TW202226275A - 基於金屬之電磁干擾屏蔽材料、裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

闡述EMI屏蔽，其包含基板、基於金屬之導電添加劑及與該導電添加劑合併並沈積於該基板上之黏合劑；及其製造方法。在一些實施例中，包括基於碳之添加劑以增強該EMI屏蔽之機械性質及/或電導率。

Description

基於金屬之電磁干擾屏蔽材料、裝置及其製造方法
電磁干擾(EMI)係自天然或人為外部源接收之不期望之信號。該EMI藉助電磁感應、靜電耦合或由此提供之傳導可以且不利地影響電組件之性能。該等電子干擾可藉由增加資料傳輸及儲存之錯誤率而降低計算及通信組件之性能。然而，EMI屏蔽可保護電裝置免於來自外部信號干擾、防止洩漏EMI信號及防止電裝置內之電組件相互干擾。來自EMI之屏蔽對於確保電子組件之準確測試及校正亦極為重要。
本文揭示提供優於習用EMI屏蔽之若干優點之EMI屏蔽或屏蔽材料。本文EMI屏蔽之高導熱率及電導率有效地消散熱量並最小化EMI干擾，即使在低厚度下。此外，不同於習用金屬箔，本文之EMI屏蔽材料係輕質的且展現優良機械撓性、結構完整性、高耐腐蝕性，且可易於施加至眾多種包殼。此外，與標準基於金屬之EMI屏蔽相比，本文之EMI屏蔽材料可易於切割並施加至表面，並承受反覆彎曲而無疲勞或性能劣化。
在一些實施例中，本文之EMI屏蔽材料包含基於金屬之導電添加劑。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑包含奈米材料(例如金屬奈米片)。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽材料進一步包含碳或基於碳之添加劑，例如石墨烯或石墨烯框架。在一些實施例中，石墨烯具有碳薄片形態，該等碳薄片相互剝離、膨脹或分離，並互連以形成單一電聯接導電網路。在一些實施例中，碳或基於碳之添加劑包含具有高表面積及導電性之互連碳薄片之3維網路。因此，本文之碳或基於碳之添加劑之形態藉由形成在其中含有並連接基於金屬之導電添加劑之支架而在整個EMI屏蔽材料中賦予高導電性。此外，此框架能夠增強本文EMI屏蔽材料之機械性質。相比之下，分離且不同之單一石墨烯薄片可缺乏在整個單一網路中提供高導電性之連通性。最後，與習用EMI屏蔽相比，本發明之EMI屏蔽材料易於製備並以各種厚度及大小施加至各種基板上以達成期望屏蔽性質。舉例而言，本文EMI屏蔽材料之較厚應用允許為較敏感之電子器件提供較大EMI降低。
本文提供之一個態樣係EMI屏蔽，其包含：基板；基於金屬之導電添加劑；及黏合劑，其與該基於金屬之導電添加劑合併並作為EMI屏蔽塗層沈積於該基板上。
在一些實施例中，基板包含塑膠、金屬、玻璃或其任一組合。在一些實施例中，金屬包含鐵金屬、非鐵金屬、塗佈表面、塑膠、玻璃纖維、不銹鋼或木材。在一些實施例中，金屬包含銅、鋁、鋼、不銹鋼、鈹、鉍、鉻、鈷、鎵、金、銦、鐵、鉛、鎂、鎳、銀、鈦、錫、鋅或其任一組合。在一些實施例中，塑膠包含熱塑性聚合物。在一些實施例中，熱塑性塑膠包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚己內酯、聚羥基烷酸酯、聚羥基丁酸酯、聚己二酸乙二酯、聚琥珀酸丁二酯、聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基戊酸酯)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸三亞甲基酯、聚萘二甲酸乙二酯或其任一組合。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。在一些實施例中，金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。在一些實施例中，第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且第二金屬包含銀。在一些實施例中，金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約95%。在一些實施例中，黏合劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約20%至約95%。在一些實施例中，黏合劑包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含塗層稀釋劑。在一些實施例中，塗層稀釋劑包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯。在一些實施例中，塗層稀釋劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約90%。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含黏度改質劑。在一些實施例中，黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含基於碳之添加劑。在一些實施例中，基於碳之添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約0.01%至約5%。在一些實施例中，基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳(cabot carbon)、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/m之電導率。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約10 S/m至約20,000 S/m之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0.1歐姆/sq至約1,000歐姆/sq之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0℃至約400℃之操作溫度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層具有約10 um至約1,000 um之厚度。在一些實施例中，EMI屏蔽在約10 kHz至約400 kHz之頻率範圍內具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約500 kHz至約30 MHz之頻率範圍中具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約40 MHz至約1 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在2 GHz至18 GHz之頻率範圍中具有約30 dB至約120 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在19 GHz至40 GHz之頻率範圍內具有約50 dB至約130 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。
本文提供之另一態樣係EMI屏蔽塗層，其包含：基於金屬之導電添加劑；黏合劑；及溶劑，其與該基於金屬之導電添加劑及黏合劑合併以形成EMI屏蔽塗層。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含透明塗層及活化劑塗層，其中將透明塗層及活化劑塗層混合使得EMI屏蔽塗層固化。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。在一些實施例中，金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。在一些實施例中，第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且第二金屬包含銀。在一些實施例中，金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約95%。在一些實施例中，黏合劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約20%至約95%。在一些實施例中，黏合劑包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含塗層稀釋劑。在一些實施例中，塗層稀釋劑包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯。在一些實施例中，塗層稀釋劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約90%。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含黏度改質劑。在一些實施例中，黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含基於碳之添加劑。在一些實施例中，基於碳之添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約0.01%至約5%。在一些實施例中，基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/cm之電導率。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層具有約10 S/m至約20,000 S/m之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層具有約0.1歐姆/sq至約1,000歐姆/sq之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層具有約0℃至約400℃之操作溫度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層具有約10 um至約1,000 um之厚度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在約10 kHz至約400 kHz之頻率範圍內具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在約500 kHz至約30 MHz之頻率範圍中具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在約40 MHz至約1 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在2 GHz至18 GHz之頻率範圍中具有約30 dB至約120 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在19 GHz至40 GHz之頻率範圍中具有約50 dB至約130 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。
本文提供之另一態樣係形成EMI屏蔽之方法，其包含：形成包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑之塗層；將該塗層沈積於基板上；及乾燥該基板上之該塗層以形成EMI屏蔽塗層。
