CN113617611A - 电磁屏蔽罩的制备方法、电磁屏蔽罩及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽罩的制备方法、电磁屏蔽罩及电子设备，其中，电磁屏蔽罩的制备方法包括以下步骤：将单晶铜纳米片与溶剂混合形成混合溶液；将所述混合溶液涂覆在屏蔽罩的内表面和/或外表面；烘烤所述屏蔽罩以使所述溶剂挥发，形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层。由于单晶铜纳米片的二维堆叠特性，使得形成的铜薄膜涂层具有分层多孔结构，电磁波需进行多重反射，最大化地屏蔽了电子电路中电磁波的传播途径。而且，屏蔽罩自身具有吸收电磁波的性能，与铜薄膜涂层吸收和反射电磁波的特性共同作用，极大增强了电磁波的屏蔽性能。

Description

电磁屏蔽罩的制备方法、电磁屏蔽罩及电子设备
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽领域，具体涉及电磁屏蔽罩的制备方法、电磁屏蔽罩及电子设备。
背景技术
电磁波在人类社会扮演着越来越重要的角色，但在半导体产业中日益凸显的电磁辐射及电磁干扰对生产制造产生极大的负面影响，会严重影响干扰精密仪器设备的稳定工作。一般采取电磁屏蔽措施，以尽量减少电磁波对保护目标的干扰、辐射，电磁屏蔽是一种利用屏蔽体阻止高频电磁场在空间传播的措施，屏蔽体可以避免在同一系统或不同系统产生电磁噪声或干扰而引起系统性能恶化的问题。
目前电子设备上使用最广泛的电磁屏蔽材料是导电材料，这些材料主要通过材料本身的高导电率对电磁波进行吸收来降低电磁干扰的影响。但是这些材料的电磁屏蔽效率有限，不能很好的降低电磁波对其它电子电路的影响。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电磁屏蔽罩的制备方法、电磁屏蔽罩及电子设备，旨在改善目前电磁屏蔽结构的屏蔽效果差的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种电磁屏蔽罩的制备方法，包括以下步骤：
将单晶铜纳米片与溶剂混合形成混合溶液；
将所述混合溶液涂覆在屏蔽罩的内表面和/或外表面；
烘烤所述屏蔽罩以使所述溶剂挥发，形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层。
可选地，所述烘烤所述屏蔽罩以使所述溶剂挥发，形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层的步骤包括：对所述屏蔽罩进行烘烤后，在惰性气体的氛围下，对所述屏蔽罩以250～900℃的温度进行加热处理，以形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层。
可选地，所述烘烤的温度为60～80℃，所述烘烤的时间为5～15min。
可选地，所述溶剂为氯仿或丙酮。
可选地，在所述混合溶液中，所述单晶铜纳米片与所述溶剂的比例为0.5～1.5mg/ml。
此外，本发明还提供了一种电磁屏蔽罩，采用如上所述的制备方法形成，所述电磁屏蔽罩包括：
屏蔽罩，所述屏蔽罩用于电路板上电子元器件的电磁屏蔽；
铜薄膜涂层，所述铜薄膜涂层覆盖在所述屏蔽罩的内表面和/或外表面，所述铜薄膜涂层为单晶铜纳米片堆叠形成的分层多孔结构。
可选地，所述铜薄膜涂层覆盖在所述屏蔽罩的内表面。
可选地，所述铜薄膜涂层的厚度为1.5～16μm。
可选地，所述屏蔽罩的材料为不锈钢或铜合金。
再者，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括电路板以及如上所述的电磁屏蔽罩，所述电磁屏蔽罩和所述电路板之间形成容纳腔，所述电路板上的电子元器件位于所述容纳腔内。
在本发明的技术方案中，电磁屏蔽罩通过将单晶铜纳米片与溶剂混合后，将混合溶液涂覆在屏蔽罩的内表面和/或外表面，烘烤屏蔽罩使得溶剂挥发，由于单晶铜纳米片的二维堆叠特性，使得形成的铜薄膜涂层具有分层多孔结构，电磁波需进行多重反射，最大化地屏蔽了电子电路中电磁波的传播途径。而且，屏蔽罩自身具有吸收电磁波的性能，与铜薄膜涂层吸收和反射电磁波的特性共同作用，极大增强了电磁波的屏蔽性能。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电磁屏蔽罩的制备方法的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明电磁屏蔽罩的制备方法的第二实施例的流程示意图；
