CN111148419A - 一种多层屏蔽膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层屏蔽膜及其制造方法，所述多层屏蔽膜包括复数个单元膜，所述单元膜包括一基材层、一屏蔽层以及一吸波层，所述基材层一面设有若干凹槽，所述凹槽中填充屏蔽材料形成所述屏蔽层，所述吸波层至少覆盖所述屏蔽层，或至少覆盖所述吸屏蔽层及所述基材层具有所述凹槽的一面，所述单元膜叠加设置或背靠背设置形成多层结构。所述多层屏蔽膜在保持透明特性的同时屏蔽能力较强，且柔性好，便于贴附，适用范围广；所述多层屏蔽膜能有效的降低电磁辐射反射回空间，有利于减少电磁辐射的污染，同时屏蔽性能更佳，不易于被反射波探测到；多层结构屏蔽能力更强，适用于对屏蔽能力要求较高的场合。
Description
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽技术领域，更准确的说涉及一种多层屏蔽膜及其制造方法。
背景技术
随着科技的发展，射频设备广泛使用。常见的射频设备如工业用电气设备、广播电视发射塔、无线通信网络、高压输电线、家电等，在工作时会向外传送电磁波能量，产生电磁辐射，电磁辐射会对人体或机器产生影响，其程度与它的能量大小直接相关，电磁辐射所产生的能量大小取决于其频率的高低，可按其频率排成从低到高的若干个等级，频率愈高，电磁辐射所产生的能量就愈大，过大的电磁辐射能量会破坏人体的生理组织分子。如今，射频设备在人类活动的场所大量装备，且频谱范围不断展宽，强度成倍增加，如果电磁辐射超过了人体或机器所能够承受的限度，即形成电磁污染，不仅会对电子设备造成干扰，还会对人体健康产生威胁，是危害严重的“隐形杀手”，电磁污染已成为继大气污染、水污染、固体废弃物污染和噪声污染之后的第五大污染。针对电磁污染问题，最为有效的解决方法是采用电磁屏蔽技术，包括吸收式和反射式电磁屏蔽，均采用电磁屏蔽材料对电磁波进行屏蔽。不同的应用领域，对电磁屏蔽材料的要求也不同。在需要视觉观测的场合，需要采用透明电磁屏蔽材料，应用领域包括医用电磁隔离室观察窗、通讯设备透明电磁屏蔽元件、航空航天装备光窗、先进光学仪器光窗、保密设施防电磁泄露光窗、液晶显示屏、手机触屏、车载透明天线等。现有技术中，为了实现透明电磁屏蔽，一般使用透明电磁屏蔽膜。其中，屏蔽反射透明屏蔽膜会将电磁辐射反射回空间，对空间环境造成二次污染，无法彻底防治电磁污染。以氧化铟锡为主的透明金属氧化物薄膜，在可见光透明的场合应用广泛，但是其透光波段较窄，虽然微波屏蔽波段较宽，但是屏蔽能力不强，且材质较硬，柔性较差，无法较好地进行表面贴合。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多层屏蔽膜，包括复数个单元膜，所述单元膜包括一基材层、一屏蔽层以及一吸波层，所述基材层一面设有若干凹槽，所述凹槽中填充屏蔽材料形成所述屏蔽层，所述吸波层至少覆盖所述屏蔽层，或至少覆盖所述吸屏蔽层及所述基材层具有所述凹槽的一面，所述单元膜叠加设置或背靠背设置形成多层结构。
根据本发明的目的提出的一种多层屏蔽膜，包括复数个单元膜，所述单元膜包括：
基材层，所述基材层包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有若干凹槽；
屏蔽层，在所述凹槽中填充屏蔽材料形成连通的网格构成所述屏蔽层；以及
吸波层，所述吸波层至少部分覆盖所述屏蔽层，或至少部分覆盖所述屏蔽层和所述基材层第一表面，或至少覆盖所述基材层的第二表面；
且所述单元膜通过粘接层叠加设置或背靠背设置形成多层结构。
优选地，所述网格是周期性的，或是非周期性的，或是随机的。
优选地，所述凹槽的高度范围为500nm至10μm，所述凹槽的宽度范围为500nm至10μm，所述凹槽的间隔距离范围为500nm至500μm。
优选地，所述屏蔽层的高度小于所述凹槽的深度，或等于所述凹槽的深度，或大于所述凹槽的深度。
优选地，所述凹槽的截面为正方形、长方形或梯形。