在一些實施例中，將設定厚度之塗層沈積於基板上。在一些實施例中，乾燥基板上之塗層包含在約20℃至約120℃之溫度下乾燥。在一些實施例中，形成塗層包含：混合塗層；分解塗層中之團聚物；自塗層去除氣泡；或其任一組合。在一些實施例中，混合係藉由聲學混合器實施。在一些實施例中，塗層中團聚物之分解係藉由高剪切混合器實施。在一些實施例中，氣泡自塗層之去除係藉由真空混合器實施。在一些實施例中，將塗層沈積於基板上包含利用塗佈機將塗層沈積於基板上。在一些實施例中，塗佈機係狹縫塗佈機。在一些實施例中，實施分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者，直至塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，方法進一步包含壓延EMI屏蔽。在一些實施例中，壓延係藉由輥對輥壓延機實施。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約10 S/m至約20,000 S/m之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0.1歐姆/sq至約1,000歐姆/sq之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0℃至約400℃之操作溫度。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約10 um至約1,000 um之厚度。
本文提供之另一態樣係形成EMI屏蔽之方法，其包含：獲得包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑之塗層；將塗層施加至基板上；及乾燥該基板上之該塗層以形成EMI屏蔽塗層。
在一些實施例中，獲得塗層包含混合透明塗層及活化劑塗層，其中透明塗層及活化劑塗層二者均包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑，其中活化劑塗層進一步包含用於固化塗層之活化劑。在一些實施例中，塗層係藉由噴塗施加至基板上。在一些實施例中，塗層係藉由空氣噴塗施加至基板上。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含透明塗層及活化劑塗層，其中混合透明塗層及活化劑塗層使得EMI屏蔽塗層固化。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。在一些實施例中，金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。在一些實施例中，第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且第二金屬包含銀。在一些實施例中，金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約95%。在一些實施例中，黏合劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約20%至約95%。在一些實施例中，黏合劑包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含塗層稀釋劑。在一些實施例中，塗層稀釋劑包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯。在一些實施例中，塗層稀釋劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約90%。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含黏度改質劑。在一些實施例中，黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含基於碳之添加劑。在一些實施例中，基於碳之添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約0.01%至約5%。在一些實施例中，基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/cm之電導率。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約10 S/m至約20,000 S/m之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0.1歐姆/sq至約1,000歐姆/sq之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0℃至約400℃之操作溫度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層具有約10 um至約1,000 um之厚度。在一些實施例中，EMI屏蔽在約10 kHz至約400 kHz之頻率範圍內具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約500 kHz至約30 MHz之頻率範圍中具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約40 MHz至約1 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在2 GHz至18 GHz之頻率範圍中具有約30 dB至約120 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在19 GHz至40 GHz之頻率範圍中具有約50 dB至約130 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。
本文提供之另一態樣係EMI屏蔽，其包含：基板；基於金屬之導電添加劑；基於碳之添加劑；及黏合劑，其與該基於金屬之導電添加劑及基於碳之添加劑合併並作為EMI屏蔽塗層沈積於該基板上。
在一些實施例中，基於碳之添加劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約0.01%至約5%。在一些實施例中，基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/cm之電導率。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。
交叉參考
本申請案主張2020年11月25日提出申請之美國臨時申請案第63/118,533號之權益，該臨時申請案之全文以引用的方式併入本文中。
本文提供基於碳之電磁干擾(EMI)屏蔽裝置及屏蔽材料及其製備方法。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽能夠在測試及/或操作期間將電裝置與外部射頻信號隔離。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽防止由電裝置生成之射頻信號逃離包殼。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽防止兩個或以上電裝置之間之射頻串擾或干擾。
在一些實施例中，EMI屏蔽裝置係藉由沈積於基板上之塗層形成。在一些實施例中，EMI屏蔽裝置係利用壓縮模製技術形成。EMI屏蔽裝置可自一或多個薄層成型。薄層可為薄、撓性、輕質及/或耐腐蝕的。EMI屏蔽材料可根據期望效應適於提供EMI屏蔽或濾波。作為實例，EMI屏蔽可成型為包殼(例如，包封敏感電子器件之盒形狀)。作為另一實例，EMI屏蔽材料可切割成室壁大小之薄、撓性薄片，且然後視情況利用薄片一側上之黏合劑施加至壁，以生成EMI屏蔽室。因此，本揭示內容之各種優點包括允許EMI屏蔽有效適於裝置、室、車輛或其他相關實施方案，即使在該等實施方案並非設計用於EMI屏蔽或甚至初始並未考慮EMI屏蔽時。
本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽可施加至電包殼之內表面，以有效衰減與其中之電組件或電組件之間之電磁干擾(EMI)。本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽可施加至電包殼之內表面，以提供耐腐蝕性、磨損保護及熱耗散。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽可用於替換及/或補充現有屏蔽或導電塗層及屏蔽。
在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽之高電導率為由此包封之設備提供最大外部EMI/RFI保護。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽之高電導率防止內部EMI/RFI洩漏至環境中。在一些實施例中，本文之EMI屏蔽塗層及屏蔽之高導熱率使其能夠作為電組件之散熱體使用。
儘管許多EMI屏蔽材料使用金屬(例如銅)，由於其具有高電導率，但形成基於金屬之塗層及屏蔽通常很困難。此外，由於該等材料易於化學腐蝕及氧化，形成絕緣氧化層，因此該等EMI屏蔽之效能通常隨時間而減弱。儘管基於銀之EMI屏蔽展現高電導率及耐氧化/腐蝕性，但其使用對於大多數應用而言成本高昂。
因此，在一些實施例中，本文提供包含基於銀之銅(Ag-Cu)粉末之EMI屏蔽塗層及EMI屏蔽，其展現高電導率及耐腐蝕/氧化性。此外，減少量之昂貴銀使得本文之EMI屏蔽塗層及EMI屏蔽能夠用於各種應用。
由此製成之EMI屏蔽塗層及EMI屏蔽展現至少約1000 S/cm之高電導率。此外，50-100 µm厚EMI屏蔽進一步展現在10 kHz至40 MHz之頻率範圍中至少約50 dB及在1 GHz至40 GHz頻率範圍中至少約60dB之顯著EMI衰減。50-80分貝(decibel)(dB)之屏蔽效能可容易地利用50-100 µm厚之膜達成。 EMI 屏蔽機制
圖 1顯示電磁干擾(EMI)屏蔽 110中之反射及吸收之圖表。如其中所示，入射t波 101之第一外反射部分(例如，d波反射) 102係由EMI屏蔽之外部近端表面 110A反射，而t波 101之吸收部分 103被吸收至EMI屏蔽中。吸收部分 103之第一內反射部分 104反射離開EMI屏蔽 110之內部遠端表面 110B，其中第一吸收部分 103之第一衰減部分 105向遠端透射穿過EMI屏蔽 110。此後，第一內反射部分 104之第二內反射部分 106反射離開EMI屏蔽 110之內部近端表面 110C，其中第一內反射部分 104之第二外反射部分 107向近端透射朝向入射t波 101之源並平行於第一外反射部分 102。內反射隨著第二內反射部分 106之第三內反射部分 109反射離開EMI屏蔽 110之內部遠端表面 110B而繼續，其中第二內反射部分 106之第二衰減部分 108向遠端透射至EMI屏蔽 110中。
在一些實施例中，EMI 110屏蔽之效能與入射t波 101之強度與第一衰減部分 105與第二衰減部分 108之強度總和之間之比率相關聯。在一些實施例中，EMI 110屏蔽之效能與第一外反射部分 102及第二外反射部分 107之強度總和與第一衰減部分 105及第二衰減部分 108之強度總和之間之比率相關聯。在一些實施例中，EMI 110屏蔽之效能與第一外反射部分 102及第二外反射部分 107之強度總和與入射t波 101之強度之間之比率相關聯。 EMI 屏蔽
根據 圖 12，本文提供EMI屏蔽 1200，其包含基板 1210及沈積於基板上包含導電添加劑 1040及黏合劑 1020之EMI屏蔽塗層 1000。在一些實施例中，導電添加劑 1040及黏合劑 1020混合在一起以形成塗層 1000。在一些實施例中，塗層 1000易於施加至用於各種應用之各種基板。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200包含複數個EMI屏蔽 1200之堆疊。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200進一步包含耐刮擦塗層、耐衝擊塗層或其任一組合。
