本发明涉及一种电磁波吸收复合板,其对期望频率范围内的电磁波噪声具有高吸收能力,并且能够变换使电磁波噪声吸收能力最大化的频率范围。
背景技术:
电器和电子器件发出电磁波噪声,并且环境电磁波噪声侵入它们使信号中含有噪声。为了防止电磁波噪声的发出和侵入,电器和电子器件通常用金属板屏蔽。还提出了在电器和电子器件中设置电磁波吸收膜,以吸收电磁波噪声。
例如,wo2010/093027a1公开了一种在电磁波吸收能力上具有降低的各向异性的线性刮痕的金属薄膜-塑料复合膜,其包括塑料膜和在塑料膜的至少一个表面上形成的单层或多层的金属薄膜,所述金属薄膜具有大量在多个方向上具有不规则宽度和间隔的基本平行的不连续线性划痕,并且金属薄膜由铝、铜、镍或其合金制成。wo2010/093027a1描述了线性刮痕的金属薄膜-塑料复合膜可以通过介电层与电磁波反射器(金属板、网或网孔、具有金属薄膜的塑料膜等)层压以获得复合电磁波吸收器。该复合电磁波吸收器对宽频电磁波噪声具有高吸收能力,但对特定频率下的电磁波噪声不具有表现出特别大的吸收能力的功能,也没有变换使电磁波噪声吸收能力最大化的频率范围的功能。
wo2013/081043a1公开了一种电磁波吸收复合板,其包括(a)第一电磁波吸收膜,其包括塑料膜,以及在该塑料膜的至少一个表面上形成的单层或多层金属薄膜,所述金属薄膜由选自由铝、铜、银、锡、镍、钴、铬及其合金组成的组中的至少一种金属制成,并且所述金属薄膜具有在多个方向上具有不规则宽度和间隔的基本平行的不连续线性划痕;和(b)第二电磁波吸收膜,其包括分散于树脂或橡胶中的磁性颗粒和非磁性导电颗粒。该电磁波吸收复合板对宽频率范围内的电磁波噪声具有高吸收能力,但对特定频率下的电磁波噪声不具有表现出特别大的吸收能力的功能,也没有变换使电磁波噪声吸收能力最大化的频率范围的功能。
技术实现要素:
发明目的
因此,本发明的目的是提供一种电磁波吸收复合板,其对期望频率范围内的电磁波噪声具有高吸收能力,并且能够变换使电磁波噪声吸收能力最大化的频率范围。
由于针对上述目的进行了深入研究,发明人发现,可以通过将电磁波屏蔽膜层压在具有ni薄膜或导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜上,并将电磁波屏蔽膜与电磁波吸收膜的面积比设置为10-80%,来获得电磁波吸收复合板,该电磁波吸收复合板对期望的频率范围内的电磁波噪声具有高吸收能力,并且能够变换使电磁波噪声吸收能力最大化的频率范围。基于这样的发现完成了本发明。
因此,本发明的电磁波吸收复合板包括电磁波吸收膜和层压在电磁波吸收膜上的电磁波屏蔽膜;
电磁波吸收膜包括形成在塑料膜表面上的具有50-200ω/□范围内的表面电阻的ni薄膜或导电聚合物薄膜;并且
电磁波屏蔽膜与电磁波吸收膜的面积比为10-80%。
电磁波屏蔽膜与电磁波吸收膜的面积比优选为20-80%,更优选为30-70%,进一步优选为40-65%,最优选为45-60%。
电磁波屏蔽膜优选地为导电金属箔;具有导电金属薄膜或涂层的塑料膜;或碳板。
电磁波屏蔽膜中的导电金属优选地为选自由铝、铜、银、锡、镍、钴、铬及其合金组成的组中的至少一种。
电磁波吸收膜和电磁波屏蔽膜均优选地为矩形或正方形。
附图说明
图1(a)是显示本发明电磁波吸收复合板的示例的分解平面图。
图1(b)是显示本发明的电磁波吸收复合板的示例的平面图。
图2是显示构成本发明的电磁波吸收复合板的电磁波吸收膜的示例的横截面图。
图3是显示电磁波吸收膜中ni薄膜的细节的部分横截面图。
图4(a)是显示用于测量电磁波吸收膜表面电阻的装置的透视图。
图4(b)是用图4(a)的装置测量电磁波吸收膜表面电阻的平面图。
图4(c)是沿着图4(b)中的线a-a截取的横截面图。
图5(a)是显示本发明的电磁波吸收复合板的另一个示例的平面图。
图5(b)是显示本发明的电磁波吸收复合板的又一个示例的平面图。
图6(a)是显示用于测量对入射波的反射波功率和透射波功率的系统的平面图。
图6(b)是显示图6(a)的系统的示意性局部横截面图。