优选地，所述网格的一面为平面、凸面或凹面。
优选地，所述基材层的第一表面进一步的设有聚合物层
优选地，所述聚合物层为透明热固化胶，或为光固化胶。
优选地，所述基材层采用透明的热固化胶、光固化胶或PET、PC等柔性高分子材料，所述屏蔽层采用金属、石墨烯或碳纳米管材料，所述吸波层采用碳化钛、碳纳米管或石墨烯材料。
优选地，所述多层屏蔽膜包括至少一层保护层，所述保护层至少部分覆盖所述单元膜的吸波层和所述单元膜的基材层的第一表面。
本发明还公开了一种屏蔽膜的制造方法，其特征在于，包括步骤：
(A)通过激光直写技术，在光刻胶基板上制作图形化网格沟槽；
(B)把光刻胶基板置于电铸槽中，通过电铸技术制作金属模板；
(C)以金属模板为母版，利用纳米压印技术，在柔衬底上直接压印图形化网格沟槽，或在柔性衬底上涂布固化胶层，压印，固化后形成图形化网格沟槽；；
(D)采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，再通过二次刮涂或转移技术把吸波材料填充至沟槽中制作屏蔽膜；
(E)将单元膜粘接在一起。
优选地，所述步骤(D)为采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，进一步为提高导电性，把其置于电沉积槽中，在沟槽中继续沉积金属，之后通过刮涂或者转移技术把吸波层置于导电网格层上。
本发明还公开了一种屏蔽膜的制造方法，其特征在于，包括步骤：
(A)采用激光直写技术制作掩模版；
(B)在导电基板上涂布光刻胶，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底；
(C)采用选择性电沉积技术，在导电基板显露的沟槽处实现金属沉积，其他光刻胶覆盖区域无金属沉积；
(D)去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将柔性衬底覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成图形化导电层；
(E)通过转移技术，把吸波层转移至导电层上，制作屏蔽膜；
(F)将单元膜粘接在一起。
与现有技术相比，本发明公开的一种多层屏蔽膜的优点在于：所述多层屏蔽膜在保持透明特性的同时屏蔽能力较强，且柔性好，便于贴附，且比单层膜的屏蔽性和吸波性更好，适用范围广，有助于防治电磁辐污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种多层屏蔽膜第一个较佳实施例的截面示意图。
图2为本发明一种多层屏蔽膜第一个较佳实施例第一种变体的截面示意图。
图3为本发明一种多层屏蔽膜第一个较佳实施例第二种变体的截面示意图。
图4为本发明一种多层屏蔽膜第一个较佳实施例第三种变体的截面示意图。
图5为本发明一种多层屏蔽膜第二个较佳实施例的截面示意图。
图6为本发明一种多层屏蔽膜第三个较佳实施例的截面示意图。
图7为本发明一种多层屏蔽膜第四个较佳实施例的截面示意图。
具体实施方式
如图1所示本发明一种多层屏蔽膜的第一个较佳实施例，所述屏蔽膜包括两个叠加的单元膜，两个所述单元膜之间具有一粘接层，两个所述单元膜通过所述粘接层连接。所述单元膜包括一基材层10、一屏蔽层20以及一吸波层30。所述基材层10具有相对的一第一表面11和一第二表面12。所述第一表面11具有若干凹槽111，所述凹槽111在所述第一表面11上均匀分布。所述凹槽111在所述第一表面11上形成相互连通的网格，所述网格可以是具有周期性的或是非周期性的。图1中所述凹槽111的截面为长方形，但是需要注意的是，所述凹槽111的截面还可以设置为正方形或梯形等。两个所述单元膜分别通过所述第一表面11及所述第二表面12与所述粘接层连接，形成两个所述单元膜的叠加结构，且可以在此基础上继续进行单元膜的叠加，根据需求形成多层单元膜的叠加结构。
