电磁屏蔽片材论文和设计-魏嵬

全文摘要

本实用新型提供一种电磁屏蔽片材，所述电磁屏蔽片材包括彼此层叠的导电性基材和图案化电磁波吸收层，所述图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条，其中所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在10％至90％的范围内。根据本实用新型的电磁屏蔽片材具有良好的电磁屏蔽性能，同时具有非常小的电磁噪声反射性，能够有效降低腔体谐振，从而提高电磁屏蔽效能，此外，所述电磁屏蔽片材具有良好的柔软性并且能够提供良好的接地功能。

主设计要求

1.一种电磁屏蔽片材，所述电磁屏蔽片材包括彼此层叠的导电性基材和图案化电磁波吸收层，所述图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条，其中所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在10％至90％的范围内。

设计方案

1.一种电磁屏蔽片材，所述电磁屏蔽片材包括彼此层叠的导电性基材和图案化电磁波吸收层，所述图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条，其中所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在10％至90％的范围内。

2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片材，其中每个电磁波吸收条的宽度在1mm至50mm的范围内；每个电磁波吸收条的厚度在5μm至100μm的范围内；并且每相邻的两个电磁波吸收条之间的间距在5mm至200mm的范围内。

3.根据权利要求2所述的电磁屏蔽片材，其中所述平行排列的多个电磁波吸收条中的每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成，其中所述多个电磁波吸收片段中的每一个的长度大于或等于15mm。

4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片材，其中所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在20％至80％的范围内。

5.根据权利要求3所述的电磁屏蔽片材，其中所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为正方形、长方形、椭圆形或圆形。

6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽片材，其中所述椭圆形的长径比在1至10的范围内。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁屏蔽片材，其中所述导电性基材包括织物层和金属层。

8.根据权利要求7所述的电磁屏蔽片材，其中所述导电性基材包括依次层叠的织物层、第一镍层、铜层和第二镍层。

9.根据权利要求7所述的电磁屏蔽片材，其中所述织物层为平织布或无纺布。

10.根据权利要求8所述的电磁屏蔽片材，其中所述导电性基材的厚度在10μm至300μm的范围内，所述第一镍层的厚度在0.1μm至0.5μm的范围内，所述铜层的厚度在1μm至2μm的范围内，并且所述第二镍层的厚度在0.5μm至1μm的范围内。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁屏蔽片材，其中所述图案化电磁波吸收层为羰基铁粉层。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁屏蔽制品领域，具体地，涉及一种电磁屏蔽片材。

背景技术

随着消费类电子产品如笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能眼镜(AR\/VR)、智能穿戴设备等的芯片的工作频率越来越高，系统功能越来越多，设备体积越来越小，电磁兼容完整性设计的难度日益增加。

具体而言，金属性屏蔽罩被广泛应用在电子产品的电磁兼容性设计中，但是随着芯片的主频频率的提高以及电子产品的轻薄化机身的设计需求，造成高频电磁噪声在狭小的金属屏蔽罩多次反射，耦合叠加，腔体谐振问题恶化，导致屏蔽罩屏蔽性能下降，从而引发产品的电磁兼容性问题。随着第五代通信技术的来临，更高频率的射频方案设计使得上述问题更加突出。此外，增强虚拟技术智能眼镜与智能穿戴设备内部结构空间有限且形状设计复杂，需要柔软性更高、易于大曲度贴合的低反射屏蔽材料替代目前硬度较高的金属类片材。

因此，开发一种具有非常小的电磁噪声反射性和良好的柔软性的电磁屏蔽材料具有重要的意义。

实用新型内容

从以上阐述的技术问题出发，本实用新型的目的之一是提供一种电磁屏蔽片材，所述电磁屏蔽片材具有非常小的电磁噪声反射性、良好的柔软性并且能够提供良好的接地功能。

具体地，本实用新型提供一种电磁屏蔽片材，所述电磁屏蔽片材包括彼此层叠的导电性基材和图案化电磁波吸收层，所述图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条，其中所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在10％至90％的范围内。