图7是显示放置在微带线msl上的样品的示例的平面图。
图8是显示电磁波吸收复合板的样品1(铝箔片的面积比=0%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图9是显示电磁波吸收复合板的样品2(铝箔片的面积比=20%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图10是显示电磁波吸收复合板的样品3(铝箔片的面积比=40%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图11是显示电磁波吸收复合板的样品4(铝箔片的面积比=50%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图12是显示电磁波吸收复合板的样品5(铝箔片的面积比=60%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图13是显示电磁波吸收复合板的样品6(铝箔片的面积比=80%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图14是显示电磁波吸收复合板的样品7(铝箔片的面积比=100%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图15是显示电磁波吸收复合板的样品21和22(51和52)的平面图。
图16(a)是显示电磁波吸收复合板的样品21的噪声吸收比p损耗/p入射的图,所述电磁波吸收复合板包括层压在具有ni薄膜的电磁波吸收膜片的中心部分上的正方形铝箔片。
图16(b)是显示电磁波吸收复合板的样品22的噪声吸收比p损耗/p入射的图,所述电磁波吸收复合板包括层压在具有ni薄膜的电磁波吸收膜片上的方框形铝箔片。
图17(a)是显示当firesticktv中的ic芯片用实施例4的电磁波吸收复合板覆盖时,firesticktv泄漏的频率接近3ghz的电磁波噪声的图。
图17(b)是显示当firesticktv中的ic芯片仅用与实施例1中相同的具有ni薄膜的电磁波吸收膜覆盖时,firesticktv泄漏的频率接近3ghz的电磁波噪声的图。
图17(c)是显示当firesticktv中的ic芯片未用实施例4的电磁波吸收复合板覆盖时,firesticktv泄漏的频率接近3ghz的电磁波噪声的图。
图18是显示实施例5的电磁波吸收复合板的噪声吸收比p损耗/p入射的图,所述电磁波吸收复合板包括石墨粉/炭黑的碳板片作为电磁波屏蔽膜。
图19是显示电磁波吸收复合板的样品31(铝箔片的面积比=0%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图20是显示电磁波吸收复合板的样品32(铝箔片的面积比=20%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图21是显示电磁波吸收复合板的样品33(铝箔片的面积比=40%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图22是显示电磁波吸收复合板的样品34(铝箔片的面积比=50%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图23是显示电磁波吸收复合板的样品35(铝箔片的面积比=60%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图24是显示电磁波吸收复合板的样品36(铝箔片的面积比=80%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图25是显示电磁波吸收复合板的样品37(铝箔片的面积比=100%)的噪声吸收比p损耗/p入射的图。
图26(a)是显示电磁波吸收复合板的样品51的噪声吸收比p损耗/p入射的图,所述电磁波吸收复合板包括层压在具有导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜片的中心部分上的正方形铝箔片。