值得注意的是，在所述凹槽111的间隔距离相同的情况下，所述凹槽111宽度为500nm时，所述屏蔽膜透光率较好，屏蔽性能较差，宽度为10um时透光率较差，屏蔽性能较好，优选所述凹槽111宽度为5μm，以实现透光率和屏蔽性能的平衡。所述凹槽111宽度相同时，凹槽111的间隔越大，透光率越好，屏蔽性能越差，所述凹槽111的间隔越小，透光率越差，屏蔽性越好，设定所述凹槽111的间隔距离范围为500nm至500μm，优选250μm。
所述屏蔽层20由填充在所述凹槽111中的屏蔽材料共同构成，具体的，所述屏蔽层20包括若干屏蔽条21，所述屏蔽条21与所述凹槽111的数量相同，所述屏蔽条21分别设置于所述凹槽111内部，且所述屏蔽条21的高度小于所述凹槽111的深度。如图1所示，所述屏蔽条21远离所述第二表面12的一面为平面，但是该面不限于设置为平面，还可以设置为为凸面或凹面。
所述吸波层30包括若干吸波条31，所述吸波条31与所述屏蔽条21的数量相同，所述吸波条31分别覆盖所述屏蔽条21，且所述吸波条31分别设置在所述凹槽111内。所述吸波条31与所述屏蔽条21紧密结合，能够在保证透光率的同时提高电磁辐射吸收率。进一步的，所述单元膜还包括一保护层40，所述保护层40包括若干保护条41，所述保护条41与所述吸波条31的数量相同，所述保护条41分别覆盖上层所述单元膜的所述吸波条31，所述保护条41分别对所述吸波条31形成保护。
优选地，所述基材层10采用透明的热固化胶、光固化胶或PET、PC等透明柔性高分子材料制成，透光率好，且柔性较强。所述屏蔽层20采用金属、石墨烯或钛纳米管，所述吸波层30采用碳化钛或石墨烯。
如图2所示为所述多层屏蔽膜的第一个较佳实施例第一种变体，区别点在于吸波层。该变体中的吸波层30A覆盖在所述第一表面11，且所述吸波层30A与所述基材层11接触的一面具有若干凸起31A，所述凸起31A与所述凹槽111数量相同，且所述凸起31A与所述凹槽111分别对应设置，填充所述凹槽111中的剩余空间，同时所述凸起31A分别与所述屏蔽条21接触连接。底层的所述单元膜通过覆盖于其表面的所述吸波层30A与所述粘接层连接，并通过所述粘接层与上层的所述单元膜连接。所述单元膜还包括一保护层40A，所述保护层40A完全覆盖上层的所述单元膜的所述吸波层30A。
如图3所示为所述多层屏蔽膜的第一个较佳实施例第二种变体，区别点在于屏蔽层和吸波层。该变体中的屏蔽层20B包括若干屏蔽条21B，所述屏蔽条21B与所述凹槽111的数量相同，所述屏蔽条21B分别设置于所述凹槽111内部，且所述屏蔽条21B的高度等于所述凹槽111的深度。所述吸波层30B设置在所述第一表面11，且所述吸波层30B与所述基材层10及所述屏蔽层20B结合连接在一起。所述单元膜还包括一保护层40B，所述保护层40B完全覆盖上层的所述单元膜的所述吸波层30B。
如图4所示为所述多层屏蔽膜的第一个较佳实施例第三种变体，区别点在于屏蔽层和吸波层。该变体中的屏蔽层20C包括若干屏蔽条21C，所述屏蔽条21C与所述凹槽111的数量相同，所述屏蔽条21C分别设置于所述凹槽111内部，且所述屏蔽条21C的高度大于所述凹槽111的深度，所述屏蔽条21C伸出所述凹槽111的部分为一突出部211C。所述吸波层30C覆盖在所述第一表面11，且所述吸波层30C与所述基材层10接触的一面具有若干凹陷31C，所述凹陷31C与所述突出部211C数量相同，且所述凹陷31C与所述突出部211C分别对应紧密结合。所述单元膜还包括一保护层40C，所述保护层40C完全覆盖上层的所述单元膜的所述吸波层30C。
如图5所示为所述多层屏蔽膜的第二个较佳实施例，与第一个较佳实施例的区别点在于两个所述单元膜背靠背设置。两个所述单元膜之间具有一粘接层，两个所述单元膜通过所述粘接层连接，且两个所述单元膜分别通过所述第二表面12与所述粘接层连接，形成两个所述单元膜的背靠背结构。在此基础上可以进行单元膜的叠加，形成多层结构。值得注意的是，第二个较佳实施例中的所述单元膜能够采用第一个较佳实施例中的变体，形成第二个较佳实施例的变体。