在一些實施例中，EMI屏蔽 1200係撓性的。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200係剛性的。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200係平的。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200係彎曲的。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200形成單一表面。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200形成複數個表面。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000進一步包含稀釋劑 1010。在一些實施例中，稀釋劑 1010包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000進一步包含基於碳之添加劑 1030。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030增強黏合劑 1020之硬度、抗拉強度、撓性或其任一組合。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030增強EMI屏蔽塗層 1000之電導率。該等增強之性質在石墨烯基於碳之添加劑之情形中特別顯著。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000進一步包含黏度改質劑。在一些實施例中，黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000具有約10 um至約1,000 um之厚度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000具有至少約10 um、25 um、50 um、100 um、200 um、300 um、400 um、500 um、600 um、700 um、800 um或900 um (包括其中之增量)之厚度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000具有至多約25 um、50 um、100 um、150 um、200 um、300 um、400 um、500 um、600 um、700 um、800 um、900 um或1,000 um (包括其中之增量)之厚度。
在一些實施例中，基板包含塑膠、金屬、玻璃、織物或其任一組合。在一些實施例中，金屬包含銅、鋁、鋼、不銹鋼、鈹、鉍、鉻、鈷、鎵、金、銦、鐵、鉛、鎂、鎳、銀、鈦、錫、鋅或其任一組合。在一些實施例中，塑膠包含熱塑性塑膠。在一些實施例中，熱塑性塑膠包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚己內酯、聚羥基烷酸酯、聚羥基丁酸酯、聚己二酸乙二酯、聚琥珀酸丁二酯、聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基戊酸酯)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸三亞甲基酯、聚萘二甲酸乙二酯或其任一組合。在一些實施例中，EMI屏蔽 1200不包含基板 1210。在一些實施例中，基板係平坦的。在某些實施例中，基板 1210係彎曲的。在某些實施例中，基板 1210係剛性的。在一些實施例中，基板 1210係撓性的。在一些實施例中，基板包含單一表面。在一些實施例中，基板 1210包含兩個或以上表面。在一些實施例中，基板 1210係用於電裝置之容器。
在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑 1040係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。在一些實施例中，金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞金屬核心之塗層 1000之第二金屬。在一些實施例中，第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且第二金屬包含銀。在一些實施例中，金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。在一些實施例中，黏合劑 1020包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑 1040具有約0.3 μm至約10 μm之寬度、長度或二者。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑 1040具有至多約10 μm之寬度、長度或二者。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有5% w/w至85% w/w之基於金屬之導電添加劑 1040。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或70% w/w (包括其中之增量)之基於金屬之導電添加劑 1040。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至多約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w (包括其中之增量)之基於金屬之導電添加劑 1040。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有20% w/w至95% w/w之黏合劑 1020。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至少約20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w (包括其中之增量)之黏合劑 1020。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至多約30%、40%、50%、60%、70%、80%或95% w/w (包括其中之增量)之黏合劑 1020。在一些實施例中，導電添加劑 1040在EMI屏蔽塗層 1000中之濃度使由此產生之EMI屏蔽 1200具有高導熱率、電導率、熱耗散及EMI屏蔽。
在一些實施例中，稀釋劑 1010緊接在沈積於基板上後構成EMI屏蔽塗層 1000之5% w/w至約90% w/w。在一些實施例中，稀釋劑 1010緊接在沈積於基板上後構成EMI屏蔽塗層 1000之至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w。在一些實施例中，稀釋劑 1010緊接在沈積於基板上後構成EMI屏蔽塗層 1000之至多約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90% w/w。在一些實施例中，稀釋劑 1010在EMI屏蔽塗層 1000中之濃度使得在各種基板上以各種厚度及大小製備及施加本文之EMI屏蔽材料變得容易，以達成由此產生之EMI屏蔽 1200之期望屏蔽性質。
在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030構成EMI屏蔽塗層 1000之0.01% w/w至5% w/w。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030構成塗層 1000之至少約0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%或4% w/w，包括其中之增量。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030構成EMI屏蔽塗層 1000之至多約0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%或5% w/w，包括其中之增量。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030在EMI屏蔽塗層 1000中之濃度使得由此產生之EMI屏蔽 1200具有高導熱率、電導率、熱耗散及EMI屏蔽。
在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g、1,250 m 2/g、1,500 m 2/g、1,750 m 2/g、2,000 m 2/g或以上之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有至少約1,000 S/m、1,500 S/m、2,000 S/m、2,500 S/m、3,000 S/m、3,500 S/m或約4,000 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/m、110 S/m、120 S/m、130 S/m、140 S/m、150 S/m、160 S/m、170 S/m、180 S/m或200 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，氧化石墨烯形成互連碳薄片之3維網路，其高表面積使得由此產生之EMI屏蔽 1200具有高導熱率、電導率、熱耗散及EMI屏蔽。
在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有至少約2 um、5 um、10 um、15 um、20 um或約25 um (包括其中之增量)之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有至多約5 um、10 um、15 um、20 um、約25 um或約30 um (包括其中之增量)之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有至少約2 m 2/g、4 m 2/g、6 m 2/g、8 m 2/g、10 m 2/g、12 m 2/g或14 m 2/g (包括其中之增量)之比表面積。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030之粒徑及表面積使得由此產生之EMI屏蔽 1200具有高導熱率、電導率、熱耗散及EMI屏蔽。
圖 3A-3C分別顯示第一、第二及第三實例性EMI屏蔽之影像。 圖 10顯示實例性基於金屬之導電添加劑之XRD (X射線繞射)圖表。 EMI 屏蔽塗層