根据本实用新型的某些优选实施方案，其中每个电磁波吸收条的宽度在1mm至50mm的范围内；每个电磁波吸收条的厚度在5μm至100μm的范围内；并且每相邻的两个电磁波吸收条之间的间距在5mm至200mm的范围内。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述平行排列的多个电磁波吸收条中的每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成，其中所述多个电磁波吸收片段中的每一个的长度大于或等于15mm。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在20％至80％的范围内。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为正方形、长方形、椭圆形或圆形。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述椭圆形的长径比在1至10的范围内。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述导电性基材包括织物层和金属层。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述导电性基材包括依次层叠的织物层、第一镍层、铜层和第二镍层。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述织物层为平织布或无纺布。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述导电性基材的厚度在10μm至300μm的范围内，所述第一镍层的厚度在0.1μm至0.5μm的范围内，所述铜层的厚度在1μm至2μm的范围内，并且所述第二镍层的厚度在0.5μm至1μm的范围内。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述图案化电磁波吸收层为羰基铁粉层。

与现有技术中的电磁屏蔽片材相比，根据本实用新型的电磁屏蔽片材的优点在于：

1.所述电磁屏蔽片材可以广泛地应用于本领域中的多种电子产品的电磁屏蔽解决方案，其独特的低反射性可以有效地降低腔体谐振，从而提高电磁屏蔽效能；

2.所述电磁屏蔽片材具有良好的柔软性，可方便地粘贴在小型、异型等需要满足大曲率接触方式的电磁屏蔽防护区域；和

3.所述电磁屏蔽片材的电磁噪声吸收区域的形状与面积不仅可以根据实际电磁兼容设计的需要自由调整，还能提供良好的接地功能。

附图说明

图1显示根据本实用新型的一个实施方案的电磁屏蔽片材的俯视图，其中图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条；

图2显示根据本实用新型的另一个实施方案的电磁屏蔽片材的俯视图，其中每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成，并且所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为正方形；

图3显示根据本实用新型的再一个实施方案的电磁屏蔽片材的俯视图，其中每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成，并且所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为长方形；

图4显示根据本实用新型的又一个实施方案的电磁屏蔽片材的俯视图，其中每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成，并且所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为椭圆形；和

图5显示根据实施例1制备的具有图案化电磁波吸收层的导电布与根据比较例1制备的没有图案化电磁波吸收层的导电布的电磁屏蔽性能的比较图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。将会懂得，考虑了其他实施方式，且不脱离本实用新型的范围或精神，可以实施这些其他实施方式。因此，以下的详细描述是非限制性的。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物化特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。

为了降低高频电磁噪声的反射以避免屏蔽性能下降并且提供良好的柔软性，本实用新型提供了一种电磁屏蔽片材，所述电磁屏蔽片材包括彼此层叠的导电性基材和图案化电磁波吸收层。根据本实用新型的技术方案，对导电性基材上的图案化电磁波吸收层的图案化方式进行了特定选择，以使得所述电磁屏蔽片材在满足良好电磁屏蔽性能的同时能够显著降低高频电磁噪声的反射并且提供良好的柔软性。具体地，所述图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条，所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率(在本实用新型中，也称为“吸波材料面积百分比”)在10％至90％的范围内。此外，每个电磁波吸收条的宽度在1mm至50mm的范围内；每个电磁波吸收条的厚度在5μm至100μm的范围内；并且每相邻的两个电磁波吸收条之间的间距在5mm至200mm的范围内。

根据本实用新型的一个实施方案，所述图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条。图1显示了根据本实用新型的一个实施方案的电磁屏蔽片材1的俯视图，所述电磁屏蔽片材1包括彼此层叠的导电性基材2和图案化电磁波吸收层3，其中图案化电磁波吸收层3包括平行排列的多个电磁波吸收条4。在平行排列的多个电磁波吸收条4中，每个电磁波吸收条4的宽度W在1mm至50mm的范围内；每个电磁波吸收条4的厚度在5μm至100μm的范围内；并且每相邻的两个电磁波吸收条4之间的间距D在5mm至200mm的范围内。根据本实用新型所述的电磁波吸收条的“厚度”是指所述电磁波吸收条在与所述导电性基材所在的平面垂直的方向上的厚度。

