CN111031774A - 铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料。所述电磁屏蔽材料为叠层结构，所述叠层结构包括金属单元和铁氧体软磁材料层(NiZn基或MnZn基铁氧体)，所述金属单元为高电导率金属单元，所述铁氧体软磁材料层为高磁导率和高磁损的铁氧体软磁材料层，所述铁氧体软磁材料层的一个或者两个表面连接有所述金属单元，所述金属单元可以是基于铜、银、铝、镍等具有高电导率金属的金属单层，也可以是金属叠层。本发明中，铁氧体软磁材料层提供磁力线通道，引导磁力线进入其内部，从而减少附近外部空间分布的磁通密度，达到屏蔽磁场的目的；金属单元兼顾高频电磁场的屏蔽效果。因而本发明的电磁屏蔽材料具有屏蔽低频磁场和高频电磁场的优异性能。

Description

铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽领域应用的电磁屏蔽材料，尤其涉及铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料。

背景技术

随着现代电子工业的高速发展，电磁辐射引起的电磁干扰和电磁兼容问题日益严重。对电子产品设备的正常运转会造成误动失效甚至破坏，而且电子产品本身也会向外发射电磁波，由此产生的电磁噪声和对环境的电磁污染对电磁信号探测和对人体健康造成不利影响。为提高电子产品及设备在复杂的电磁环境下运行的有效性和可靠性，研制开发具有性能优异的电磁屏蔽的技术和材料已成为行业的热门课题之一。

电磁屏蔽是指采用屏蔽材料对电磁辐射进行有效阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁波能量传输。通常对屏蔽效果的好坏评价是采用屏蔽效能来表示。当电磁波穿过屏蔽体从一侧空间进入到另一侧空间时，会历经反射、引导和吸收过程。电磁屏蔽材料的屏蔽机理主要分为：

(1)屏蔽体外部空气与屏蔽体界面的电磁波反射损耗。

(2)屏蔽体内部电磁波能量被屏蔽体材料所吸收造成的吸收损耗。

(3)屏蔽体内部在屏蔽体与空气界面多次反射所造成的反射衰减损耗。

目前，电子产品及设备由于功能需求各异，高频震荡所产生的电磁波含有各种复杂高低频频段共存，传统电磁屏蔽材料难以解决此类复杂电磁兼容问题，因此需要开发一种新型性能更为优秀的电磁屏蔽材料。

发明内容

基于此，有必要针对传统电磁屏蔽材料的性能不够理想的问题，提供一种铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料。

一种铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料为叠层结构，所述叠层结构包括金属单元和铁氧体软磁材料层，

所述金属单元为高电导率金属单元，所述铁氧体软磁材料层为高磁导率和高磁损的铁氧体软磁材料层，

所述铁氧体软磁材料层的一个或者两个表面连接有所述金属单元。

本发明中，铁氧体软磁材料层提供磁力线通道，引导磁力线进入其内部，从而减少附近外部空间分布的磁通密度，达到屏蔽磁场的目的；金属单元兼顾高频电磁场的屏蔽效果。因而本发明的电磁屏蔽材料具有屏蔽低频磁场和高频电磁场的优异性能。

在其中一个实施例中，所述金属单元与铁氧体软磁材料层之间的连接方式为粘接。

在其中一个实施例中，所述金属单元通过电镀或化学镀方式与铁氧体软磁材料层相连。

在其中一个实施例中，所述金属单元的外表面设置有覆盖膜或PET保护膜。

在其中一个实施例中，所述铁氧体软磁材料层为NiZn基铁氧体软磁材料或者MnZn基铁氧体软磁材料。

在其中一个实施例中，所述的金属单元为单层金属层。

在其中一个实施例中，所述金属单元为多层金属层，且相邻两层金属层相连。

在其中一个实施例中，所述多层金属层包括至少2种具有高电导率的金属材料。

在其中一个实施例中，相邻两层金属层之间的连接方式为粘接，或者相邻两层金属层之间通过电镀或化学镀方式相连。

附图说明

图1为本发明的实施例的铁氧体软磁材料层的一个表面设置有一层金属层的示意图。

图2为本发明的实施例的铁氧体软磁材料层的两个表面分别设置有单层金属层的示意图。

图3为本发明的实施例的铁氧体软磁材料层的一个表面设置有单层金属层，另一个表面设置有多层金属层的示意图。

其中：

100、铁氧体软磁材料层

200、胶层

300、金属层

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料。所述电磁屏蔽材料为叠层结构，所述叠层结构包括金属单元和铁氧体软磁材料层100，所述金属单元为高电导率金属单元，所述铁氧体软磁材料层100为高磁导率和高磁损的铁氧体软磁材料层100，所述铁氧体软磁材料层100的一个或者两个表面连接有所述金属单元。其中，高磁导率范围为100-10000，高磁损范围为10-10000。