根據 圖 11，本文提供之另一態樣係EMI屏蔽塗層 1000，其包含：基於金屬之導電添加劑 1040；黏合劑 1020；及溶劑，其與基於金屬之導電添加劑 1040及黏合劑 1020合併以形成EMI屏蔽塗層 1000。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含透明塗層及活化劑塗層。在一些實施例中，混合透明塗層及活化劑塗層以使EMI屏蔽塗層 1000固化。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000構形為藉由噴塗施加至基板。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000構形為藉由空氣噴塗施加至基板。在一些實施例中，將EMI屏蔽塗層 1000空氣噴塗至基板上之能力使其能夠施加至各種形狀及材料之基板。在一些實施例中，將EMI屏蔽塗層 1000空氣噴塗至基板上之能力使其能夠以更大之厚度均勻性施加至基板。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000之黏度使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000之黏度為約25 cP至約50 cP、約25 cP至約100 cP、約25 cP至約250 cP、約25 cP至約500 cP、約25 cP至約750 cP、約25 cP至約1,000 cP、約25 cP至約2,000 cP、約25 cP至約4,000 cP、約25 cP至約6,000 cP、約25 cP至約8,000 cP、約50 cP至約100 cP、約50 cP至約250 cP、約50 cP至約500 cP、約50 cP至約750 cP、約50 cP至約1,000 cP、約50 cP至約2,000 cP、約50 cP至約4,000 cP、約50 cP至約6,000 cP、約50 cP至約8,000 cP、約100 cP至約250 cP、約100 cP至約500 cP、約100 cP至約750 cP、約100 cP至約1,000 cP、約100 cP至約2,000 cP、約100 cP至約4,000 cP、約100 cP至約6,000 cP、約100 cP至約8,000 cP、約250 cP至約500 cP、約250 cP至約750 cP、約250 cP至約1,000 cP、約250 cP至約2,000 cP、約250 cP至約4,000 cP、約250 cP至約6,000 cP、約250 cP至約8,000 cP、約500 cP至約750 cP、約500 cP至約1,000 cP、約500 cP至約2,000 cP、約500 cP至約4,000 cP、約500 cP至約6,000 cP、約500 cP至約8,000 cP、約750 cP至約1,000 cP、約750 cP至約2,000 cP、約750 cP至約4,000 cP、約750 cP至約6,000 cP、約750 cP至約8,000 cP、約1,000 cP至約2,000 cP、約1,000 cP至約4,000 cP、約1,000 cP至約6,000 cP、約1,000 cP至約8,000 cP、約2,000 cP至約4,000 cP、約2,000 cP至約6,000 cP、約2,000 cP至約8,000 cP、約4,000 cP至約6,000 cP、約4,000 cP至約8,000 cP或約6,000 cP至約8,000 cP，包括其中之增量。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000之黏度為約25 cP、約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP、約6,000 cP或約8,000 cP。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000之黏度為至少約25 cP、約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP或約6,000 cP。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000之黏度為至多約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP、約6,000 cP或約8,000 cP。
在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層之黏度使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層之黏度為約25 cP至約50 cP、約25 cP至約100 cP、約25 cP至約250 cP、約25 cP至約500 cP、約25 cP至約750 cP、約25 cP至約1,000 cP、約25 cP至約2,000 cP、約25 cP至約4,000 cP、約25 cP至約6,000 cP、約25 cP至約8,000 cP、約50 cP至約100 cP、約50 cP至約250 cP、約50 cP至約500 cP、約50 cP至約750 cP、約50 cP至約1,000 cP、約50 cP至約2,000 cP、約50 cP至約4,000 cP、約50 cP至約6,000 cP、約50 cP至約8,000 cP、約100 cP至約250 cP、約100 cP至約500 cP、約100 cP至約750 cP、約100 cP至約1,000 cP、約100 cP至約2,000 cP、約100 cP至約4,000 cP、約100 cP至約6,000 cP、約100 cP至約8,000 cP、約250 cP至約500 cP、約250 cP至約750 cP、約250 cP至約1,000 cP、約250 cP至約2,000 cP、約250 cP至約4,000 cP、約250 cP至約6,000 cP、約250 cP至約8,000 cP、約500 cP至約750 cP、約500 cP至約1,000 cP、約500 cP至約2,000 cP、約500 cP至約4,000 cP、約500 cP至約6,000 cP、約500 cP至約8,000 cP、約750 cP至約1,000 cP、約750 cP至約2,000 cP、約750 cP至約4,000 cP、約750 cP至約6,000 cP、約750 cP至約8,000 cP、約1,000 cP至約2,000 cP、約1,000 cP至約4,000 cP、約1,000 cP至約6,000 cP、約1,000 cP至約8,000 cP、約2,000 cP至約4,000 cP、約2,000 cP至約6,000 cP、約2,000 cP至約8,000 cP、約4,000 cP至約6,000 cP、約4,000 cP至約8,000 cP或約6,000 cP至約8,000 cP，包括其中之增量。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層具有約25 cP、約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP、約6,000 cP或約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層具有至少約25 cP、約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP或約6,000 cP之黏度。在一些實施例中，透明塗層及活化劑塗層具有至多約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP、約6,000 cP或約8,000 cP之黏度。
在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑 1040係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。在一些實施例中，金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。在一些實施例中，第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且第二金屬包含銀。在一些實施例中，金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。在一些實施例中，黏合劑 1020包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有5% w/w至85% w/w之基於金屬之導電添加劑 1040。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或70% (包括其中之增量)之基於金屬之導電添加劑 1040。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至多約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% (包括其中之增量)之基於金屬之導電添加劑 1040。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑 1040在EMI屏蔽塗層 1000中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有20% w/w至95% w/w之黏合劑 1020。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至少約20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w之黏合劑 1020。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000包含基於金屬之導電添加劑 1040且黏合劑 1020具有至多約30%、40%、50%、60%、70%、80%或95% w/w之黏合劑 1020。在一些實施例中，黏合劑 1020在EMI屏蔽塗層 1000中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000進一步包含塗層稀釋劑 1010。在一些實施例中，塗層稀釋劑 1010包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯。在一些實施例中，塗層稀釋劑 1010緊接在沈積於基板上後構成EMI屏蔽塗層 1000之5% w/w至約90% w/w。在一些實施例中，塗層稀釋劑 1010緊接在沈積於基板上後構成EMI屏蔽塗層 1000之至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w，包括其中之增量。在一些實施例中，塗層稀釋劑 1010緊接在沈積於基板上後構成EMI屏蔽塗層 1000之至多約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90% w/w，包括其中之增量。在一些實施例中，塗層稀釋劑 1010在EMI屏蔽塗層 1000中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層 1000進一步包含黏度改質劑。在一些實施例中，黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含基於碳之添加劑 1030。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030構成EMI屏蔽塗層 1000之0.01% w/w至5% w/w。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030構成EMI屏蔽塗層 1000之至少約0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%或4%，包括其中之增量。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030構成EMI屏蔽塗層 1000之至多約0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%或5%，包括其中之增量。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030在EMI屏蔽塗層 1000中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g、1,250 m 2/g、1,500 m 2/g、1,750 m 2/g、2,000 m 2/g或以上之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有至少約1,000 S/m、1,500 S/m、2,000 S/m、2,500 S/m、3,000 S/m、3,500 S/m或約4,000 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/m、110 S/m、120 S/m、130 S/m、140 S/m、150 S/m、160 S/m、170 S/m、180 S/m或200 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有至少約2 m 2/g、4 m 2/g、6 m 2/g、8 m 2/g、10 m 2/g、12 m 2/g或14 m 2/g (包括其中之增量)之比表面積。在一些實施例中，本文之基於碳之添加劑 1030之比表面積、電導率或二者使得EMI屏蔽塗層 1000具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能。