如图6所示为所述多层屏蔽膜的第三个较佳实施例，与第一个较佳实施例的区别点在于基材层。该实施例中的基材层10A包括一第一基材层101A和一第一聚合物层102A，所述第一基材层101A与所述第一聚合物层102A紧密结合形成一结合面，所述第一聚合物层102A远离所述结合面一侧为一第一表面11A，所述第一基材层101A远离所述结合面一侧为一第二表面12A，所述第一表面11A上具有若干第一凹槽111A，所述屏蔽层20、所述吸波层30与所述第一聚合物层102A结合设置。值得注意的是，第三个较佳实施例中的所述单元膜能够采用第一个较佳实施例中的变体，形成第三个较佳实施例的变体。
如图7所示为所述多层屏蔽膜的第四个较佳实施例，与第三个较佳实施例的区别点在于两个所述单元膜背靠背设置。两个所述单元膜之间具有一粘接层，两个所述单元膜通过所述粘接层连接，且两个所述单元膜分别通过所述第二表面12A与所述粘接层连接，形成两个所述单元膜的背靠背结构。在此基础上可以进行单元膜的叠加，形成多层屏蔽膜结构。值得注意的是，第四个较佳实施例中的所述单元膜能够采用第一个较佳实施例中的变体，形成第四个较佳实施例的变体。
本发明还公开了一种屏蔽膜的制造方法，具体可以分为以下四种方式。
方式一，刮涂技术制造单元膜，包括步骤：
(A)通过激光直写技术，在基板上制作图形化网格沟槽；
(B)把光刻胶基板置于电铸槽中，通过电铸技术制作金属模板；
(C)以金属模板为母版，利用纳米压印技术，在柔衬底上直接压印图形化网格沟槽，或在柔性衬底上涂布固化胶层，压印，固化后形成图形化网格沟槽；；
(D)采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，再进行第二次刮涂把吸波材料填充至沟槽中制作屏蔽膜。
其中步骤(D)中的导电浆料和吸波材料的刮涂填充动作可交替进行，制作多层结构的单元膜。
方式二，刮涂技术加转移技术制造单元膜，包括步骤：
(A)通过激光直写技术，在光刻胶基板上制作图形化网格沟槽；
(B)把基板置于电铸槽中，通过电铸技术制作金属模板；
(C)以金属模板为母版，利用纳米压印技术，在柔衬底上直接压印图形化网格沟槽，或在柔性衬底上涂布固化胶层，压印，固化后形成图形化网格沟槽；；
(D)采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，然后通过转移技术，把吸波材料转移至沟槽中制作单元膜。
方式三，金属沉积生长技术加转移技术制造单元膜，包括步骤：
(A)采用激光直写技术制作掩模版；
(B)在导电基板上涂布光刻胶，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底；
(C)采用选择性电沉积技术，在导电基板显露的沟槽处实现金属沉积，其他光刻胶覆盖区域无金属沉积；
(D)去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将柔性衬底覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成图形化导电层；
(E)通过转移技术，把吸波层转移至导电层上，制作单元膜。
方式四，填充技术、生长技术相结合制造单元膜，包括步骤：
(A)通过激光直写技术，在光刻胶基板上制作图形化网格沟槽；
(B)把光刻胶基板置于电铸槽中，通过电铸技术制作金属模板；
(C)以金属模板为母版，利用纳米压印技术，在柔衬底上直接压印图形化网格沟槽，或在柔性衬底上涂布固化胶层，压印，固化后形成图形化网格沟槽；；
(D)采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，为进一步提高导电性，把其置于电沉积槽中，在沟槽中继续沉积金属；
(E)通过刮涂或者转移技术把吸波层置于导电网格层上。
四种方式最后均设置最后一个步骤：将单元膜粘接在一起。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (13)
1.一种多层屏蔽膜，其特征在于，包括复数个单元膜，所述单元膜包括：
基材层，所述基材层包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有若干凹槽；
