多次吸收，最终可将电磁噪音彻底消除。
(3)、屏蔽层采用喷涂工艺，可以制备超薄均匀的涂层，并且厚度可精确控制。同时，屏蔽层与吸波层界面结合良好，涂层不易脱落。
(4)、由于屏蔽层具有优良的导热性能，因此，复合贴片的散热性能比传统的吸波贴片更加优异，更加利于在电子产品上应用。
(5)、复合贴片中的保护层可以修复屏蔽层的表面缺陷，如凹坑、空洞等，提高复合贴片表面的平整度。此外，同时保护层可以有效将屏蔽层与外界环境相隔离，提高了复合贴片的耐湿、耐酸、耐碱等环境特性。另外，保护层厚度极薄，对于复合贴片的吸波性能和屏蔽性能的影响可以忽略。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，包括以下步骤：
1)吸波层制备：按重量百分含量为，高分子粘结剂10％、鳞片状磁粉89％、辅料1％，进行混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)中的混合物通过压延工艺将混合物制成薄片型材料；
3)取步骤2)制得的薄片型材料行硫化处理，所获得的贴片即为吸波层；
4)屏蔽层制备：按重量百分含量为，粘结剂体系65％、导电型吸收剂33％、助剂2％，进行混合，然后获得均匀的屏蔽涂料；
5)吸波层与屏蔽层复合：采用喷涂工艺将屏蔽涂料涂覆在吸波层表面，最后对涂层进行烘干固化处理，获得复合贴片；
6)保护层制备：对步骤5)中制得复合贴片中屏蔽层表面性进行上光油处理，再进行烘干处理，最终获得包括吸波层、屏蔽层、保护层的复合贴片材料。
所述步骤4)中的具体方法为先取粘结剂体系，然后加入溶剂进行稀释，然后再按重量百分含量加入助剂、导电型吸收剂进行混合。
所述步骤1)中所述高分子粘结剂为丁腈橡胶，能够满足吸波层压延工艺要求。
所述鳞片状磁粉为Fe-Si-Al磁粉，鳞片状磁粉平均厚度为1.1μm，径厚比为45：1。
所述辅料包括硅烷偶联剂和丁腈橡胶专用硫化剂，二者质量比4:6。
所述吸波层厚度为0.2mm。
所述步骤4)中的粘结剂体系中包括粘结剂及其固化剂；粘结剂为环氧树脂，固化剂为己二胺，二者质量比为35：30。
所述步骤4)中的导电型吸收剂为导电炭黑。
所述步骤4)中的助剂为炭黑专用分散剂，屏蔽层厚度为0.05mm；
所述步骤6)中的上光油处理为UV上光油，采用的光油为UV光油，烘干处理采用紫外光加热，烘干时间为1分钟。
上述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法获得的复合贴片，包括吸波层，吸波层上方复合有屏蔽层，屏蔽层上表面设有保护层。
所述吸波层的厚度为0.2mm，屏蔽层厚度为0.05mm；保护层厚度小于0.001mm。
对比例1
本实例为实例1的对比实例。
选择实施例1中吸波层的原料及配比，按照实施例1中的吸波层制备工艺制备厚度为0.25mm的吸波贴片。
实施例2
1)吸波层制备：按重量百分含量为，高分子粘结剂9.2％、鳞片状磁粉90％、辅料0.8％，进行混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)中的混合物通过流延工艺将混合物制成薄片型材料；
3)取步骤2)制得的薄片型材料行硫化处理，所获得的贴片即为吸波层；
4)屏蔽层制备：按重量百分含量为，粘结剂体系55％、导电型吸收剂42％、助剂3％，进行混合，然后获得均匀的屏蔽涂料；
5)吸波层与屏蔽层复合：采用喷涂工艺将屏蔽涂料涂覆在吸波层表面，最后对涂层进行烘干固化处理，获得复合贴片；
6)保护层制备：对步骤5)中制得复合贴片中屏蔽层表面性进行上光油处理，再进行烘干处理，最终获得包括吸波层、屏蔽层、保护层的复合贴片材料。
所述步骤4)中的具体方法为先取粘结剂体系，然后加入溶剂进行稀释，然后再按重量百分含量加入助剂、导电型吸收剂进行混合。
所述步骤1)中所述高分子粘结剂为聚氨酯，能够满足吸波层流延工艺要求。
所述鳞片状磁粉为Fe-Si-Al磁粉，鳞片状磁粉平均厚度为1.1μm，径厚比为100：1。
所述辅料包括硅烷偶联剂。
所述吸波层厚度为0.1mm。
所述步骤4)中的粘结剂体系中包括粘结剂及其固化剂；粘结剂为有机硅树脂和丙烯酸树脂按2:1的混合物，固化剂为聚氨酯固化剂，粘结剂与固化剂的质量比为53：2。
所述步骤4)中的导电型吸收剂为铝粉。
所述步骤4)中的助剂为硅烷偶联剂和防沉剂，二者比例1：2，屏蔽层厚度为0.05mm；
所述步骤6)中的上光油处理为UV上光油，采用的光油为UV光油，烘干处理采用紫外光加热，烘干时间为1.5分钟。
上述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法获得的复合贴片，包括吸波层，吸波层上方复合有屏蔽层，屏蔽层上表面设有保护层。
所述吸波层的厚度为0.1mm，屏蔽层厚度为0.01mm；保护层厚度小于0.001mm。
对比例2
本实例为实例2的对比实例。
选择实施例2中吸波层的原料及配比，按照实施例2中的吸波层制备工艺制备厚度为0.11mm的吸波贴片。
实施例3
1)吸波层制备：按重量百分含量为，高分子粘结剂19.5％、鳞片状磁粉80％、辅料0.5％，进行混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)中的混合物通过压延工艺将混合物制成薄片型材料；
3)取步骤2)制得的薄片型材料行硫化处理，所获得的贴片即为吸波层；
4)屏蔽层制备：按重量百分含量为，粘结剂体系75％、导电型吸收剂20％、助剂5％，进行混合，然后获得均匀的屏蔽涂料；
5)吸波层与屏蔽层复合：采用喷涂工艺将屏蔽涂料涂覆在吸波层表面，最后对涂层进行烘干固化处理，获得复合贴片；
6)保护层制备：对步骤5)中制得复合贴片中屏蔽层表面性进行上光油处理，再进行烘干处理，最终获得包括吸波层、屏蔽层、保护层的复合贴片材料。