在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有至少約2 um、5 um、10 um、15 um、20 um或約25 um (包括其中之增量)之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030具有至多約5 um、10 um、15 um、20 um、約25 um或約30 um (包括其中之增量)之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030之平均粒徑、其高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能提供經改良之電子性質，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。在一些實施例中，基於碳之添加劑 1030之平均粒徑防止在空氣噴塗期間粒子堵塞。 形成 EMI 屏蔽之方法
本文提供之另一態樣係形成EMI屏蔽之方法。在一些實施例中，方法包含：獲得包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑之塗層；將塗層施加至基板上；及乾燥該基板上之該塗層以形成EMI屏蔽塗層。
在一些實施例中，獲得塗層包含混合透明塗層及活化劑塗層，其中透明塗層及活化劑塗層二者均包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑，其中活化劑塗層進一步包含用於固化塗層之活化劑。在一些實施例中，混合透明塗層及活化劑塗層使得EMI屏蔽塗層固化。
在一些實施例中，方法包含：形成包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑之塗層；將該塗層沈積於基板上；及乾燥該基板上之該塗層以形成EMI屏蔽塗層。
在一些實施例中，形成塗層包含：混合塗層；分解塗層中之團聚物；自塗層去除氣泡；或其任一組合。在一些實施例中，混合係藉由聲學混合器實施。在一些實施例中，塗層中團聚物之分解係藉由高剪切混合器實施。在一些實施例中，氣泡自塗層之去除係藉由真空混合器實施。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層之黏度使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板。在一些實施例中，實施分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者，直至塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，實施分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者，直至塗層之黏度為約25 cP至約50 cP、約25 cP至約100 cP、約25 cP至約250 cP、約25 cP至約500 cP、約25 cP至約750 cP、約25 cP至約1,000 cP、約25 cP至約2,000 cP、約25 cP至約4,000 cP、約25 cP至約6,000 cP、約25 cP至約8,000 cP、約50 cP至約100 cP、約50 cP至約250 cP、約50 cP至約500 cP、約50 cP至約750 cP、約50 cP至約1,000 cP、約50 cP至約2,000 cP、約50 cP至約4,000 cP、約50 cP至約6,000 cP、約50 cP至約8,000 cP、約100 cP至約250 cP、約100 cP至約500 cP、約100 cP至約750 cP、約100 cP至約1,000 cP、約100 cP至約2,000 cP、約100 cP至約4,000 cP、約100 cP至約6,000 cP、約100 cP至約8,000 cP、約250 cP至約500 cP、約250 cP至約750 cP、約250 cP至約1,000 cP、約250 cP至約2,000 cP、約250 cP至約4,000 cP、約250 cP至約6,000 cP、約250 cP至約8,000 cP、約500 cP至約750 cP、約500 cP至約1,000 cP、約500 cP至約2,000 cP、約500 cP至約4,000 cP、約500 cP至約6,000 cP、約500 cP至約8,000 cP、約750 cP至約1,000 cP、約750 cP至約2,000 cP、約750 cP至約4,000 cP、約750 cP至約6,000 cP、約750 cP至約8,000 cP、約1,000 cP至約2,000 cP、約1,000 cP至約4,000 cP、約1,000 cP至約6,000 cP、約1,000 cP至約8,000 cP、約2,000 cP至約4,000 cP、約2,000 cP至約6,000 cP、約2,000 cP至約8,000 cP、約4,000 cP至約6,000 cP、約4,000 cP至約8,000 cP或約6,000 cP至約8,000 cP，包括其中之增量。在一些實施例中，實施分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者，直至塗層之黏度為約25 cP、約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP、約6,000 cP或約8,000 cP。在一些實施例中，實施分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者，直至塗層之黏度為至少約25 cP、約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP或約6,000 cP。在一些實施例中，實施分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者，直至塗層之黏度為至多約50 cP、約100 cP、約250 cP、約500 cP、約750 cP、約1,000 cP、約2,000 cP、約4,000 cP、約6,000 cP或約8,000 cP。在一些實施例中，塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。在一些實施例中，分解塗層中之團聚物及自塗層去除氣泡中之至少一者使得能夠形成可藉由各種方法及/或裝置施加至基板之EMI屏蔽塗層。
在一些實施例中，將設定厚度之塗層沈積於基板上。在一些實施例中，將設定厚度之塗層塗刷於基板上。在一些實施例中，將塗層沈積於基板上包含利用塗佈機將塗層沈積於基板上。在一些實施例中，塗佈機係狹縫塗佈機、桌上型塗佈機或二者。在一些實施例中，塗層係藉由噴塗施加至基板。在一些實施例中，塗層係藉由空氣噴塗施加至基板。在一些實施例中，基板及塗層具有相反電荷以使基板均勻塗佈並減少損失塗料之體積。
在一些實施例中，該方法進一步包含壓延EMI屏蔽。在一些實施例中，壓延係藉由輥對輥壓延機實施。在一些實施例中，乾燥基板上之塗層包含乾燥基板上之塗層、固化基板上之塗層或二者。在一些實施例中，乾燥基板上之塗層係在約20℃至約120℃之溫度下實施。在一些實施例中，乾燥基板上之塗層係在室溫下實施。在一些實施例中，乾燥基板上之塗層實施約15分鐘至約60分鐘之時間。在一些實施例中，乾燥係藉由熱燈實施。在一些實施例中，乾燥基板上之塗層實施約0.5天至約21天之時間。在一些實施例中，固化基板上之EMI塗層係在約120 °F至約160 °F之溫度下實施。在一些實施例中，固化基板上之EMI塗層實施約15分鐘至約30分鐘之時段。
在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。在一些實施例中，金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。在一些實施例中，第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且第二金屬包含銀。在一些實施例中，金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。在一些實施例中，黏合劑包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含基於金屬之導電添加劑且黏合劑具有5% w/w至85% w/w之基於金屬之導電添加劑。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含基於金屬之導電添加劑且黏合劑具有至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或70% (包括其中之增量)之基於金屬之導電添加劑。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含基於金屬之導電添加劑且黏合劑具有至多約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% (包括其中之增量)之基於金屬之導電添加劑。在一些實施例中，基於金屬之導電添加劑在EMI屏蔽塗層中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含基於金屬之導電添加劑且黏合劑具有20% w/w至95% w/w之黏合劑。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含基於金屬之導電添加劑且黏合劑具有至少約20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w之黏合劑。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層包含基於金屬之導電添加劑且黏合劑具有至多約30%、40%、50%、60%、70%、80%或95% w/w之黏合劑。在一些實施例中，黏合劑在EMI屏蔽塗層中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含塗層稀釋劑。在一些實施例中，塗層稀釋劑包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯。在一些實施例中，塗層稀釋劑緊接在沈積於基板上後構成塗層之5% w/w至約90% w/w。在一些實施例中，塗層稀釋劑緊接在沈積於基板上後構成塗層之至少約5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80% w/w，包括其中之增量。在一些實施例中，塗層稀釋劑緊接在沈積於基板上後構成塗層之至多約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90% w/w，包括其中之增量。在一些實施例中，塗層稀釋劑在EMI屏蔽塗層中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含黏度改質劑。在一些實施例中，黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層進一步包含基於碳之添加劑。在一些實施例中，基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。在一些實施例中，基於碳之添加劑構成塗層之0.01% w/w至5% w/w。在一些實施例中，基於碳之添加劑構成塗層之至少約0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%或4%，包括其中之增量。在一些實施例中，基於碳之添加劑構成塗層之至多約0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%或5%，包括其中之增量。在一些實施例中，基於碳之添加劑在EMI屏蔽塗層中之百分比使其具有高電導率、低薄片電阻及高屏蔽效能，同時維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。