图3为本发明一实施例的电磁屏蔽结构的示意图；
图4为图3中A处的分层多孔结构的示意图。
附图标号说明：
11 屏蔽罩 111 顶板
112 侧围 12 铜薄膜涂层
13 容纳腔 10 电磁屏蔽罩
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种电磁屏蔽罩的制备方法，图1为本发明电磁屏蔽罩的制备方法第一实施例的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S10、将单晶铜纳米片与溶剂混合形成混合溶液；
其中，单晶铜纳米片为二维层状结构，可采用水热合成法制备得到，优选长度为10～15μm、厚度为50～100nm的单晶铜纳米片，便于堆叠形成层状多孔结构。溶剂优选易挥发溶剂，以便于后续经烘烤后溶剂能够完全挥发。
S20、将所述混合溶液涂覆在屏蔽罩11的内表面和/或外表面；
请结合图3，屏蔽罩11包括顶板111以及与所述顶板111外周连接的侧围112，侧围112背离顶板111的端部用于与电路板连接，屏蔽罩11与电路板之间形成一容纳腔13，电路板上的芯片和/或电子元件位于容纳腔13内，屏蔽罩11采用常规的金属屏蔽罩11，本身能够吸收电磁波，具有电磁屏蔽的效果。可以理解的是，屏蔽罩11的内表面指屏蔽罩11朝向容纳腔13的表面，屏蔽罩11的外表面指屏蔽罩11位于容纳腔13外的表面，可采用喷涂的方式将混合溶液均匀地喷涂在屏蔽罩11的内表面和/或外表面。
S30、烘烤所述屏蔽罩11以使所述溶剂挥发，形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层12。
待溶剂挥发后，单晶铜纳米片沉积在屏蔽罩11的表面，由于单晶铜纳米片的二维堆叠特性，使得形成的铜薄膜涂层12具有如图4所示的分层多孔结构，使电磁波进行多重反射，最大化屏蔽电子电路中电磁波的传播途径。
本实施例通过将单晶铜纳米片喷涂在屏蔽罩11的表面，利用单晶铜纳米片的二维特性，会在屏蔽罩11的表面实现宏观堆叠，这样形成的铜薄膜涂层12具有分层多孔结构，能够实现电磁波的多重反射，进行电磁波的损耗。另外，单晶铜纳米片和常规的屏蔽罩11具有良好的导电性，能够屏蔽电磁波，在两者的共同作用下，使得本实施例的电磁屏蔽罩10具有高效的电磁屏蔽性能。总的来说，利用单晶铜的高导电性、纳米片形成的分层多孔结构以及屏蔽罩11自身的屏蔽性能可以进行高效地电磁屏蔽。另外，铜薄膜涂层12自身优异的电磁屏蔽性能，能够降低屏蔽罩11的厚度，实现轻量化。
进一步地，参照图2，为本发明电磁屏蔽罩10的制备方法第二实施例的流程示意图，基于上述第一实施例，所述步骤S30包括：
S31、对所述屏蔽罩11进行烘烤后，在惰性气体的氛围下，对所述屏蔽罩11以250～900℃的温度进行加热处理，以形成稳定具有分层多孔结构的铜薄膜涂层12。
将单晶铜纳米片与溶剂以0.5～1.5mg/ml的比例混合，使得单晶铜纳米片均匀地分散于溶剂中，其中，所述溶剂优选为氯仿或丙酮，氯仿和丙酮均为易挥发溶剂，且原料便宜易得。一些实施例中，将混合溶液均匀地喷涂在屏蔽罩11的表面，然后将屏蔽罩11在60～80℃的温度下烘烤5～15min，屏蔽罩11经烘烤后，溶剂挥发，单晶铜纳米片以二维堆叠的方式沉积在屏蔽罩11的表面，然后在流动的惰性气体(如氩气或氮气)的气氛下以250～900℃的温度进行加热处理20～30min，以促进铜原子的扩散，使得部分铜原子扩散至屏蔽罩11内，增加铜薄膜涂层12与屏蔽罩11之间的结合力，提高了铜薄膜涂层12的稳固性。其中，在惰性气体的气氛下进行加热处理可以防止铜薄膜涂层12中的铜原子被氧化，进一步增加了铜薄膜涂层12的稳定性。
此外，本发明还提供了一种电磁屏蔽罩10，采用如上所述的制备方法形成，所述电磁屏蔽罩10包括屏蔽罩11和铜薄膜涂层12，所述屏蔽罩11用于电路板上电子元器件的电磁屏蔽，所述铜薄膜涂层12覆盖在所述屏蔽罩11的内表面和/或外表面，所述铜薄膜涂层12为单晶铜纳米片堆叠形成的分层多孔结构。
铜薄膜涂层12形成的分层多孔结构，每一层都能够吸收和反射电磁波，将电磁波进行多层多路径反射，所以整个铜薄膜涂层12能吸收和反射电磁波。由于铜薄膜涂层12其自身的高导电性和分层多孔的结构，能够有效地反射电磁波，增强了电磁屏蔽性能。常规的屏蔽罩11自身具有吸收电磁波的性能和铜薄膜涂层12吸收和反射电磁波的特性共同作用，极大增强了电磁波的屏蔽性能。此外，由于铜薄膜涂层12自身优异的电磁屏蔽性能，能够降低电磁屏蔽罩10的整体厚度，实现电子设备的轻量化。