屏蔽层，在所述凹槽中填充屏蔽材料形成连通的网格构成所述屏蔽层；以及
吸波层，所述吸波层至少部分覆盖所述屏蔽层，或至少部分覆盖所述屏蔽层和所述基材层第一表面，或至少覆盖所述基材层的第二表面；
且所述单元膜通过粘接层叠加设置或背靠背设置形成多层结构。
2.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述网格是周期性的，或是非周期性的，或是随机的。
3.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述凹槽的高度范围为500nm至10μm，所述凹槽的宽度范围为500nm至10μm，所述凹槽的间隔距离范围为500nm至500μm。
4.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述屏蔽层的高度小于所述凹槽的深度，或等于所述凹槽的深度，或大于所述凹槽的深度。
5.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述凹槽的截面为正方形、长方形或梯形。
6.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述网格的一面为平面、凸面或凹面。
7.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述基材层的第一表面进一步的设有聚合物层。
8.如权利要求7所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述聚合物层为透明热固化胶，或为光固化胶。
9.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述基材层采用透明的热固化胶、光固化胶或PET、PC等柔性高分子材料，所述屏蔽层采用金属、石墨烯或碳纳米管材料，所述吸波层采用碳化钛，或碳纳米管，或石墨烯材料。
10.如权利要求1所述的多层屏蔽膜，其特征在于，所述多层屏蔽膜包括至少一层保护层，所述保护层至少部分覆盖所述单元膜的吸波层和所述单元膜的基材层的第一表面。
11.一种多层屏蔽膜的制造方法，其特征在于，包括步骤：
(A)通过激光直写技术，在基板上制作图形化网格沟槽；
(B)把基板置于电铸槽中，通过电铸技术制作金属模板；
(C)以金属模板为母版，利用纳米压印技术，在柔衬底上直接压印图形化网格沟槽，或在柔性衬底上涂布固化胶层，压印，固化后形成图形化网格沟槽；
(D)采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，再通过二次刮涂或转移技术把吸波材料填充至沟槽中制作单元膜；
(E)将单元膜粘接在一起。
12.如权利要求11所述的多层屏蔽膜的制造方法，其特征在于，所述步骤(D)为采用刮涂技术把导电浆料填充至沟槽中，进一步为提高导电性，把其置于电沉积槽中，在沟槽中继续沉积金属，之后通过刮涂或者转移技术把吸波层置于导电网格层上。
13.一种多层屏蔽膜的制造方法，其特征在于，包括步骤：
(A)采用激光直写技术制作掩模版；
(B)在导电基板上涂布光刻胶，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底；
(C)采用选择性电沉积技术，在导电基板显露的沟槽处实现金属沉积，其他光刻胶覆盖区域无金属沉积；
(D)去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将柔性衬底覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成图形化导电层；
(E)通过涂布或转移技术，把吸波层转移至导电层上，制作单元膜；
(F)将单元膜粘接在一起。
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