具体的，如图1和图2所示，可在铁氧体软磁材料层100的一个表面设置金属单元。也可以在铁氧体软磁材料层100的两个表面分别设置金属单元。上述金属单元为一层金属层300。可以理解，上述金属单元也可以由多层金属层组成。所述多层金属层包括至少2种具有高电导率的金属材料。其中，上述单层金属层可由铜、银、铝、镍等具有高电导率的金属组成。

例如，金属单元由一层铜层组成，或者金属单元由一层铜层和一层铝层组成等等。这里只是举例，可根据实情需求进行选择和组合。

需要说明的是，上述多层金属层之间可通过胶层相互连接，例如可通过丙烯酸树脂双面胶相互贴合。也可以通过电镀或化学镀方式相连。

本发明中，铁氧体软磁材料层100提供磁力线通道，引导磁力线进入其内部，从而减少附近外部空间分布的磁通密度，达到屏蔽磁场的目的；金属单元300兼顾高频电磁场的屏蔽效果。因而本发明的电磁屏蔽材料具有屏蔽低频磁场和高频电磁场的优异性能，可应用于不同的电磁屏蔽领域。

本发明的这种叠层结构可由具有宽磁导率范围或者高磁导率、高磁损的铁氧体软磁性能的材料(NiZn基铁氧体软磁材料,MnZn基铁氧体软磁材料)和具有高电导率的金属(包括铜、银、铝、镍等具有高电导率的金属材料)组成。

具体的，本发明的这种复合叠层结构的金属层的单层厚度可为1μm-50μm。软磁材料层100的单层厚度为20μm-200μm。

本实施例中，所述金属单元与铁氧体软磁材料层100之间的连接方式为粘接，也就是在铁氧体软磁材料层100与金属单元之间设置胶层200。

具体的，上述金属单元与铁氧体软磁材料层100之间可通过丙烯酸树脂双面胶相互贴合形成叠层结构。

本实施例中，除上述粘接的连接方式外，所述金属单元还可通过电镀或化学镀方式与铁氧体软磁材料层100相连。具体的，在铁氧体软磁材料层100的表面通过电镀或化学镀方法直接覆盖金属单元。

本实施例中，所述金属单元的外表面设置有一般微粘保护覆盖膜或者单面胶PET保护膜。具体的，微粘覆盖保护膜或单面胶PET保护膜可与金属单元粘接或采取其它连接方式。其中，微粘覆盖保护膜在运输储存过程中起保护作用，具体应用时撕去。

以下介绍本发明的电磁屏蔽材料的制作方法。

实施例1：

S100、对于铁氧体软磁材料，按传统的NiZn基或MnZn基铁氧体生产工艺实现。

S200、在专用的单层贴胶设备上将单层铁氧体软磁材料的一面与丙烯酸树脂双面胶带的一面相互覆合并形成一层贴胶带。

S300、将上述铁氧体软磁材料与金属单元贴合在一起。所述金属单元为铜、银、铝、镍等具有高电导率的单层金属层或者多种金属组成的金属叠层。金属单元的外表面可贴有覆盖膜或PET保护膜。最后根据屏蔽体结构尺寸的需求进行裁切，形成本发明的具有不同宽幅尺寸的电磁屏蔽材料。

实施例2：

S100、对于铁氧体软磁材料，按传统的NiZn基或MnZn基铁氧体生产工艺实现。

S200、采用在铁氧体软磁材料的表面进行电镀或化学镀金属的工艺来实现在铁氧体软磁材料层表面设置金属单元。所述金属单元为铜、银、铝、镍等具有高电导率的单层金属层或者多种金属组成的金属叠层。最后根据屏蔽体结构尺寸的需求进行裁切，形成本发明的具有不同宽幅尺寸的电磁屏蔽材料。

本发明中的铁氧体软磁材料和金属复合叠层的宽频带高效率电磁屏蔽材料将分别综合铁氧体软磁材料的宽磁导率范围及金属的高电导率的性能优点，在低频和高频电磁场中具有高屏蔽效率。其在现代电力电子产品及设备的应用中将解决当前电子技术的困扰。因此，本发明的铁氧体软磁材料和金属复合叠层的宽频带高效率电磁屏蔽材料具有非常重要的意义。