在一实施例中，所述铜薄膜涂层12覆盖在所述屏蔽罩11的内表面，由于铜薄膜涂层12的防刮性能不如屏蔽罩11，因此将铜薄膜涂层12设置在屏蔽罩11的内表面，可以保护铜薄膜涂层12，避免铜薄膜涂层12被损坏，影响电磁屏蔽性能。当然，在其它实施例中，也可以将铜薄膜涂层12涂覆在屏蔽罩11的外表面，或者在屏蔽罩11的内表面和外表面均涂覆铜薄膜涂层12。
可选地，所述铜薄膜涂层12的厚度为1.5～16μm，由于其自身的高导电性和分层多孔的结构，能够有效的反射电磁波，增强电磁屏蔽性能，铜薄膜涂层12的厚度很薄，但是电磁屏蔽性能优异，因此相比现有的屏蔽罩11，本实施例的电磁屏蔽罩10的厚度更薄，但是电磁屏蔽效果更好。
其中，所述屏蔽罩11的材料优选为不锈钢或铜合金，不锈钢或铜合金具有较高导电率达到吸收电磁波的功能，而铜薄膜涂层12的分层多孔结构能有效地反射电磁波，在两者共同作用下，能有效地降低电磁波的不良影响。
再者，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括电路板以及如上所述的电磁屏蔽罩10，所述电磁屏蔽罩10和电路板板之间形成一容纳腔，电路板上的电子元器件位于该容纳腔内。该电子设备可以为智能手机、平板电脑或者智能手表、手环等可穿戴设备，电磁屏蔽罩10与电路板可通过锡焊在一起，以形成保护电子元器件的容纳腔，由于屏蔽罩11的表面涂覆有由单晶铜纳米片堆叠形成的铜薄膜涂层12，该铜薄膜涂层12具有高导电性以及分层多孔的结构，电磁波需进行多重反射，最大化屏蔽了电子电路中电磁波的传播途径。而且屏蔽罩11本身具有吸收电磁波的性能，与铜薄膜涂层12吸收和反射电磁波的特性共同作用，极大增强了电磁波的屏蔽性能。由于铜薄膜涂层12自身优异的电磁屏蔽性能，能够降低电磁屏蔽罩10的厚度，实现了电子设备的轻量化。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁屏蔽罩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将单晶铜纳米片与溶剂混合形成混合溶液；
将所述混合溶液涂覆在屏蔽罩的内表面和/或外表面；
烘烤所述屏蔽罩以使所述溶剂挥发，形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层。
2.如权利要求1所述的电磁屏蔽罩的制备方法，其特征在于，所述烘烤所述屏蔽罩以使所述溶剂挥发，形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层的步骤包括：
对所述屏蔽罩进行烘烤后，在惰性气体的氛围下，对所述屏蔽罩以250～900℃的温度进行加热处理，以形成具有分层多孔结构的铜薄膜涂层。
3.如权利要求1所述的电磁屏蔽罩的制备方法，其特征在于，所述烘烤的温度为60～80℃，所述烘烤的时间为5～15min。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电磁屏蔽罩的制备方法，其特征在于，所述溶剂为氯仿或丙酮。
5.如权利要求4所述的电磁屏蔽罩的制备方法，其特征在于，在所述混合溶液中，所述单晶铜纳米片与所述溶剂的比例为0.5～1.5mg/ml。
6.一种电磁屏蔽罩，其特征在于，采用如权利要求1～5中任一项所述的制备方法形成，所述电磁屏蔽罩包括：
屏蔽罩，所述屏蔽罩用于电路板上电子元器件的电磁屏蔽；
铜薄膜涂层，所述铜薄膜涂层覆盖在所述屏蔽罩的内表面和/或外表面，所述铜薄膜涂层为单晶铜纳米片堆叠形成的分层多孔结构。
7.如权利要求6所述的电磁屏蔽罩，其特征在于，所述铜薄膜涂层覆盖在所述屏蔽罩的内表面。
8.如权利要求6所述的电磁屏蔽罩，其特征在于，所述铜薄膜涂层的厚度为1.5～16μm。
9.如权利要求6～8中任一项所述的电磁屏蔽罩，其特征在于，所述屏蔽罩的材料为不锈钢或铜合金。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括电路板以及如权利要求6～9中任一项所述的电磁屏蔽罩，所述电磁屏蔽罩和所述电路板之间形成容纳腔，所述电路板上的电子元器件位于所述容纳腔内。
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