图26(b)是显示电磁波吸收复合板的样品52的噪声吸收比p损耗/p入射的图,所述电磁波吸收复合板包括层压在具有导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜片上的方框形铝箔片。
图27(a)是显示当firesticktv中的ic芯片用实施例9的电磁波吸收复合板覆盖时,firesticktv泄漏的频率接近3ghz的电磁波噪声的图。
图27(b)是显示当firesticktv中的ic芯片仅用具有导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜覆盖时,firesticktv泄漏的频率接近3ghz的电磁波噪声的图。
图28是显示实施例10的电磁波吸收复合板的噪声吸收比p损耗/p入射的图,所述电磁波吸收复合板包括石墨粉/炭黑的碳板片作为电磁波屏蔽膜。
具体实施方式
将参照附图详细解释本发明的实施方式,并应注意,除非另有说明,否则对一个实施方式的说明适用于其他实施方式。而且,以下说明不是限制性的,而是在本发明的范围内可进行各种修改。
图1(a)示出了电磁波吸收膜1和层压在电磁波吸收膜1上的电磁波屏蔽膜2,它们构成本发明的电磁波吸收复合板10,并且图1(b)示出了本发明的电磁波吸收复合板10的示例,其由电磁波吸收膜1和电磁波屏蔽膜2构成。
[1]电磁波吸收膜
如图2所示,电磁波吸收膜1包括塑料膜11和表面电阻在50-200ω/□范围内的薄膜12,薄膜12形成在塑料膜11的表面上。由于薄膜12的表面电阻在50-200ω/□的范围内,因此包括ni薄膜和导电聚合物薄膜。
形成塑料膜11的树脂不受特别限制,只要它们除了绝缘之外还具有足够的强度、柔韧性和可加工性即可,并且它们可为例如聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)、聚芳基硫醚(聚苯硫醚等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)等。从强度和成本角度,聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是优选的。塑料膜11的厚度可为约8-30μm。
(1)ni薄膜
ni薄膜的厚度优选为5-100nm、更优选10-50nm、最优选10-30nm。这种ni薄膜可以通过气相沉积法(物理气相沉积法,比如真空气相沉积法、溅射法和离子镀法;或化学气相沉积法,比如等离子体cvd法、热cvd法和光cvd法)、电镀法或箔键合法来制备。
如图3所示,极薄如5-100nm的ni薄膜112的厚度不均匀,具有厚区域112a和薄区域或无ni区域112b。因此难以准确测量ni薄膜112的厚度。因此,ni薄膜112的厚度可以用波长为660nm的激光射线的透光率(简称“透光率”)来表示。透光率由在ni薄膜112的多个任意点上测量的平均值确定。当在5个或更多个点处测量时,测量的透光率值的平均值稳定。由于薄如30μm或更小的塑料膜11具有几乎100%的透光率,因此电磁波吸收膜12的透光率等于ni薄膜112的透光率。然而,当塑料膜11厚于30μm时,通过从电磁波吸收膜12的透光率中减去塑料膜11的透光率来确定ni薄膜112的透光率。
ni薄膜112的透光率优选地在3-50%的范围内。当透光率小于3%时,ni薄膜112过厚,功能如金属箔一样,导致高的电磁波反射率,和低的电磁波噪声吸收能力。另一方面,当透光率大于50%时,ni薄膜112过薄,导致电磁波吸收能力不足。ni薄膜112的透光率更优选地为5-45%,最优选8-30%。