根据本实用新型的某些优选实施方案，所述平行排列的多个电磁波吸收条中的每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成。优选地，为了提高电磁屏蔽性能并且降低电磁噪声反射，所述多个电磁波吸收片段中的每一个的长度大于或等于15mm。图2显示了根据本实用新型的另一个实施方案的电磁屏蔽片材1的俯视图，其中每一个电磁波吸收条4由间隔排列的多个电磁波吸收片段5组成，每个电磁波吸收片段5的长度L大于或等于15mm，并且所述电磁波吸收片段5在所述导电性基材2的平面上的正投影为正方形。图3显示了根据本实用新型的再一个实施方案的电磁屏蔽片材的俯视图，其中每一个电磁波吸收条4由间隔排列的多个电磁波吸收片段5组成，每个电磁波吸收片段5的长度L大于或等于15mm，并且所述电磁波吸收片段5在所述导电性基材2的平面上的正投影为长方形。图4显示了根据本实用新型的又一个实施方案的电磁屏蔽片材的俯视图，其中每一个电磁波吸收条4由间隔排列的多个电磁波吸收片段5组成，每个电磁波吸收片段5的长度L大于或等于15mm，并且所述电磁波吸收片段5在所述导电性基材2的平面上的正投影为椭圆形。优选地，为了更好地实现本实用新型的技术效果，所述椭圆形的长径比在1至10的范围内。需要指出的是，所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影不限于以上所述的正方形、长方形或椭圆形，所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影还可以是其他形状，例如圆形。

优选地，所述图案化电磁波吸收层的总面积与所述导电性基材的总面积的比率在20％至80％的范围内。当将该比率控制在以上范围内时，可以最大程度上在保证基本电磁屏蔽性能的同时降低电磁噪声反射。

优选地，所述导电性基材包括织物层和金属层。

优选地，所述导电性基材包括依次层叠的织物层、第一镍层、铜层和第二镍层。

优选地，为了在保证提供充分电磁屏蔽效果的同时降低电磁噪声反射且提供良好的柔软性，所述导电性基材的厚度在10μm至300μm的范围内，所述第一镍层的厚度在0.1μm至0.5μm的范围内，所述铜层的厚度在1μm至2μm的范围内，并且所述第二镍层的厚度在0.5μm至1μm的范围内。

优选地，所述图案化电磁波吸收层为羰基铁粉层。

根据本实用新型的电磁屏蔽片材可以通过下列方法得到。

首先，提供用于承载图案化电磁波吸收层的导电性基材。对导电性基材的具体材料选择没有特别限制。根据本实用新型的导电性基材可以采用本领域中通常用作屏蔽材料的常规基材产品，例如3M中国有限公司生产的型号为CEF-3单面导电布胶带。

优选地，所述导电性基材包括起支撑作用的织物层和起电磁屏蔽作用的金属层。更优选地，所述导电性基材包括依次层叠的织物层、第一镍层、铜层和第二镍层。织物层的具体材料选择不受特别限制并且可以采用电磁屏蔽领域中的常规材料。优选地，所述织物层为平织布或无纺布。

备选地，也可以通过本领域公知的常规方法制备导电性基材。具体地，通过常规物理方法或化学方法在平织布或无纺布的纤维表面上形成金属层，通常是镍金属层。然后，通过溶液电镀，在上述金属化的平织布或无纺布的纤维表面上进一步生成金属镀层，通常是铜金属层。此后，通过溶液电镀，在上述金属化的平织布或无纺布的纤维表面上进一步生成金属镀层，通常是镍金属层。最后，经过清洗、烘干等工艺后，制成与市售电磁屏蔽产品结构类似的导电平织布或导电无纺布。

