CN109068474A

CN109068474A - 一种抗电磁辐射干扰的电路板

Info

Publication number: CN109068474A
Application number: CN201811021142.0A
Authority: CN
Inventors: 甘坚梅
Original assignee: Foshan Bean Technology Co Ltd
Current assignee: Foshan Bean Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2018-12-21

Abstract

本发明涉及一种抗电磁辐射干扰的电路板，包括电路板本体、绝缘胶层、电磁屏蔽膜，电路板本体包括基板、控制芯片、线路层，所述电路板本体上设有外接镀孔、元件连接镀孔、安装固定孔，所述绝缘层设于电路板本体与电磁屏蔽膜之间，所述电磁屏蔽膜贴设于绝缘层之上，所述电磁屏蔽膜为涂覆有电磁屏蔽涂料的贴膜，该电路板结构设置简单，具有良好的抗电磁辐射干扰性能。

Description

一种抗电磁辐射干扰的电路板

技术领域

本发明涉及电路板领域，尤其涉及一种抗电磁辐射干扰的电路板。

背景技术

电路板在电子产品中应用广泛，是电子元件业中最活跃的产业。电子设备在工作时，由于自身的工作电压和电流的连续、间歇变化，其内部元件会产生电磁辐射，可能会对相邻的电子元件造成干扰，影响电子元件的正常工作，而且，电子设备本身之外的环境电磁辐射，也容易对其造成电磁辐射干扰，随着电子产品品质要求的提高，对电路板的抗电磁辐射干扰能力提出更高的要求。

通常在电路板上增加屏蔽罩以实现抗电磁干扰，在外层贴设铜、铝、银等金属箔，为保证屏蔽效果，贴箔需要有一定的厚度要求，还需设置额外的抗氧化披覆层，不利于电路板的轻薄化；其它如铁氧体、碳化硅、高聚物等常规电磁屏蔽材料同样存在密度大，使用厚度宽的缺点。

发明内容

本发明旨在提供一种抗电磁辐射干扰的电路板，以解决上述提出问题。

本发明的实施例中提供了一种抗电磁辐射干扰的电路板，包括电路板本体、绝缘胶层、电磁屏蔽膜，电路板本体包括基板、控制芯片、线路层，所述电路板本体上设有外接镀孔、元件连接镀孔、安装固定孔，所述绝缘层设于电路板本体与电磁屏蔽膜之间，所述电磁屏蔽膜贴设于绝缘层之上，所述电磁屏蔽膜为涂覆有电磁屏蔽涂料的贴膜，所述电磁屏蔽涂料由表面改性MXene、环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土混合制得；

优选地，所述电磁屏蔽涂料中表面改性MXene、环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土的质量比例为(150-200):100:(30-50):1:3；

优选地，所述表面改性MXene包括MXene载体和负载层，负载层包括氧化锌相、碳相和二氧化钛相；

进一步优选地，所述MXene载体为烧结碳化钛铝经含锂离子的氢氟酸溶液刻蚀得到；所述碳相和二氧化钛相由MXene载体经二氧化碳高温氧化得到；所述氧化锌相由MXene载体经锌离子负载、水合肼还原、二氧化碳高温氧化得到；

进一步优选地，含锂离子的氢氟酸溶液为溶有氟化锂的浓盐酸溶液，氟化锂浓度为0.05g/ml；

进一步优选地，烧结碳化钛铝由钛、铝、碳化钛按质量比5：3：20经高温烧结制得；

进一步优选地，二氧化碳高温氧化过程温度为850℃，保温时间60min，二氧化碳流量150ml/min。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明涉及的电路板结构设置简单，具有良好的抗电磁辐射干扰性能，通过MXene表面微观结构改性设计，提供了更大的表界面，降低堆叠和尺寸效应造成的接触电阻，增强导电性，增加了电磁波的传播路径，促进其衰减，提高材料阻抗匹配，拓宽有效吸收频带，提高电磁波吸收性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明电路板的侧面结构示意图；