在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有大於1,000 m 2/g、1,250 m 2/g、1,500 m 2/g、1,750 m 2/g、2,000 m 2/g或以上之比表面積。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有約1,000 S/m至約4,000 S/m之電導率。在一些實施例中，石墨烯及氧化石墨烯中之至少一者具有至少約1,000 S/m、1,500 S/m、2,000 S/m、2,500 S/m、3,000 S/m、3,500 S/m或約4,000 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，碳奈米管具有大於約100 S/m、110 S/m、120 S/m、130 S/m、140 S/m、150 S/m、160 S/m、170 S/m、180 S/m或200 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 m 2/g至約16 m 2/g之比表面積。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有至少約2 m 2/g、4 m 2/g、6 m 2/g、8 m 2/g、10 m 2/g、12 m 2/g或14 m 2/g (包括其中之增量)之比表面積。
在一些實施例中，基於碳之添加劑具有約2 um至約30 um之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有至少約2 um、5 um、10 um、15 um、20 um或約25 um (包括其中之增量)之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑具有至多約5 um、10 um、15 um、20 um、約25 um或約30 um (包括其中之增量)之平均粒徑。在一些實施例中，基於碳之添加劑之平均粒徑維持使其能夠藉由空氣噴塗施加至基板之黏度。在一些實施例中，基於碳之添加劑之平均粒徑防止在空氣噴塗期間粒子堵塞。 EMI 屏蔽效能測試
儘管可採用熟習此項技術者已知之各種裝備或方法測試試樣 210之電磁干擾(EMI)屏蔽效能，但 圖 2顯示EMI屏蔽效能測試裝備 200之圖表。如所示，裝備 200包含發射天線 221及接收天線 222，該等由EMI屏蔽試樣 210隔開。進一步如所示，發射天線 221發射未衰減信號 231，而EMI屏蔽試樣 210阻止除衰減信號 232以外之所有信號到達接收天線 222。EMI屏蔽試樣 210之屏蔽效能可確定為未衰減信號 231與衰減信號 232之功率間之差。
在一些實施例中，根據 圖 2，發射天線 221包含在第一屏蔽包殼 241中且接收天線 222包含在第二屏蔽包殼 242中。或者，在一些實施例中，僅發射天線 221包含在第一屏蔽包殼 241中，而接收天線 222不包含在第二屏蔽包殼 242中。或者，在一些實施例中，僅接收天線 222包含在第二屏蔽包殼 242中，其中發射天線 221不包含在第一屏蔽包殼 241中。
在一些實施例中，發射天線 221自信號發生器接收未衰減信號 231。在一些實施例中，發射天線 221自功率放大器接收未衰減信號 231，該功率放大器自信號發生器接收未衰減信號 231。在一些實施例中，接收天線 222將衰減信號 232發射至頻譜分析儀、信號分析儀或其任一組合。
在一些實施例中，發射天線 221及接收天線 222經排列，使得未衰減信號 231及衰減信號 232二者均垂直於EMI屏蔽試樣 210。在一些實施例中，發射天線 221及接收天線 222經排列，使得未衰減信號 231及衰減信號 232係在EMI屏蔽試樣 210之中心發射。在一些實施例中，發射天線 221與EMI屏蔽試樣 210相隔約50 cm。在一些實施例中，接收天線 222與EMI屏蔽試樣 210相隔約50 cm。在一些實施例中，發射天線 221與接收天線 222彼此相隔約100 cm。 EMI 屏蔽性能
圖 7-9分別顯示第一、第二及第三實例性EMI屏蔽之屏蔽效能。
在一些實施例中，EMI屏蔽具有約10 S/m至約20,000 S/m之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽具有至少約10 S/m、25 S/m、50 S/m、100 S/m、250 S/m、500 S/m、1,000 S/m、2,500 S/m、5,000 S/m、10,000 S/m或15,000 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0.1歐姆/sq至約1,000歐姆/sq之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽具有至多約0.2歐姆/sq、0.5歐姆/sq、1歐姆/sq、5歐姆/sq、10歐姆/sq、50歐姆/sq、100歐姆/sq、200歐姆/sq、300歐姆/sq、400歐姆/sq、500歐姆/sq、600歐姆/sq、700歐姆/sq、800歐姆/sq或900歐姆/sq (包括其中之增量)之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽具有約0℃至約400℃之操作溫度。在一些實施例中，EMI屏蔽具有至少約0℃、10℃、25℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃或400℃之操作溫度。
在一些實施例中，EMI屏蔽在約10 kHz至約40 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約130 dB之屏蔽效能。在一些實施例中，EMI屏蔽在約10 kHz至約40 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約130 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約10 kHz至約400 kHz之頻率範圍內具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約500 kHz至約30 MHz之頻率範圍中具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中EMI屏蔽塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在約40 MHz至約1 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在2 GHz至18 GHz之頻率範圍中具有約30 dB至約120 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽在19 GHz至40 GHz之頻率範圍內具有約50 dB至約130 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。 EMI 屏蔽塗層效能
圖 4-6分別顯示第一、第二及第三實例性EMI屏蔽之屏蔽效能圖表。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時具有約10 S/m至約20,000 S/m之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時具有至少約10 S/m、25 S/m、50 S/m、100 S/m、250 S/m、500 S/m、1,000 S/m、2,500 S/m、5,000 S/m、10,000 S/m或15,000 S/m (包括其中之增量)之電導率。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時具有約0.1歐姆/sq至約1,000歐姆/sq之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時具有至多約0.2歐姆/sq、0.5歐姆/sq、1歐姆/sq、5歐姆/sq、10歐姆/sq、50歐姆/sq、100歐姆/sq、200歐姆/sq、300歐姆/sq、400歐姆/sq、500歐姆/sq、600歐姆/sq、700歐姆/sq、800歐姆/sq或900歐姆/sq (包括其中之增量)之薄片電阻。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時具有約0℃至約400℃之操作溫度。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時具有至少約0℃、10℃、25℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃或400℃之操作溫度。
在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在約10 kHz至約40 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約130 dB之屏蔽效能。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在約10 kHz至約40 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約130 dB之屏蔽效能，塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在約10 kHz至約400 kHz之頻率範圍內具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在約500 kHz至約30 MHz之頻率範圍中具有約20 dB至約100 dB之屏蔽效能，塗層厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在約40 MHz至約1 GHz之頻率範圍中具有約10 dB至約100 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在2 GHz至18 GHz之頻率範圍中具有約30 dB至約120 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。在一些實施例中，EMI屏蔽塗層在乾燥時在19 GHz至40 GHz之頻率範圍中具有約50 dB至約130 dB之屏蔽效能，其中膜厚度小於約150 um。 EMI 塗層之某些實施例