透光率为3-50%的ni薄膜112的表面电阻根据测量方法不同会有很大变化。为了使ni薄膜112与其间接触紧密且均匀的电极之间的接触面积尽可能大,使用图4(a)至4(c)中所示的仪器,在压力下用dc双端法(简称“加压双端法”)测量表面电阻。具体地,将电磁波吸收膜1的正方形测试片tp(10cmx10cm)与其上面的ni薄膜112放置在平坦的硬绝缘表面(未显示)上;一对电极111、111附接到正方形测试片tp的相对侧部分,每个电极包括长度为10cm、宽度为1cm且厚度为0.5mm的电极体111a和从电极体111a的中心侧延伸出的宽度为1cm且厚度为0.5mm的电极延伸部111b;将10cmx10cmx5mm的透明丙烯酸树脂板113放置在测试片tp和两个电极111、111上,以使其完全覆盖它们;并且将直径为10cm的圆柱形重物114(3.85kg)置于透明丙烯酸树脂板113上,以测量两个电极延伸部111b、11b之间的电流,从而确定表面电阻。
ni薄膜112的表面电阻应在50-200ω/□的范围内。当表面电阻小于50ω/□时,ni薄膜112过厚,功能如金属箔一样,导致低的电磁波噪声的吸收能力。另一方面,当表面电阻大于200ω/□时,镍膜112太薄,而没有足够的电磁波吸收能力。ni薄膜112的表面电阻优选地为70-180ω/□,更优选80-150ω/□,最优选90-130ω/□。
如图3所示,极薄的ni膜112整体厚度不均匀,具有相对厚的区域112a和相对薄的区域或无薄膜的区域112b。认为相对薄的区域112b用作磁间隙和高电阻区域,减弱了由近场噪声在ni薄膜112中产生的磁通量和电流。然而,已经发现,由于这种ni薄膜112的结构根据生产条件不同会有很大变化,因此很难稳定地形成具有恒定透光率和表面电阻的ni薄膜112。深入研究表明,当在拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜11上通过气相沉积方法形成的ni薄膜112在110℃至170℃的温度范围内(在该温度下拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜11可能发生热收缩)进行短时间(10分钟至1小时)热处理时,ni薄膜112的表面电阻稳定且略有下降,并且随着时间的推移基本不变,从而稳定了电磁波噪声吸收能力,而在拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜11中造成轻微的热收缩。电磁波噪声吸收能力的稳定化,不仅意味着电磁波噪声吸收能力随时间推移基本不变,而且还意味着取决于生产条件和生产批次之间的不均匀性降低。
可通过改变热处理条件来调整表面电阻。例如,当ni薄膜112具有高表面电阻时,较高的热处理温度或较长的热处理时间会将表面电阻降低到期望的水平。相反,当ni薄膜112具有低表面电阻时,较低的热处理温度或较短的热处理时间会抑制表面电阻的降低。
热处理温度在110-170℃的范围内。当热处理温度低于110℃时,基本不会获得改善电磁波吸收能力和降低其不均匀性的热处理效果。另一方面,当热处理温度高于170℃时,ni薄膜112遭受表面氧化,没有足够耐热性的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中的热收缩过大。热处理温度优选地为120-170℃,更优选130-160℃。热处理时间通常为10分钟至1小时,优选20-40分钟,但根据热处理温度而变化。
(2)导电聚合物薄膜
导电聚合物薄膜优选通过向取代或未取代的聚苯胺中添加掺杂剂获得的聚苯胺复合材料。聚苯胺的重均分子量优选地为20,000或更大,更优选20,000-500,000。聚苯胺的取代基包括直链或支链烷基,比如甲基、乙基、己基、辛基等;烷氧基,比如甲氧基、乙氧基等;芳氧基,比如苯氧基等;卤代烷基,比如三氟甲基(-cf)基等。取代或未取代的聚苯胺可通过在存在不含氯的酸(比如磷酸等)的情况下聚合而制备。
例如,聚苯胺复合材料的掺杂剂是例如由其盐,特别是二异辛基磺基琥珀酸盐、二异辛基磺基琥珀酸钠等生成的布郎斯台德酸(bronstedacid)或布郎斯台德酸离子。
掺杂剂与聚苯胺的质量比优选为0.35-0.65,更优选为0.4-0.6。
