CN1905789B - 电磁波吸收薄膜结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其包含有一复合层与一位于复合层上的反射层，且复合层的厚度为所欲吸收的电磁波的波长整数倍，以利用相位相消干涉来将所射入的电磁波抵消，复合层内更添加有具双层、单层结构的吸收、反射粒子，以形成更多的吸收、反射与干涉来将所射入的电磁波抵消，进而避免电磁波可能对人体所产生的各种伤害。

Description

电磁波吸收薄膜结构及其制造方法 

技术领域

本发明系有关于一种防电磁波的材料，特别是关于一种利用波相位相消原理所形成的电磁波吸收薄膜结构及其制造方法。 

背景技术

随着计算机、通讯、消费性计算机产品功能不断的增加及数字化、高频化、普及化，人体暴露在高能量电磁波的机会越来越多，造成对人体健康的危害，增加了白血病、脑瘤、DNA破坏等患病机率。根据研究指出，当电磁波超过60赫兹，对人体的细胞DNA结构会造成伤害；甚者在一些国外的研究报告中更指出，移动电话会对人的脑部产生如暂时失去记忆、行为能力降低等影响，正因为电磁波的负面影响不断地被发掘，因此，抗电磁波的材料已成为各方的研究重点。 

一般抗电磁波材的结构可大略分为电场遮蔽材与磁场遮蔽材两大类。另外目前还有一种采用特殊金属纤维与其它纤维混纺、织造而成的抗EMI功能性织物，或者有的则以有机复合材料，应用高分子渗布处理技术，以外表涂布来改变各种材质包括五金、塑料、镁、钛、铝合金及木材、陶瓷等材料的表面特性来达到抗电磁波的功能。 

然而，公知的各种抗电磁波装置都是厚度大的结构，因而限定其应用范围，尤其是应用越来越讲究轻薄短小的电子产品，例如手机上。而且，公知的抗电磁波装置虽号称其遮蔽效果很好，但是实际上这些抗电磁波装置仍会从其边缘发射大部分的电磁波。 

有鉴于此，本发明提出一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，来解决上述的问题。 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其系利用波的相位相消特性，来达到将电磁波抵销、吸收于该薄膜结构内。 

本发明的另一目的在于提供一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其能够以层数更少、厚度更薄的薄膜结构，即可获得优良的电磁波阻隔效果。 

本发明的又一目的在于提供一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其中本发明所制得的电磁波吸收薄膜结构不需额外的接地步骤。 

为达以上的目的，本发明提供一种电磁波吸收薄膜结构，其包含有：一复合层，其系内混合有数个粒子，且该复合层的厚度为所欲吸收的电磁波波长的 

整数倍；以及一反射层，其系位于该复合层的一侧面上，且该反射层的折射率大于该复合层的折射率。 

本发明尚提供一种制作上述的电磁波吸收薄膜结构的方法，其包括下列步骤：提供一高分子聚合物溶液；于该高分子聚合物溶液中混入粒子；进行一成型制程，以使该高分子聚合物溶液形成聚合薄膜，其中每一个聚合薄膜的厚度为所欲吸收的电磁波波长 

整数倍；以及于该高分子聚合物薄膜的一侧面上形成一折射率大于该复合层的折射率的反射层。 

附图说明

图1为本发明的载体内仅混入单层与双层反射粒子的实施例示意图。 

图2为描述波于双层结构的反射粒子内吸收、折射、反射的示意图。 

图3为本发明的载体内混入有单层与双层反射粒子与单层吸收粒子实施例示意图。 

图4为本发明的载体内混有单层反射粒子、双层反射粒子、单层吸收粒子及双层吸收粒子实施例示意图。 

图5为本发明的制程步骤流程图 

图6为本发明应用手机天线的实施例示意图。 

图7为本发明应用于手机壳体的实施例示意图。 

图中： 

1     复合层 

12    载体 

14    粒子 

16    反射粒子 

18    反射粒子 

182   内层 

184   外层 

2     反射层 

21    吸收粒子 

22    吸收粒子 

222   内层 

224   外层 

24    胶层 

26    绝缘层 

3     天线 

4     螺固组件 

5     吸收薄膜 

6     欲屏蔽物 

7     壳体 

为了使审查员对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例并配合附图对本发明做详细说明如后： 

具体实施方式

本发明为一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其系藉由波相消干涉原理来达到将电磁波相消，以达到将电磁波吸收的目的。 