通过以上分析可知，本发明的电磁屏蔽材料具有以下有益效果：

1、本发明中的铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽磁材料是由宽磁导率范围或高磁导率性能的铁氧体同高电导率的金属形成，其中铁氧体可引导磁场进入铁氧体内部，将磁场导向其他方向，减少磁场穿透屏蔽体进入被保护的区域。

2、本发明中的铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽磁材料是由高磁损性能的铁氧体和高电导率的金属形成，其中铁氧体可有效将进入铁氧体软磁材料内部的磁场通过发热消耗掉，减少磁场穿透屏蔽体进入被保护的区域。

3、本发明中的铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽磁材料是由高居里温度性能的铁氧体和高电导率的金属形成，在高温(温度>100℃)环境下还有很高的磁性能，从而可满足高温环境下的电磁屏蔽使用。

4、本发明中的铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽磁材料是由铁氧体软磁材料和高电导率的金属形成，由于各层不同材料界面上存在阻抗突变可有效反射入射的电磁波，减少电磁波穿透屏蔽体进入被保护的区域。

6、本发明中的铁氧体软磁材料上方(或者上下两方)贴有一金属单元(或者电镀或化学镀金属单元)，其高电导率可有效吸收并引导电场和屏蔽高频电磁波，减少电磁波穿透屏蔽体进入被保护的区域。

7、本发明中的铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽磁材料是由具有高导磁性的铁氧体软磁材料和高导电性的金属组成，可同时具有电场和高频和低频磁场的屏蔽功能，即是一种具有宽频带的电磁屏蔽的材料。

8、本发明中铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽材料可直接贴合在各种异常外形结构的产品和设备表面，减少电磁波穿透屏蔽体进入被保护的产品或设备中。

本发明的电磁屏蔽材料的应用前景如下。

在现代电力电子产品及设备的电磁屏蔽中，传统材料很难做到在高频段和低频段同时具有良好的电磁屏蔽性能，通常在高频段具有较好的屏蔽效果，但对低频、弱磁场的屏蔽难度非常较大。本发明中铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构的电磁屏蔽材料是由具有高导磁性能的铁氧体软磁材料和具有高电导率的金属组成，其具有高磁导率、高磁损、高居里温度、高导电性等优异性能。其高磁导率特性可对低频弱磁场具有较好的屏蔽效果，高导电性对电场和高频磁场有很好的屏蔽效果。因此，本发明所涵盖的铁氧体软磁材料和金属复合叠层结构有效发挥了其在高低频电磁场的电磁屏蔽的综合优势，拓宽了其在电磁屏蔽的频谱带宽，可满足各种复杂频段的电磁波的屏蔽性能。因此，本发明中所涵盖的铁氧体软磁材料和金属复合叠层宽频电磁屏蔽材料可在各种电力电子产品及设备(如智能手机、手表等数码产品，影像显示设备、电动汽车、测量仪器、医疗及军工精密设备等)的电磁屏蔽中有广阔的应用前景。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述电磁屏蔽材料为叠层结构，所述叠层结构包括金属单元和铁氧体软磁材料层，

所述金属单元为高电导率金属单元，所述铁氧体软磁材料层为高磁导率和高磁损的铁氧体软磁材料层，

所述铁氧体软磁材料层的一个或者两个表面连接有所述金属单元。

2.根据权利要求1所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属单元与铁氧体软磁材料层之间的连接方式为粘接。

3.根据权利要求1所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属单元通过电镀或化学镀方式与铁氧体软磁材料层相连。

4.根据权利要求1所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属单元的外表面设置有覆盖膜或PET保护膜。

5.根据权利要求1所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述铁氧体软磁材料层为NiZn基铁氧体软磁材料或者MnZn基铁氧体软磁材料。

6.根据权利要求1所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述的金属单元为单层金属层。

7.根据权利要求1所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属单元为多层金属层，且相邻两层金属层相连。

8.根据权利要求7所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述多层金属层包括至少2种具有高电导率的金属材料。

9.根据权利要求7所述的铁氧体和金属复合叠层的电磁屏蔽材料，其特征在于，相邻两层金属层之间的连接方式为粘接，或者相邻两层金属层之间通过电镀或化学镀方式相连。

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