根據下表1產生第一、第二及第三EMI塗層。
屏蔽試樣 第一 第二 第三
基於金屬之導電添加劑(%) - 5 - 90 5-90
基於碳之導電添加劑(%) - 0.01 - 5 0.01 - 5
溶劑(%) - 1 - 90 -
黏合劑(%) - 20 - 95 2-6
黏度改質劑(%) - - 0.01 - 5
在25℃下之透明塗層黏度(cP) 250 - 8000 25 - 200 200 - 1000
在25℃下之活化劑黏度(cP) - 5 - 100 -
透明塗層計算VOC (g) 20 - 80 6 - 24 2 - 10
活化劑計算VOC (g) 6 - 30 2 - 8 -
透明塗層密度(g/mL) 1 - 2 0.7 - 3 0.75 - 3
活化劑密度(g/mL) 0.5 - 2 0.7 - 3 -
透明塗層固體含量(w/w) (%) 0.25 - 1 30 - 120 25 - 100
活化劑固體含量(w/w) (-) ＜5 30 - 120 -
表 1
根據下表2產生第四、第五、第六及第七EMI塗層。
屏蔽試樣 第四 第五 第六 第七
基於金屬之導電添加劑(%) 5 - 90 5 - 90 5 - 90 5 - 90
基於碳之導電添加劑(%) 0.01 - 5 0.01 - 5 0.01 - 5 0.01 - 5
黏合劑(%) 20 - 95 20 - 95 20 - 95 20 - 95
黏度改質劑(%) 1 - 90 - - 1 - 90
表 2
第四EMI屏蔽塗層係藉由以下製得：使用機械攪拌器以約6,0000 rpm至約8,000之速度將第一份黏合劑、第二份黏合劑、基於金屬之導電添加劑及基於碳之導電添加劑合併約1分鐘至約10分鐘之時間段。在添加黏度改質劑之後，將第四EMI屏蔽塗層進一步以約100 rpm至約250 rpm之速率攪拌約15分鐘至約60分鐘。
第五EMI屏蔽塗層係藉由以下製得：合併黏合劑、基於金屬之導電添加劑及基於碳之導電添加劑，及將合併組分手動搖動約1分鐘至約10分鐘之時間段。之後添加黏度改質劑。添加水以調整塗料之稠度用於最佳噴塗條件。
第六EMI屏蔽塗層係藉由以下製得：合併黏合劑、基於金屬之導電添加劑及基於碳之導電添加劑，及將合併組分攪動約15分鐘至約60分鐘之時間段。之後添加黏度改質劑。添加水以調整塗料之稠度用於最佳噴塗條件。
第七EMI屏蔽塗層係藉由以下製得：使用機械攪拌器以約100 rpm至約250 rpm之速度將第一份黏合劑、第二份黏合劑、第一部分基於金屬之導電添加劑及基於碳之導電添加劑合併達約5分鐘至約20分鐘之時間段。添加黏度改質劑之後，將第七EMI屏蔽塗層進一步以約6,000 rpm至約8,000 rpm之速度攪拌約1分鐘至約10分鐘。添加第二部分基於金屬之導電添加劑之後，將溶液以約100 rpm至約250 rpm之速度混合約1分鐘至約10分鐘之時間段。 EMI 屏蔽之某些實施例
第一、第二及第三屏蔽試樣係根據下表3自上表1中所述之EMI塗層產生並使用本文所述之裝備測試屏蔽效能。
屏蔽試樣 第一 第二 第三
混合比率(v/v) (-) 10:1 - 3:1 1:3 - 3:1 -
25℃下之適用期(hr) 0.5 - 2 1 - 4 -
重新噴塗時間(min) 30 - 120 12 - 60 5 - 30
20℃下之觸乾固化時間(min) 30 - 120 600 - 2400 10 - 40
50℃下之觸乾固化時間(min) 15 - 60 10 - 40 -
輕負荷(天) 1 - 6 - -
完全固化(天) 2 - 15 - -
薄片厚度(um) 2.5 - 1.5
薄片電阻(Ω/sq) 0.02 - 0.1 0.1 - 0.4 0.02 - 0.1
電導率(S/cm) 1000 - 3000 500 - 2500 1200 - 5000
在10kHz至400 kHz下之衰減範圍(dB) 6 - 80 20 - 150 20 - 180
在500kHz至30MHz下之衰減範圍(dB) 8.33 - 44.34 40.3 - 74.2 42.8 - 75.5
在40MHz至1GHz下之衰減範圍(dB) 8 - 150 25 - 150 25 - 140
在2 GHz至18 GHz下之衰減範圍(dB) 25 - 200 25 - 150 25 - 140
在19 GHz至40GHz下之衰減範圍(dB) 30 - 200 30 - 200 40 - 200
密度(g/cm3) 0.9 - 3 0.9 - 3 0.7 - 3
操作溫度(C) ＜85 ＜120 ＜90
電導率(乾膜) (S/m) 500 - 3000 500 - 3000 1200 - 3600
導熱率(乾膜) (-) - 1.5 - 5 -
理論覆蓋率(mL/sq ft) 10 - 30 5 - 20 2.5 - 10
薄片電阻(Ω/sq) 0.02 - 0.1 0.1 -0.4 0.02 -0.1
表 3
第四、第五、第六及第七屏蔽試樣係根據下表4利用上表2之EMI塗層試樣產生並使用本文所述之裝備測試屏蔽效能。
屏蔽試樣 第四 第五 第六 第七 第八
薄片厚度(um) 85 - 95 95 - 105 40 - 50 95 - 105 40 - 50
薄片電阻(Ω/sq) 0.3 - 0.4 0.03 - 0.05 0.5 - 0.6 0.06 0.20
電導率(S/cm) 336 2381 393 1798 1150
在10kHz至400 kHz下之衰減範圍(dB) 65 - 101 48 - 80 - 12 - 42 47 - 74
在500kHz至30MHz下之衰減範圍(dB) 76 - 104 75 - 43 - 8 - 44 40 - 74
在40MHz至1GHz下之衰減範圍(dB) 54 - 88.8 52 - 71 57 - 75 16 - 74 50 - 69
在2 GHz至18 GHz下之衰減範圍(dB) 43 - 74 43 - 80 60 - 94 50 - 91 50 - 74
在19 GHz至40 GHz下之衰減範圍(dB) 64 - 82 78 - 103 80 - 91 68 - 90 70 -105
表 4
第四實例性屏蔽試樣係藉由以下形成：將第四實例性EMI塗層之多個塗層噴塗於基板上，在約120 °F至約160 °F之溫度下將基板上之EMI塗層固化約15分鐘至約30分鐘，及將基板上之EMI塗層在室溫下乾燥約0.5天至約21天之時間。 圖 13A-13B顯示實例性第四EMI屏蔽之低倍及高倍掃描電子顯微鏡(SEM)影像。 圖 14A-14B顯示實例性第四EMI屏蔽之低倍及高倍顯微鏡影像。 圖 15A-15B顯示實例性第四EMI屏蔽之二維及三維高度圖。 圖 16顯示實例性第四EMI屏蔽之熱流及重量隨溫度變化之圖表。
第五實例性屏蔽試樣係藉由將第五實例性EMI塗層空氣噴塗於基板上形成。 圖 17A-17B顯示實例性第五EMI屏蔽之低倍及高倍掃描電子顯微鏡(SEM)影像。 圖 18A-18B顯示實例性第五EMI屏蔽之二維及三維高度圖。 圖 19A-19B顯示藉由利用刮刀將第五實例性EMI塗層施加於基板上形成之實例性EMI屏蔽之低倍及高倍掃描電子顯微鏡(SEM)影像。 圖 20A-20B顯示藉由利用刮刀將第五實例性EMI塗層施加於基板上形成之實例性EMI屏蔽之二維及三維高度圖。 圖 21顯示實例性第五EMI屏蔽之熱流及重量隨溫度變化之圖表。
第六實例性屏蔽試樣係藉由利用桌上型塗佈劑將第六實例性EMI塗層施加至基板形成。 圖 22A-22B顯示實例性第六EMI屏蔽之低倍及高倍掃描電子顯微鏡(SEM)影像。 圖 23A-23B顯示實例性第六EMI屏蔽之低倍及高倍顯微鏡影像。 圖 24A-24B顯示實例性第六EMI屏蔽之二維及三維高度圖。 圖 25顯示實例性第六EMI屏蔽之熱流及重量隨溫度變化之圖表。
第七實例性屏蔽試樣係藉由利用刮刀將第七實例性EMI塗層施加至基板形成。第八實例性屏蔽試樣係藉由將第七實例性EMI塗層之多個塗層噴塗於基板上形成，其中第七實例性EMI塗層藉由熱燈在每一層之間乾燥約15分鐘至約60分鐘。此後，基板上之EMI塗層在約120 °F至約160 °F之溫度下固化約15分鐘至約60分鐘，並在室溫下乾燥約0.5天至約21天之時間。
圖 26顯示實例性第四、第五及第六EMI屏蔽試樣之電導率圖表。 圖 27顯示實例性第四、第五及第六EMI屏蔽試樣之屏蔽效能對頻率之圖表。 術語及定義
除非另外定義，否則本文所用之所有技術術語皆具有與熟習本發明所屬技術領域者通常所理解相同之含義。
除非內容脈絡另外明確指出，否則如本文所用之單數形式「一(a、an)」及「該(the)」包括複數個指示物。除非另有陳述，否則本文中對「或」之任何提及意欲涵蓋「及/或」。
如本文中所使用，術語「大約」係指接近所陳述量之10%、5%或1% (包括其中之增量)之量。
如本文所用，關於百分比之術語「大約」係指大於或小於所陳述百分比之10%、5%或1% (包括其中之增量)之量。
如本文所用，片語「至少一者」、「一或多者」及「及/或」係指在操作上為連接詞及反意連接詞兩者之開放式表達。例如，表達「A、B及C中之至少一者」、「A、B或C中之至少一者」、「A、B及C中之一或多者」、「A、B或C中之一或多者」及「A、B及/或C」中之每一者意指「單獨A、單獨B、單獨C、A與B一起、A與C一起、B與C一起或A、B與C一起」。
儘管已在本文中顯示並闡述本發明之較佳實施例，但彼等熟習此項技術者將瞭解，該等實施例僅作為實例來提供。熟習此項技術者現將構想出多種變化、改變及取代，此並不背離本發明。應理解，在實踐本發明時可採用本文中所述本發明實施例之多種替代。
101:入射t波/t波 102:第一外反射部分 103:吸收部分/第一吸收部分 104:第一內反射部分 105:第一衰減部分 106:第二內反射部分 107:第二外反射部分 108:第二衰減部分 109:第三內反射部分 110:電磁干擾(EMI)屏蔽/EMI屏蔽/EMI 110A:外部近端表面 110B:內部遠端表面 110C:內部近端表面 200:EMI屏蔽效能測試裝備/裝備 210:EMI屏蔽試樣 221:發射天線 222:接收天線 231:未衰減信號 232:衰減信號 241:第一屏蔽包殼 242:第二屏蔽包殼 1000:EMI屏蔽塗層/塗層 1010:稀釋劑/塗層稀釋劑 1020:黏合劑 1030:基於碳之添加劑 1040:導電添加劑/基於金屬之導電添加劑 1200:EMI屏蔽 1210:基板
本發明之新穎特徵詳細陳述於隨附申請專利範圍中。參照陳述利用本發明原理之闡釋性實施例及以下附圖可更佳地理解本發明之特徵及優點，在附圖中：
圖 1係根據本文實施例電磁干擾(EMI)屏蔽中之反射及吸收之圖表；
圖 2顯示根據本文實施例EMI屏蔽效能測試設置之圖表；
圖 3A顯示根據本文實施例第一實例性EMI屏蔽之影像；
圖 3B顯示根據本文實施例第二實例性EMI屏蔽之影像；
圖 3C顯示根據本文實施例第三實例性EMI屏蔽之影像；
圖 4顯示根據本文實施例第一實例性EMI屏蔽塗層之屏蔽效能圖表；
圖 5顯示根據本文實施例實例性第二EMI屏蔽塗層之屏蔽效能圖表；
圖 6顯示根據本文實施例實例性第三EMI屏蔽塗層之屏蔽效能圖表；
圖 7顯示根據本文實施例實例性第一EMI屏蔽之屏蔽效能圖表；
圖 8顯示根據本文實施例實例性第二EMI屏蔽之屏蔽效能圖表；
圖 9顯示根據本文實施例實例性第三EMI屏蔽之屏蔽效能圖表；
圖 10顯示根據本文實施例實例性基於金屬之導電添加劑之XRD (X射線繞射)圖表；
圖 11顯示根據本文實施例實例性EMI屏蔽塗層之示意圖；
圖 12顯示根據本文實施例實例性EMI屏蔽之示意圖；
圖 13A顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之掃描電子顯微鏡(SEM)影像；