图2是本发明电路板的正面结构示意图。

附图标记：1-基板；2-线路层；3-绝缘层；4-电磁屏蔽膜；5-控制芯片；6-外接镀孔；7-元件连接镀孔；8-安装固定孔。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

电磁屏蔽材料可以在一定程度上吸收和反射电子设备发出的电磁波，人们开发了多种电磁屏蔽材料以消除电磁污染，传统的电磁屏蔽材料多使用铜、铝等金属制造，高密度和大体积限制了其在可移动设备、可穿戴电子产品及人体防护等多个领域的应用，其它如将镍钴金属纤维覆于生物炭纤维的石蜡基复合材料、碳化硅海绵、石墨烯-聚二甲基硅氧烷复合海绵，存在密度大，使用厚度宽的缺点，因此，发展轻便、可加工性强的电磁屏蔽材料与产品将具有重要的研究意义和实际应用价值。

MXene是一种具有类石墨烯结构的二维新型材料，其特殊的类金属特性及层状结构，使其在电磁屏蔽领域有潜在应用，但其吸波性能并不理想，这与材料跟电磁波的相互作用机制以及阻抗匹配能力有关，开发轻质、宽吸收带宽、高吸收率的MXene类材料，需对其进行微观结构设计表面改性以提升材料吸波性能。

本发明的实施例涉及一种抗电磁辐射干扰的电路板，包括电路板本体、绝缘胶层、电磁屏蔽膜，电路板本体包括基板、控制芯片、线路层，所述电路板本体上设有外接镀孔、元件连接镀孔、安装固定孔，所述绝缘层设于电路板本体与电磁屏蔽膜之间，所述电磁屏蔽膜贴设于绝缘层之上，所述电磁屏蔽膜为涂覆有电磁屏蔽涂料的贴膜，所述电磁屏蔽涂料由表面改性MXene、环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土混合制得；

以二氧化碳为氧化剂并控制氧化条件，保持MXene载体的片层结构的同时部分氧化，在其表面生成碳相及二氧化钛相，提高导电率与阻抗匹配，本征缺陷增加偶极极化；刻蚀得到的MXene载体表面带有富电子基团，易与锌金属离子以静电或络合的方式结合，减少基团位置，增强导电，再将其还原为金属负载在MXene载体表面，氧化锌是一种直接带隙宽禁带半导体，具有低的介电常数，可与二氧化钛相、碳相、MXene载体形成多个类鱼鳞的异质界面，表现出高的介电损耗，阻碍电子在结构中的有效迁移，在电磁波的作用下，材料表面激发出的大量电荷在界面异质结处聚集，形成空间电荷极性区，对电子迁移形成散射效应，产生介电偶极相互作用与相关的弛豫效应，耗散电磁波，其性能优于单相的MXene载体或各成分的简单混合；

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

本实施例中，一种抗电磁辐射干扰的电路板，包括电路板本体、绝缘胶层、电磁屏蔽膜，电路板本体包括基板、控制芯片、线路层，所述电路板本体上设有外接镀孔、元件连接镀孔、安装固定孔，所述绝缘层设于电路板本体与电磁屏蔽膜之间，所述电磁屏蔽膜贴设于绝缘层之上，所述电磁屏蔽膜为涂覆有电磁屏蔽涂料的贴膜，所述电磁屏蔽涂料由表面改性MXene、环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土混合制得，其制备包括以下步骤：

1、制备碳化钛铝

按照质量比5：3:20的比例混合粒径小于300目的钛金属粉、铝金属粉和碳化钛，将混合粉末分散在无水乙醇中，入球磨机球磨24h后，烘干样品，压入石墨模具，在氩气保护气氛下，升温至1400℃，保持温度煅烧2h，待自然冷却至室温后得到碳化钛铝烧结块，粉碎、研磨、过筛，得到粒径小于500目的碳化钛铝粉末；