导电聚合物薄膜优选地通过涂布方法形成。以聚苯胺薄膜为例,下面将对其进行说明,并且它们适用于如它们一样的其他导电聚合物薄膜。用于制备应用于塑料膜11的聚苯胺溶液的溶剂优选地为有机溶剂。有机溶剂可为亲水性的或疏水性的。亲水性有机溶剂包括醇,比如异丙醇、丁醇、戊醇等;酮,比如丙酮等;醚,比如四氢呋喃、二噁烷等;极性溶剂,比如n-甲基吡咯烷酮等。疏水性有机溶剂包括烃溶剂,比如苯、甲苯、二甲苯等;含卤素的烃溶剂,比如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等;酯溶剂,比如乙酸乙酯、乙酸正丁酯等;酮溶剂,比如甲乙酮、环戊烷等;醚溶剂,比如环戊基甲醚等。
与ni薄膜一样,导电聚合物薄膜的表面电阻应在50-200ω/□的范围内。当表面电阻小于50ω/□时,导电聚合物薄膜过厚,作用与金属箔一样,导致低的电磁波噪声吸收能力。另一方面,当表面电阻大于200ω/□时,导电聚合物薄膜太薄,也导致电磁波吸收能力不足。导电聚合物薄膜的表面电阻优选地为70-180ω/□,更优选80-150ω/□,最优选90-130ω/□。
[2]电磁波屏蔽膜
为了反射透射电磁波吸收膜1的电磁波噪声,并再次投射到电磁波吸收膜1上,电磁波屏蔽膜2应具有反射电磁波噪声的功能。为了有效地展示这种功能,电磁波屏蔽膜2优选地为导电金属箔;具有导电金属薄膜或涂层的塑料膜;或碳板。电磁波吸收膜1和电磁波屏蔽膜2优选地通过非导电粘合剂层压,所述非导电粘合剂可为已知的粘合剂。
(1)导电金属箔
导电金属优选地为选自由铝、铜、银、锡、镍、钴、铬及其合金组成的组中的至少一种。导电金属箔的厚度优选为5-50μm。
(2)导电金属薄膜或涂层
导电金属薄膜优选地为上述导电金属的气相沉积膜。气相沉积金属膜的厚度可为数十纳米至数十微米。其上形成有上述导电金属的气相沉积膜的塑料膜可以与电磁波吸收膜1中的塑料膜11相同。
(3)导电金属涂层
导电金属涂层可通过如下形成:用包含高度分散于热塑性树脂或光固化树脂中的导电金属粉末(比如银粉等)的油墨(膏)涂覆塑料膜,干燥所得涂层,然后在必要时用紫外线照射所述涂层。导电油墨(膏)可为已知的,例如,光固化导电油墨组合物(jp2016-14111a),其包括导电填料、光引发剂和聚合物分散剂,导电填料的按质量计百分比为70-90%;并且导电填料是颗粒尺寸d50为0.3-3.0μm的银粉,其中按质量计50%或更多呈鳞片、箔或薄片状。其上涂覆有导电金属的塑料膜可以与电磁波吸收膜1中的塑料膜11相同。
(4)碳板
用作电磁波屏蔽膜的碳板是市售的pgs(注册商标)石墨板(购自panasoniccorporation),该石墨板通过在惰性气体中在超高温度下对聚酰亚胺膜进行热处理而形成,碳板(散热板)包括石墨粉和炭黑等。
可用作石墨粉/炭黑的碳板是具有如下结构的散热板(jp2015-170660a):其中炭黑均匀地分散在细石墨颗粒之间,细石墨颗粒/炭黑质量比为75/25-95/5,密度为1.9g/cm3或更高,并且平面内热导率为570w/mk或更高。细石墨颗粒的优选具有5-100μm的平均直径和200nm或更大的平均厚度。该散热板的厚度优选为25-250μm。
该散热板可通过包括以下的方法形成:(1)制备分散体,该分散体包含按质量计总共为5-25%的细石墨颗粒和炭黑,以及按质量计0.05-2.5%的在有机溶剂中的粘结剂树脂,细石墨颗粒与炭黑的质量比为75/25-95/5;(2)将施加分散体到支撑板的表面的步骤和干燥步骤重复多次,以形成包含细石墨颗粒、炭黑和粘结剂树脂的含树脂的复合板;(3)燃烧含树脂的复合板以去除粘结剂树脂;和(4)压制所得的细石墨颗粒/炭黑复合板以致密化。
[3]电磁波吸收膜和电磁波屏蔽膜的布置
(1)面积比
电磁波屏蔽膜2与电磁波吸收膜1的面积比为10-80%。当面积比小于10%或大于80%时,在期望频率范围内的电磁波噪声的吸收能力不能充分最大化。这是出人意料的结果,并且电磁波屏蔽膜2与电磁波吸收膜1的面积比为10-80%是本发明的一个重要特征。面积比的下限优选为20%、更优选30%、进一步优选40%、最优选45%。面积比的上限优选为70%、更优选65%、最优选60%。电磁波屏蔽膜2与电磁波吸收膜1的面积比范围例如优选为20-80%、更优选30-70%、进一步优选40-65%、最优选45-60%。
