CN114466578A - 一种复合结构电磁屏蔽膜及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，该方法包括：提供一自支撑金属网栅；提供银纳米线；利用迈耶棒将所述银纳米线刮涂在所述自支撑金属网栅的两面，形成复合网栅；在空气中平放晾干后，将所述复合网栅放入烘箱中高温烘烤，得到复合结构电磁屏蔽膜。本发明还公开了一种复合结构电磁屏蔽膜，包括自支撑金属网栅、设置在所述自支撑金属网栅两侧表面的银纳米线。通过上述方法，有效地增强了复合结构电磁屏蔽膜柔性、适应范围，提升了复合结构电磁屏蔽膜的屏蔽效果。

Description

一种复合结构电磁屏蔽膜及其制作方法

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽技术领域，特别是涉及一种复合结构电磁屏蔽膜及其制作方法。

背景技术

近年来，随着电子工业的迅速发展，电子电器和通讯设备得到了广泛的应用，电磁波已经与人们的生活密切相关。电磁波的广泛应用在给人们生活带来日新月异变化的同时，也使得空间电磁环境日益复杂，造成电磁辐射污染。电磁波应用波段不断展宽，几乎已经覆盖了低频无线电波到高频γ射线的所有波段，同时，电磁波的强度也在不断增强，尤其是无线电波到微波的宽波段，为实现更远的传播与探测，卫星通讯，雷达等设备发射电磁波的功率越来越大。不必要的电磁干扰不仅对电子设备造成故障，威胁通信设备的信息安全，而且对人体健康产生有害影响，已成为现代社会的严重关注。在军事方面，电磁干扰会影响电台、雷达等通讯设备的正常运行，强电磁辐射甚至会损伤或摧毁各种敏感电子部件，外界电磁波会对内部设备造成干扰，与此同时，内部的机密信息电磁泄露也会造成严重的危害，防止信息泄露，保障信息安全已成为迫切需要解决的问题。

因此，诸多领域都提出了电磁屏蔽的要求，尤其是要屏蔽空间中分布最广泛，强度最大的微波，为此，电磁屏蔽技术应运而生，而且获得了较大的进展，新型电磁屏蔽材料不断出现并应用。然而，随着高新科技的迅猛发展，电磁环境也日益复杂，覆盖频段不断增大，给电磁屏蔽技术又提出了新的挑战，除了对一般设备具有较高的电磁干扰屏蔽性能外，透明度也是光学设备在光学窗领域的另一个重要要求，可应用于航空航天客舱、观测窗、电子显示等领域，以及可穿戴设备等电子领域。

既透过光学波段不影响光电设备的正常使用，又同时实现了对电磁波的屏蔽，是透明电磁屏蔽技术的难点。目前，关于透明电磁屏蔽技术的研究主要集中在如何提高透明度兼具屏蔽效能，并实现大幅面制备。国外对于电磁屏蔽材料的研究起步早，发展快，国内在有关电磁屏蔽的研究较晚，由于其广阔的应用领域，以及潜在的商业价值，近些年来发展十分迅速。透明电磁屏蔽是当前研究的热点。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性好、屏蔽效果好的复合结构电磁屏蔽膜及其制作方法。