2、制备MXene载体

在经冰水冷却的聚四氟乙烯容器中加入氟化锂1g，缓慢加入20ml 10mol/L的盐酸溶液，搅拌30min，称取1g步骤1所得碳化钛铝粉末，控制温度在50℃以下，分多次地缓慢加入上述溶液，添加完毕后35℃保温72h，每6h摇动一次，反应结束后，重复离心、洗涤至洗涤液呈中性，干燥沉淀；

3、锌金属负载

在100ml去离子水中加入步骤2的沉淀2g，超声破碎处理2min，超声功率270W，超声时间：停止时间为1s：2s，然后加入0.86g无水氯化锌，0.36g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌溶解，氨水调节溶液pH至10，搅拌30min，得到悬浮液A，50ml去离子水中加入十六烷基三甲基溴化铵0.18g，水合肼5g，得到溶液B，将溶液B缓慢加入到悬浮液A中，搅动2h，交替用无水乙醇和蒸馏水进行多次洗涤，50℃烘干；

4、二氧化碳高温氧化

称取0.2g步骤3所得样品，在氩气保护气氛下，升温至600℃，保温45min，温度升至750℃，保温15min，气氛切换为二氧化碳气体，气体流量为150ml/min，保温60min，气氛切换为氩气，自冷至室温后，得到氧化产物；

5、步骤4的氧化产物与环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土以质量比例200:100:50:1:3混合，制得电磁屏蔽涂料。

实施例2

1、制备碳化钛铝

2、制备MXene载体

3、锌金属负载

4、二氧化碳高温氧化

5、步骤4的氧化产物与环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土以质量比例150:100:30:1:3混合，制得电磁屏蔽涂料。

对比例1

步骤2所得产物与环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土以质量比例200:100:50:1:3混合，制得涂料。

实验测试：

采用SJ50524-1995标准中的材料屏蔽效能的测试方法在100×10³—1.5×10⁹kHz的频率范围内对实施例所述的电磁屏蔽涂料制备的电磁屏蔽膜的电磁屏蔽性能进行测试，采用综合物性测量系统对实施例所述的电磁屏蔽涂料制备的电磁屏蔽膜的电导率进行测试，测试结果如表1。

表1实施例测试结果

	电导率(S/cm)	屏蔽性能(dB)
			实施例1	18	48-55
实施例2	15	28-34
			对比例1	2	10-15

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，包括电路板本体、绝缘胶层、电磁屏蔽膜，电路板本体包括基板、控制芯片、线路层，所述电路板本体上设有外接镀孔、元件连接镀孔、安装固定孔，所述绝缘层设于电路板本体与电磁屏蔽膜之间，所述电磁屏蔽膜贴设于绝缘层之上，所述电磁屏蔽膜为涂覆有电磁屏蔽涂料的贴膜，所述电磁屏蔽涂料由表面改性MXene、环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土混合制得。

2.根据权利要求1所述的一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，所述所述电磁屏蔽涂料中表面改性MXene、环氧树脂、乙酸乙酯、硅烷偶联剂、有机膨润土的质量比例为(150-200):100:(30-50):1:3。

3.根据权利要求1所述的一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，所述表面改性MXene包括MXene载体和负载层，负载层包括氧化锌相、碳相和二氧化钛相。

4.根据权利要求3所述的一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，所述MXene载体为烧结碳化钛铝经含锂离子的氢氟酸溶液刻蚀得到；所述碳相和二氧化钛相由MXene载体经二氧化碳高温氧化得到；所述氧化锌相由MXene载体经锌离子负载、水合肼还原、二氧化碳高温氧化得到。

5.根据权利要求4所述的一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，所述含锂离子的氢氟酸溶液为溶有氟化锂的浓盐酸溶液，氟化锂浓度为0.05g/ml。

6.根据权利要求4所述的一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，所述烧结碳化钛铝由钛、铝、碳化钛按质量比5：3：20经高温烧结制得。

7.根据权利要求4所述的一种抗电磁辐射干扰的电路板，其特征在于，所述二氧化碳高温氧化的过程温度为850℃，保温时间60min，二氧化碳流量150ml/min。