随后，通过常规涂布方法在所述导电平织布或导电无纺布上涂布电磁波吸收涂料，以得到根据本实用新型的电磁屏蔽片材。对可以在本实用新型中使用的电磁波吸收涂料的具体类型没有特别限制，其可以是本领域中通常用于电磁屏蔽的常用涂布材料。优选地，所述电磁波吸收涂料包含羰基铁粉。为了便于羰基铁粉在导电平织布或导电无纺布上均匀分布并且牢固粘合，通常将羰基铁粉分散在液体有机硅油中并且将所得到的混合物用作涂布材料。

对图案化电磁波吸收层的具体涂布方法没有特别限制。典型地，在涂布过程中，通过绕线线棒或可计量刮刀来控制每个条纹的厚度，通过涂布材料的流量和线速度控制每个条纹的宽度，此外，通过涂布材料输送装置中的流道之间的间隙来控制条纹之间的宽度。

在导电平织布或导电无纺布上涂布电磁波吸收涂料以后，将涂布有电磁波吸收涂料的导电平织布或导电无纺布干燥以得到根据本实用新型的电磁屏蔽片材。

下面结合实施例对本实用新型进行更详细的描述。需要指出，这些描述和实施例都是为了使本实用新型便于理解，而非对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围以所附的权利要求书为准。

实施例

在本实用新型中，除非另外指出，所采用的试剂均为商购产品，直接使用而没有进一步纯化处理。此外，所提及的“％”为“重量％”，并且所提及的“份”为“重量份”。

性能测试

根据以下列出的测试方法，对在以下实施例和比较例中制备的电磁屏蔽片材关于电磁屏蔽性能、接触电阻性能和柔软性进行测试。

电磁屏蔽性能<\/u>

根据KEC(Kansai Electric Center)方法对在以下实施例1-3和比较例1中制备的电磁屏蔽片材分别进行电磁噪声反射降低性能测试。

a.准备230mm*80mm的被测样品，平贴在KEC测试治具的平台上；

b.将KEC测试治具的金属屏蔽腔上盖与金属屏蔽腔体密闭连接；

c.将KEC测试治具自带的输入、输出两条同轴电缆线与型号为安捷伦型号为5071C的网络分析仪端口对应连接；

d.按照KEC屏蔽效能测试方法规范开始测试并记录网分测试仪测试数据结果，单位为dB的屏蔽效能结果的数字越大，说明材料的屏蔽效能越好；

e.对比相同测试条件下是否带有电磁波吸收涂层的被测样品的屏蔽效能数据，可以得出实施例与比较例中有关屏蔽效能的结论。

接触电阻性能<\/u>

对在以下实施例1-3和比较例1中制备的电磁屏蔽片材分别进行表面电阻性能测试。具体地，采用TTi BS407精密电阻测试仪，根据MIL-STD-202方法在5psi(3.4N\/cm ^{2<\/sup>)的压力下测量电磁屏蔽片材上1平方英寸表面上的表面电阻(单位：Ω\/英寸2<\/sup>)。}

柔软性<\/u>

通过触觉手感评估以下实施例1-3和比较例1中制备的电磁屏蔽片材的柔软性。如果满足柔软弯折条件则评价为柔软性良好。

实施例1<\/u>

导电性基材的制备：通过常规物理溅射方法在厚度为0.01mm的平织布(FORMOSATAFFETA Co.,Ltd.)的纤维表面上形成厚度为0.0005mm的第一镍层。然后，通过溶液电镀，在上述金属化的平织布或无纺布的纤维表面上进一步形成厚度为0.001mm的铜层。此后，通过溶液电镀，在上述金属化的平织布或无纺布的纤维表面上进一步形成厚度为0.001mm的第二镍层。经过清洗、烘干工艺后，制成厚度为0.11mm的导电平织布1。

电磁波吸收涂料的制备：将40mL羰基铁粉CIP(EW，由德国巴斯夫公司生产)分散在60mL液态有机硅油(XG-3015，由韩国KCC有机硅株式会社生产)中并且充分搅拌，以得到电磁波吸收涂料。