本发明提供一种复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，该方法包括：

提供一自支撑金属网栅和银纳米线；

利用迈耶棒将所述银纳米线刮涂在所述自支撑金属网栅的两面，形成复合网栅；

将所述复合网栅高温烘烤，得到复合结构电磁屏蔽膜。

在其中一实施例中，在所述提供一自支撑金属网栅的步骤中，包括制备所述自支撑金属网栅，制备所述自支撑金属网栅的具体步骤包括：

提供一导电衬底；

在所述导电衬底上涂布一层光刻胶，形成光刻胶层；

曝光显影后，蚀刻掉部分光刻胶，在所述光刻胶层上形成底部裸露出所述导电衬底的网栅凹槽；

采用电沉积的方式将导电材料沉积在所述网栅凹槽内，得到金属网栅模版；

将所述金属网栅模版置于显影液中充分溶解剩余光刻胶，得到裸露在所述导电衬底上的金属网栅；

将所述金属网栅与所述导电衬底分离，得到所述自支撑金属网栅。

在其中一实施例中，在所述形成复合网栅的步骤中，刮涂的所述银纳米线均匀得涂覆在所述金属网栅上，且所述银纳米线与所述金属网栅完全接触。

在其中一实施例中，所述银纳米线的浓度为0.392mg/mL或0.769mg/mL。

在其中一实施例中，所述高温烘烤时间为1-2小时。

本发明还提供一种复合结构电磁屏蔽膜，包括自支撑金属网栅、设置在所述自支撑金属网栅两侧表面的银纳米线。

在其中一实施例中，所述银纳米线紧贴于所述自支撑金属网栅。

在其中一实施例中，所述银纳米线的浓度为0.392mg/mL或0.769mg/mL。

在其中一实施例中，所述自支撑金属网栅为由多个网栅线组成的呈周期性或非周期性排布的多个多边形结构或环形结构或其它随机形状结构。

在其中一实施例中，所述自支撑金属网栅由多个六边形组成，所述自支撑金属网栅的周期为250um，网栅线的线宽为5um，厚度为3um。

本发明提供的复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，利用迈耶棒将所述银纳米线刮涂在所述自支撑金属网栅的表面，形成复合网栅，在空气中平放晾干后，将所述复合网栅放入烘箱中高温烘烤，有效地增强了复合结构电磁屏蔽膜的柔性和适应范围，提升了复合结构电磁屏蔽膜的屏蔽效果。

附图说明

图1为本发明实施例复合结构电磁屏蔽膜的制作方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例复合结构电磁屏蔽膜的制作方法的工艺流程图；

图3为图1中制备自支撑金属网栅的制作方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例自支撑金属网栅的结构示意图；

图5为本发明实施例复合结构电磁屏蔽膜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参图1至图3，本发明实施例中提供的复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，该方法包括：

S1：提供一自支撑金属网栅11和银纳米线12；

S2：利用迈耶棒13将所述银纳米线12刮涂在自支撑金属网栅11的表面，形成复合网栅；

S3：将复合网栅高温烘烤，得到复合结构电磁屏蔽膜10。

在本实施例中，自支撑金属网栅11为单独的金属网栅。银纳米线12的浓度为0.392mg/mL或0.769mg/mL。

在步骤S1中，包括制备自支撑金属网栅11，制备自支撑金属网栅11的具体步骤包括：

S11：提供一导电衬底；

S12：在导电衬底上涂布一层光刻胶，形成光刻胶层；

S13：曝光显影后，蚀刻掉部分光刻胶，在光刻胶层上形成底部裸露出导电衬底的网栅凹槽；

S14：采用电沉积的方式将导电材料沉积在所述网栅凹槽内，得到金属网栅模版；

S15：将所述金属网栅模版置于显影液中充分溶解光刻胶，得到裸露在所述导电衬底上的金属网栅；

S16：将金属网栅与所述导电衬底分离，得到自支撑金属网栅11。

在步骤S13中，网栅凹槽由呈周期性或非周期性排布的多个多边形结构或环形结构或其它随机形状组成。网栅凹槽的尺寸在纳米以及微米级之间，优选微米级尺寸。具体地，网栅凹槽为多个呈周期性排布的六边形，其中，网栅凹槽的周期为250um，网栅凹槽的宽度为5um，深度为3um。

在步骤S14中，导电材料为含金或银或铜或镍或铁或坡莫合金等的导电溶液。通过电沉积将导电材料填充满网栅凹槽，在网栅凹槽内形成由多个呈周期性排布的六边形组成的金属网栅模版。其中，金属网栅模版的周期为250um，金属网栅模版的线宽为5um，厚度为3um。由于网栅凹槽的底部为裸露出来的部分导电衬底，满足电沉积的条件，因此，在本发明中，只需能满足金属网栅模版所需的宽度和厚度即可，对具体的电沉积方式不做限定。

在本实施例中，导电材料为含镍的导电溶液。因此，该金属网栅的材质为镍。

在步骤S2中，利用迈耶棒13将银纳米线12涂布在金属网栅的网栅线上。具体地，刮涂的银纳米线12均匀地涂覆在金属网栅的网栅线的两侧表面上，使银纳米线12与金属网栅完全紧密接触，且刮涂的银纳米线12自然下垂。通过利用迈耶棒13进行刮涂，增强银纳米线12与金属网栅的贴合度，防止银纳米线12与金属网栅之间出现气泡，增强屏蔽效果；同时，也能使涂覆的银纳米线12表面平整，从而使复合网栅整个平面各处的屏蔽率一致，以增加屏蔽效果。