所述步骤4)中的具体方法为先取粘结剂体系，然后加入溶剂进行稀释，然后再按重量百分含量加入助剂、导电型吸收剂进行混合。
所述步骤1)中所述高分子粘结剂为三元乙丙橡胶，能够满足吸波层压延工艺要求。
所述鳞片状磁粉为Fe-Si-Al磁粉，鳞片状磁粉平均厚度为1.5μm，径厚比为60：1。
所述辅料包括钛酸酯偶联剂和过氧化物硫化剂，二者质量比为0.2:0.3。
所述吸波层厚度为1mm。
所述步骤4)中的粘结剂体系中包括粘结剂及其固化剂；粘结剂为环氧树脂，固化剂为改性脂环胺，粘结剂与固化剂的质量比为40:35。
所述步骤4)中的导电型吸收剂为碳纳米管。
所述步骤4)中的助剂为碳纳米管专用分散剂，屏蔽层厚度为0.1mm；
所述步骤6)中的上光油处理为UV上光油，采用的光油为UV光油，烘干处理采用紫外光加热，烘干时间为2分钟。
上述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法获得的复合贴片，包括吸波层，吸波层上方复合有屏蔽层，屏蔽层上表面设有保护层。
所述吸波层的厚度为1mm，屏蔽层厚度为0.1mm；保护层厚度小于0.001mm。
对比例3
本实例为实例3的对比实例。
选择实施例3中吸波层的原料及配比，按照实施例3中的吸波层制备工艺制备厚度为1.1mm的吸波贴片。
分别对实例和对比实例所制备的贴片进行屏蔽性能、吸波性能(反射损耗)、导热系数和电阻率进行测试，测试结果如表1所示：
表1实施例和对比例性能对比
由表1可以看出，本发明提供的复合贴片的屏蔽性能、吸波性能和导热特性比传统的吸波贴片更加优异。而复合贴片的电阻率略低，但比纯碳膜、铝箔、铜箔等高导电屏蔽材料要高出很多，属于绝缘体或半绝缘体，因此，在使用的过程中可以避免出现短路问题。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)吸波层制备：按重量百分含量为，高分子粘结剂10％—20％、鳞片状磁粉80％—90％、辅料≤1％，进行混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)中的混合物通过流延或者压延工艺将混合物制成薄片型材料；
3)取步骤2)制得的薄片型材料行硫化处理，所获得的贴片即为吸波层；
4)屏蔽层制备：按重量百分含量为，粘结剂体系55％—75％、导电型吸收剂20％—42％、助剂2％—8％，进行混合，然后获得均匀的屏蔽涂料；
5)吸波层与屏蔽层复合：采用喷涂工艺将屏蔽涂料涂覆在吸波层表面，最后对涂层进行烘干固化处理，获得复合贴片；
6)保护层制备：对步骤5)中制得复合贴片中屏蔽层表面性进行上光油处理，再进行烘干处理，最终获得包括吸波层、屏蔽层、保护层的复合贴片材料；
所述步骤4)中的具体方法为先取粘结剂体系，然后加入溶剂进行稀释，然后再按重量百分含量加入助剂、导电型吸收剂进行混合；
所述步骤4)中的粘结剂体系中包括粘结剂及其固化剂；粘结剂种类包括环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂中的一种以上；固化剂种类及用量不限，要求能够使得粘结剂完全固；当粘结剂包含两种或两种以上树脂时，树脂之间配比不限，要求适合于制备喷涂涂料即可；
所述步骤4)中的助剂包括分散剂、偶联剂、防沉剂，屏蔽层厚度为0.01—0.1mm；所述步骤6)中的上光油处理为UV上光油，采用的光油为UV光油，烘干处理采用紫外光加热，烘干时间不限，要求光油干燥完全即可。
2.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的鳞片状磁粉为Fe-Ni、Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr中的一种，鳞片状磁粉厚度为0.5μm—1.5μm，径厚比大于30：1。
3.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，其特征在于：所述辅料包括偶联剂、分散剂、流平剂、硫化剂。
4.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，其特征在于：所述吸波层厚度为0.1mm—1mm。
5.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中的导电型吸收剂包括碳系材料和高导电金属粉，碳系材料包括导电石墨粉、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、短切碳纤维中的一种以上；高导电金属粉包括铝粉、铜粉、银粉、银包铜粉。
6.根据权利要求1～5任一项所述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法获得的复合贴片，其特征在于：包括吸波层，吸波层上方复合有屏蔽层，屏蔽层上表面设有保护层。
7.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽/吸收复合贴片的制备方法获得的复合贴片，其特征在于：所述吸波层的厚度为0.1mm—1mm，屏蔽层厚度为0.01—0.1mm；保护层厚度小于0.001mm。
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- 2017-11-29 CN CN201711222861.4A patent/CN107912012B/zh active Active
Patent Citations (3)
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