首先，先针对相消干涉(des劬ctiVe interference)的原理先进行说明，所谓相消干涉系当两列同源反向的波相遇，一列的波峰会叠加在另一列波的波谷上，使两个波互相抵消，以下本发明将以此一原理为基础，进行本发明的说明。 

请参阅图1，其系本发明的一实施例示意图，其中为便于了解本发明的电磁波吸收薄膜结构与欲屏蔽物问的位置关系，系于图中绘示出欲屏蔽物6。本发明主要包含有一以高分子聚合物为载体12而混入适当粒子14的复合层1与一位于复合层1上的反射层2。其中对于复合层1的厚度为满足波的相消干涉原理，乃采用所欲吸收的电磁波波长的 

倍，其中n为自然数，以使射入复合层1的波于遇到阻碍物时折射回来的波行进路程恰为波长的 倍，当路程差恰为波长的 倍时，波峰会叠加在另一列波的波谷上，使两个波互相完全抵消。 

下面针对上述本发明所混入粒子进行举例说明，首先该粒子14可以为反射粒子16，而反射粒子16更可为具有双层结构反射粒子18，其内层182为吸波材质，如碳化硅、麦饭石、远红外陶瓷、电气石等，而外层184为反射材质，如金属。请参阅图2，当电磁波射入的波行进方向遇到反射粒子18时，较低能量的波将被反射粒子18的外层184反射，但反射的波，将遭遇到另一反射粒子18，如此不断重复，而产生如消波堤的效果，使电磁波抵销；而穿射入反射粒子18内的电磁波将部分被内层182吸收，而、剩余穿透出的电磁波其能量将大幅度衰减，并在穿透内层182后面临外层184的折射，如此在反射粒子18内部不断折射、相消、吸收，而将电磁波抵销。 

本发明的反射粒子16也可采用部分反射粒子为具有双层结构的反射粒子18，部分粒子为单层结构的反射粒子16混合仅利用吸波材所构成的较小吸收粒子21混入高分子载体12内，以使高分子内的粒子分布更为紧密，而形成如同蜂窝状的复合层1，如此能更增加波于复合层1内折射、相消、吸收，如图3所示，此种方法，可避免高混合比例情况下，反射粒子16可能产生导通的问题。 

请参阅第4图，更者，本发明的吸收粒子21也可以为具有双层结构的吸收粒子22，也就是内层222为反射材质，如金属，而外层224为吸波材质，如碳化硅、麦饭石、远红外陶瓷、电气石等。当电磁波遇到此一双层结构的吸收粒子22时，电磁波将先遭遇吸收，而通过外层的电磁波将遭遇到内层反射回外层吸收层，而大幅度降低电磁波的能量，甚至达到将电磁波完全吸收。 

当然，上述所提到的各种粒子，可以适当单独使用或者混合，以达到较佳吸收、抵销电磁波。 

下面继续对本发明的反射层2进行说明，本发明的反射层2系位于复合层1上，该反射层2系用以将能够穿越复合层1的电磁波反射回复合层1，因此，该反射层2的材料选用系依据复合层1的载体12来进行选择，使反射层2的折射率n₁大于载体12的折射率n₂，以使电磁波由密介质射向疏介质，以在符合布鲁斯特角(Brewsten angle)条件下，大幅度增加电磁波反射回复合层1的机会。一般而言，系采用一合金层来形成折射层2，也可由铝层、镍层、铁层、铜层以及钴层所组成的堆栈层；而当选定为合金层时其合金类别可选自铝、镍、铁、钴、铜所组成，另外也可添加微量的锰。 