电磁屏蔽片材的制备：通过绕线线棒将以上制备的电磁波吸收涂料涂敷到以上制备的导电性基材的金属层一侧的表面上。在涂布过程中，通过绕线线棒控制所形成的每个条纹的厚度，通过电磁波吸收涂料的流量和线速度控制所形成的每个条纹的宽度，此外，通过涂布材料输送装置中的流道之间的间隙来控制所形成的条纹之间的宽度。在导电平织布上涂布电磁波吸收涂料以后，将涂布有电磁波吸收涂料的导电平织布或导电无纺布干燥以得到具有厚度为10μm的电磁波吸收层的电磁屏蔽片材1。在所述电磁屏蔽片材1中，图案化电磁波吸收层包括平行排列的多个电磁波吸收条，所述平行排列的多个电磁波吸收条中的每一个电磁波吸收条由间隔排列的多个电磁波吸收片段组成，所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为边长为15mm的正方形。通过计算可知，所有正方形的面积总和(即，图案化电磁波吸收层的总面积)占导电性基材的总面积的22％。

根据以上描述的关于电磁屏蔽性能、接触电阻性能和柔软性的测试方法，对在实施例1中得到的电磁屏蔽片材1进行测试，并且电磁屏蔽性能、接触电阻性能和柔软性的结果显示在以下表1中。

实施例2和3

以与实施例1类似的方式实施实施例2和3以制备电磁屏蔽片材2(实施例2)和电磁屏蔽片材3(实施例3)并且对其关于电磁屏蔽性能、接触电阻性能和柔软性进行测试，其不同之处仅仅在于：在实施例2中，所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为边长为15mm的正方形，并且所有正方形的面积总和(即，图案化电磁波吸收层的总面积)占导电性基材的总面积的54％；在实施例3中，所述电磁波吸收片段在所述导电性基材的平面上的正投影为尺寸为20mm×85mm的长方形，并且所有长方形的面积总和(即，图案化电磁波吸收层的总面积)占导电性基材的总面积的76％。测试结果显示在以下表1中。

比较例1

以与实施例1相同的方式制备导电性基材并且直接以与实施例1相同的方式对其关于电磁屏蔽性能、接触电阻性能和柔软性进行测试。测试结果显示在以下表1中。

表1实施例1-3和比较例1中制备的电磁屏蔽片材关于电磁屏蔽性能、接触电阻性能和柔软性的测试结果

在电磁屏蔽性能方面，通过以上表1中的结果比较可知，根据本实用新型的技术方案所得到的实施例1、2和3的包含图案化电磁波吸收层的电磁屏蔽片材在电磁屏蔽性能方面优于比较例1的不包含图案化电磁波吸收层的电磁屏蔽片材。具体地，图5显示了根据实施例1制备的具有图案化电磁波吸收层的导电布与根据比较例1制备的没有图案化电磁波吸收层的导电布的电磁屏蔽性能的比较图。由图5所示的结果可知，根据KEC的屏蔽效能测试方法，从0.1Hz到1GHz的频域范围内，黑色实线屏蔽效能曲线在黑色虚线屏蔽效能曲线上方，说明具有电磁波吸收层的导电布的电磁屏蔽效能优于无电磁波吸收层的导电布。

在接触电阻性能方面，根据本实用新型的技术方案所得到的实施例1、2和3的包含图案化电磁波吸收层的电磁屏蔽片材显示出较大的接触电阻，证明该片材能够提供良好的接地功能。

此外，通过以上表1中的结果可知，与比较例1的不包含图案化电磁波吸收层的电磁屏蔽片材相比，根据本实用新型的技术方案所得到的实施例1、2和3的包含图案化电磁波吸收层的电磁屏蔽片材在柔软性方面良好。

显然，本领域的技术人员可以对本公开内容进行各种改动和变型而不脱离本公开内容的精神和范围。这样，倘若本公开内容的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开内容也意图包含这些改动和变型在内。

设计图