圖 13B顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之高倍SEM影像；
圖 14A顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之顯微鏡影像；
圖 14B顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之高倍顯微鏡影像；
圖 15A顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之二維高度圖；
圖 15B顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之三維高度圖；
圖 16顯示根據本文實施例實例性第四EMI屏蔽之熱流及重量隨溫度變化之圖表；
圖 17A顯示根據本文實施例藉由噴塗形成之實例性第五EMI屏蔽之SEM影像；
圖 17B顯示根據本文實施例藉由噴塗形成之實例性第五EMI屏蔽之高倍SEM影像；
圖 18A顯示根據本文實施例藉由噴塗形成之實例性第五EMI屏蔽之二維高度圖；
圖 18B顯示根據本文實施例藉由噴塗形成之實例性第五EMI屏蔽之三維高度圖；
圖 19A顯示根據本文實施例利用刮刀形成之實例性第五EMI屏蔽之SEM影像；
圖 19B顯示根據本文實施例利用刮刀形成之實例性第五EMI屏蔽之高倍SEM影像；
圖 20A顯示根據本文實施例利用刮刀形成之實例性第五EMI屏蔽之二維高度圖；
圖 20B顯示根據本文實施例利用刮刀形成之實例性第五EMI屏蔽之三維高度圖；
圖 21顯示根據本文實施例實例性第五EMI屏蔽之熱流及重量隨溫度變化之圖表；
圖 22A顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之SEM影像；
圖 22B顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之高倍SEM影像；
圖 23A顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之顯微鏡影像；
圖 23B顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之高倍顯微鏡影像；
圖 24A顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之二維高度圖；
圖 24B顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之三維高度圖；
圖 25顯示根據本文實施例實例性第六EMI屏蔽之熱流及重量隨溫度變化之圖表；
圖 26顯示根據本文實施例實例性第四、第五及第六EMI屏蔽試樣之電導率之圖表；及
圖 27顯示根據本文實施例實例性第四、第五及第六EMI屏蔽試樣之屏蔽效能對頻率之圖表。
101:入射t波/t波
102:第一外反射部分
103:吸收部分/第一吸收部分
104:第一內反射部分
105:第一衰減部分
106:第二內反射部分
107:第二外反射部分
108:第二衰減部分
109:第三內反射部分
110:電磁干擾(EMI)屏蔽/EMI屏蔽/EMI
110A:外部近端表面
110B:內部遠端表面
110C:內部近端表面

Claims (47)

  1. 一種EMI屏蔽，其包含： a) 基板； b) 基於金屬之導電添加劑；及 c) 黏合劑，其與該基於金屬之導電添加劑合併並作為EMI屏蔽塗層沈積於該基板上。
  2. 如請求項1之EMI屏蔽，其中該基於金屬之導電添加劑係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。
  3. 如請求項2之EMI屏蔽，其中該金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。
  4. 如請求項3之EMI屏蔽，其中該第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且該第二金屬包含銀。
  5. 如請求項2之EMI屏蔽，其中該金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。
  6. 如請求項1之EMI屏蔽，其中該基於金屬之導電添加劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約95%。
  7. 如請求項1之EMI屏蔽，其中該黏合劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約20%至約95%。
  8. 如請求項1之EMI屏蔽，其中黏合劑包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。
  9. 如請求項1之EMI屏蔽，其中該EMI屏蔽塗層進一步包含塗層稀釋劑。
  10. 如請求項9之EMI屏蔽，其中該塗層稀釋劑包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯或其任一組合。
  11. 如請求項9之EMI屏蔽，其中該塗層稀釋劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約90%。
  12. 如請求項1之EMI屏蔽，其中該EMI屏蔽塗層進一步包含黏度改質劑。
  13. 如請求項12之EMI屏蔽，其中該黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。
  14. 如請求項1之EMI屏蔽，其進一步包含基於碳之添加劑。
  15. 如請求項14之EMI屏蔽，其中該基於碳之添加劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約0.01%至約5%。
  16. 如請求項14之EMI屏蔽，其中該基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳(cabot carbon)、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。
  17. 一種EMI屏蔽塗層，其包含： a)  基於金屬之導電添加劑； b)  黏合劑；及 c)  溶劑，其與該基於金屬之導電添加劑及黏合劑合併以形成該EMI屏蔽塗層。
  18. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該EMI屏蔽塗層包含透明塗層及活化劑塗層，其中混合該透明塗層及該活化劑塗層使得該EMI屏蔽塗層固化。
  19. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該基於金屬之導電添加劑係包含鎳、銅、銀、鋅、鋁、錫或金之金屬奈米材料。
  20. 如請求項19之EMI屏蔽塗層，其中該金屬奈米材料包含形成金屬核心之第一金屬及形成圍繞該金屬核心之塗層之第二金屬。
  21. 如請求項20之EMI屏蔽塗層，其中該第一金屬包含鋁、鎳、銅或鐵，且該第二金屬包含銀。
  22. 如請求項19之EMI屏蔽塗層，其中該金屬奈米材料包含含有以下之形態：奈米粒子、奈米棒、奈米線、奈米花、奈米片、奈米纖維、奈米層板、奈米帶、奈米立方體、雙錐體、奈米圓盤、奈米板、奈米樹、奈米葉片、奈米球、量子球、量子點、奈米彈簧、奈米薄片、多孔奈米薄片、奈米網格或其任一組合。
  23. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該基於金屬之導電添加劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約95%。
  24. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該黏合劑在EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約20%至約95%。
  25. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中黏合劑包含醇酸樹脂、丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚酯、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸、三聚氰胺、矽烷、矽氧烷或其任一組合。
  26. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該EMI屏蔽塗層進一步包含塗層稀釋劑。
  27. 如請求項26之EMI屏蔽塗層，其中該塗層稀釋劑包含丙酮、4-氯-α,α,α-三氟甲苯或其任一組合。
  28. 如請求項26之EMI屏蔽塗層，其中該塗層稀釋劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約5%至約90%。
  29. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該EMI屏蔽塗層進一步包含黏度改質劑。
  30. 如請求項29之EMI屏蔽塗層，其中該黏度改質劑包含丙酮、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、乙醇、二甲苯、石油、乙酸正丁酯、庚-2-酮、4-異氰酸基磺醯基甲苯、2-甲氧基-1-甲基乙酸乙酯或其組合。
  31. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其進一步包含基於碳之添加劑。
  32. 如請求項31之EMI屏蔽塗層，其中該基於碳之添加劑在該EMI屏蔽塗層中之w/w濃度係約0.01%至約5% w/w。
  33. 如請求項31之EMI屏蔽塗層，其中該基於碳之添加劑包含石墨、石墨烯、還原石墨烯、碳黑、卡博特碳、碳奈米管、功能化碳奈米管或其任一組合。
  34. 如請求項17之EMI屏蔽塗層，其中該EMI屏蔽塗層具有小於約150 um之厚度。
  35. 一種形成EMI屏蔽之方法，其包含： a)  形成包含基於金屬之導電添加劑、黏合劑及溶劑之塗層； b)  將該塗層沈積於基板上；及 c)  乾燥該基板上之該塗層以形成EMI屏蔽塗層。
  36. 如請求項35之方法，其中將設定厚度之該塗層沈積於該基板上。
  37. 如請求項35之方法，其中乾燥該基板上之該塗層包含在約20℃至約120℃之溫度下乾燥。
  38. 如請求項35之方法，其中該形成該塗層包含： a)  混合該塗層； b)  分解該塗層中之團聚物； c)  自該塗層去除氣泡；或 d)  其任何組合。
  39. 如請求項38之方法，其中該混合係藉由聲學混合器實施。
  40. 如請求項38之方法，其中該塗層中之該等團聚物之該分解係藉由高剪切混合器實施。
  41. 如請求項38之方法，其中該等氣泡自該塗層之該去除係藉由真空混合器實施。
  42. 如請求項35之方法，其中將該塗層沈積於基板上包含利用塗佈機將該塗層沈積於該基板上。
  43. 如請求項42之方法，其中該塗佈機係狹縫塗佈機。
  44. 如請求項38之方法，其中實施該塗層中之該等團聚物之該分解及該等氣泡自該塗層之該去除中之至少一者，直至該塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。
  45. 如請求項35之方法，其中該塗層具有約25 cP至約8,000 cP之黏度。
  46. 如請求項35之方法，其進一步包含壓延該EMI屏蔽。
  47. 如請求項46之方法，其中壓延係藉由輥對輥壓延機實施。
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