以下将对本发明的制造方法进行说明，请参阅图5，首先，如步骤S1所述提供一熔融态的高分子聚合物以作为载体12；接着，如步骤S2所述，于载体12中混入前述的粒子，其中混入的粒子选择，可依据前述所提到的反射粒子、吸收粒子、双层反射粒子、双层吸收粒子进行单独或混合选择；再如步骤S3所示，进行一成型制程，以使载体12成为复合层1，其中该成型制程时可藉由挤制过程将复合层1的膜厚形成所需厚度；最后，如步骤S4所示，于复合层1表面形成一反射层2，该反射层2的形成方法可选自于真空溅镀(vacuum sputter)、电镀等。更者，为便于本发明的吸收电磁波薄膜的应用，更可于复合层1的另一侧面进行一上胶步骤，以形 成一可供黏贴的胶层24，如步骤S5所示，或者是于反射层2的另一侧面上胶(其上胶位置的不同乃视欲黏贴位置不同而有差异)，以便于使用者将本发明黏贴于所欲进行电磁波阻挡的位置，其中于反射层2的另一侧面上胶时，需先于反射层2的该侧面上形成一绝缘层26，以避免电流导通，其成品如图1所示。 

下面将对本发明的应用在如手机等电磁波通讯器材上的实施例进行说明，首先请参阅图6所示，就应用在天线上来进行说明，手机藉由电磁波发射器与天线将电磁波讯号发射给基地台，因此天线往往是电磁波发出的位置，对于人体的影响也往往更为显著。本发明系针对此一问题，于天线外黏贴本发明的吸收电磁波薄膜，此一黏贴方式，如图6所示，系将天线3与螺固组件4外围皆形成或者黏贴上本发明的吸收薄膜5，但需保留一宽度”a”无黏贴或者形成本发明的吸收薄膜以供电磁波穿射出，该a宽度为手机发射的电磁波的波长的整数倍，且此一宽度a系朝向远离人体接触面的方向。更者，也可如图7所示，将本发明的吸收薄膜5黏贴在手机的壳体7内侧的适当位置，以达到更完善的电磁波防护。 

当然，上述所举例的方式是利用贴合方式来达成，另外也可藉由将如手机壳体的零组件作为基底，而将本发明的吸收电磁波吸收薄膜成型涂布于基底上，来达到吸收电磁波的功效。因此，当以零组件为基底时，本发明的电磁波吸收薄膜的制程将适度修正为先于零组件内表面上形成一反射层，随后将混合有粒子的复合层涂布于反射层上。然此一步骤上顺序的修改，凡是熟悉该项技术的人员，都能由本发明前述的步骤修改而得知，因此于此系不再赘述。 

综上所述，本发明为一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其主要系利用波的相位相消特性与折射、吸收，使电磁波间产生抵销，因此，将不会产生一般使用金属屏蔽材时，需接地以将受驱使电子导流的必要，更者，本发明以相位相消的原理为基础下，仅需一复合层即可达到将电磁波消除的目的，将使得防电磁波材进入一崭新轻薄化的技术领域。 

惟以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请的权利要求的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种电磁波吸收薄膜结构，其包含有：

一复合层，其厚度为所欲吸收的电磁波波长的

整数倍，其特征在于：该复合层系内混合有数个粒子以形成蜂窝状，该些粒子包含有反射粒子与吸收粒子，射入复合层的波遇到阻碍物时折射回来的波行进路程为波长的倍，n为自然数，波峰会叠加在另一列波的波谷上，使两个波互相完全抵消；以及

一反射层，其折射率大于该复合层的折射率，该反射层之一面系位于该复合层的一侧面上，另一面系设有一绝缘层以避免电流导通。

2.根据权利要求1所述的电磁波吸收薄膜结构，其特征在于：所述反射粒子系具有双层结构，其内层为吸波材质，外层为反射材质。

3.根据权利要求1所述的电磁波吸收薄膜结构，其特征在于：所述吸收粒子具有双层结构，其内层为反射材质，外层为吸收材质。

4.根据权利要求1所述的电磁波吸收薄膜结构，其特征在于：所述反射层为金属层。

5.一种电磁波吸收薄膜结构的制造方法，其特征在于：所述制造方法包括下列步骤：

提供一高分子聚合物溶液；

于该高分子聚合物溶液中混入粒子；

进行一成型制程，以使该高分子聚合物溶液形成复合层，且该复合层的厚度为所欲吸收的电磁波波长整数倍；以及

于该高分子聚合物薄膜的一侧面上形成一折射率大于该复合层的折射率的反射层。

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