在步骤S3中，实现烘烤的设备包括烘箱。具体地，先将复合网栅在空气中平放晾干后，再将晾干的复合网栅放置在烘箱中高温烘烤时间为1-2小时。通过高温烧结增强银纳米线12与金属网栅间的附着力；同时，也可以使刮涂在金属网栅上的银纳米线12的透明度得到提升，从而提升复合结构电磁屏蔽膜10的透明度得到提升。

请参考图4和图5，本发明还提供一种复合结构电磁屏蔽膜，该复合结构电磁屏蔽膜10采用上述复合结构电磁屏蔽膜的制作方法制作。包括自支撑金属网栅11、设置在自支撑金属网栅11表面的银纳米线12。

自支撑金属网栅11为由多个网栅线113组成的呈周期性或非周期性排布的多个多边形结构或环形结构或其它随机形状结构，网栅线113尺寸在纳米以及微米级之间，优选微米级尺寸。具体地，自支撑金属网栅11为多个呈周期性排布的六边形组成，其中，自支撑金属网栅11的周期为250um，网栅线113的宽为5um，厚度为3um。

自支撑金属网栅11的材质为金或银或铜或镍或铁或坡莫合金。

在本实施例中，自支撑金属网栅11的材质为镍。该自支撑金属网栅11在550nm波长下透光率为93％，在X波段(8.2-12.4GHz)屏蔽效能为33.8-28.5dB。

银纳米线12均匀贴附在自支撑金属网栅11的网栅线113上。具体地，银纳米线12自然下垂且紧贴于自支撑金属网栅11的网栅线113上，与网栅线113完全接触。这里所用的银纳米线12的浓度为0.392mg/mL或0.769mg/mL。复合结构电磁屏蔽膜10的透光率随银纳米线12浓度增大而降低，但经高温烧结之后形成的复合结构电磁屏蔽膜10透光率有所提升，使之较单独的自支撑金属网栅11，透光率仅降低1％左右，而屏蔽效能提升了近10dB。

本发明制作的复合结构电磁屏蔽膜10无需衬底支撑，具有高透光性(>85％)，机械性能优良，高柔性，耐高温，可贴附于任意复杂表面上，且适用于复杂环境中。

在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，其特征在于，该方法包括：

提供一自支撑金属网栅和银纳米线；

利用迈耶棒将所述银纳米线刮涂在所述自支撑金属网栅的两面，形成复合网栅；

将所述复合网栅高温烘烤，得到复合结构电磁屏蔽膜。

2.如权利要求1所述的复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，其特征在于，在所述提供一自支撑金属网栅的步骤中，包括制备所述自支撑金属网栅，制备所述自支撑金属网栅的具体步骤包括：

提供一导电衬底；

在所述导电衬底上涂布一层光刻胶，形成光刻胶层；

曝光显影后，蚀刻掉部分光刻胶，在所述光刻胶层上形成底部裸露出所述导电衬底的网栅凹槽；

采用电沉积的方式将导电材料沉积在所述网栅凹槽内，得到金属网栅模版；

将所述金属网栅模版置于显影液中充分溶解剩余光刻胶，得到裸露在所述导电衬底上的金属网栅；

将所述金属网栅与所述导电衬底分离，得到所述自支撑金属网栅。

3.如权利要求1所述的复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，其特征在于，在所述形成复合网栅的步骤中，刮涂的所述银纳米线均匀得涂覆在所述金属网栅上，且所述银纳米线与所述金属网栅完全接触。

4.如权利要求1所述的复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，其特征在于，所述银纳米线的浓度为0.392mg/mL或0.769mg/mL。

5.如权利要求1所述的复合结构电磁屏蔽膜的制作方法，其特征在于，所述高温烘烤时间为1-2小时。

6.一种复合结构电磁屏蔽膜，其特征在于，包括自支撑金属网栅、设置在所述自支撑金属网栅两侧表面的银纳米线。

7.如权利要求6所述的复合结构电磁屏蔽膜，其特征在于，所述银纳米线紧贴于所述自支撑金属网栅。

8.如权利要求6所述的复合结构电磁屏蔽膜，其特征在于，所述银纳米线的浓度为0.392mg/mL或0.769mg/mL。

9.如权利要求6所述的复合结构电磁屏蔽膜，其特征在于，所述自支撑金属网栅为由多个网栅线组成的呈周期性或非周期性排布的多个多边形结构或环形结构或其它随机形状结构。

10.如权利要求9所述的复合结构电磁屏蔽膜，其特征在于，所述自支撑金属网栅由多个六边形组成，所述自支撑金属网栅的周期为250um，网栅线的线宽为5um，厚度为3um。

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