(2)位置
电磁波屏蔽膜2的中心优选地位于电磁波吸收膜1的中心,但可以偏离以改变电磁波吸收能力具有峰值的频率。电磁波屏蔽膜2的位置变化可以如图5(a)所示通过将电磁波屏蔽膜2相对于电磁波吸收膜1在一个方向上移动,或如图5(b)所示通过减小电磁波屏蔽膜2的尺寸以使电磁波屏蔽膜2的四边从电磁波吸收膜1的四边向内回撤。在这两种情况下,由于电磁波屏蔽膜2如何相对于电磁波吸收膜1移动或改变尺寸将影响电磁波吸收能力具有峰值的频率,因此优选根据使电磁波吸收能力最大化的频率范围来确定。在5(a)和5(b)的任一个中,电磁波屏蔽膜2与电磁波吸收膜1的面积比应满足上述要求。
将参照以下实施例更详细地解释本发明,而不期望将本发明限制于此。
实施例1
通过真空气相沉积,在12μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜11上形成厚度为20nm的ni薄膜112,从而制备长的ni沉积薄膜。从ni沉积膜的任意部分切下5个10cmx10cm的5个测试片tp。如图4所示,用加压双端法测量每个测试片tp的表面电阻。每个电极111包括长度为10cm、宽度为1cm且厚度为0.5mm的电极体111a以及宽度为1cm、厚度为0.5mm的电极延伸部111b,透明丙烯酸树脂板113为10cmx10cmx5mm,并且3.85kg的圆柱形重物114的直径为10cm。将两个电极111、111连接到购自tsurugaelectriccorporation的电阻计(型号:3565),根据测得的电流确定表面电阻。所有测试片tp的平均表面电阻为110ω/□。
从长ni沉积膜切下50mmx50mm的电磁波吸收膜片1,并通过非导电粘合剂将尺寸为l(0mm、10mm、20mm、25mm、30mm、40mm和50mm)x50mm的铝箔片(厚度:15μm)2层压在每个电磁波吸收膜片1上,以制备样品1-7。在每个样品中,铝箔片2的中心与电磁波吸收膜片1的中心对齐。
使用如图6(a)和6(b)所示的系统,该系统包括50ω的微带线msl(64.4mmx4.4mm)、支撑微带线msl的绝缘基板300、附接到绝缘基板300的下表面的接地电极301、连接到微带线msl两端的导体插脚302、302、网络分析仪na以及将网络分析仪na连接至导线插脚302、302的同轴电缆303、303,通过粘合剂将每个样品附接到绝缘基板300的上表面,使得如图7所示每个样品的中心与的微带线msl的中心对齐,以测量对0.1-6ghz的入射波的反射波功率s11和透射波功率s12。
通过从输入如图6(a)和6(b)中所示的系统中的入射功率p入射减去反射波功率s11和透射波功率s12确定功率损耗p损耗,并且通过p损耗除以入射功率p入射来确定噪声吸收比p损耗/p入射。结果如图8至14和表1所示。
表1
注:(1)铝箔片与电磁波吸收膜片的面积比。
(2)p损耗/p入射无峰值。
带有*的样品是比较例。
在没有铝箔片层压在电磁波吸收膜片上的样品1中,最大噪声吸收比p损耗/p入射高达0.97,但在该比率下的频率为5-6ghz,并且p损耗/p入射是平的,没有峰。在相同尺寸的铝箔片层压在电磁波吸收膜片上的样品7中,最大噪声吸收比p损耗/p入射整体较低。另一方面,在铝箔片以20-80%的面积比层压在电磁波吸收膜片上的样品2-6中,最大噪声吸收比p损耗/p入射高达0.98-1.00,并且在该比率下的频率在2-4ghz范围内(约3ghz)。因此可以清楚看出,为了使2-4ghz的频率范围内的噪声吸收比p损耗/p入射最大化,铝箔片(电磁波屏蔽膜)与电磁波吸收膜片的面积比应在10-80%的范围内,并且优选在20-80%的范围内。
实施例2
通过非导电粘合剂将25mmx50mm的铝箔片(厚度:15μm)层压在实施例1中使用的具有ni薄膜的50mmx50mm的每个电磁波吸收膜片上,使得如图5(a)所示的电磁波吸收膜片的一侧x1和铝箔片的一侧x2(平行于x1)之间的距离d分别为0mm、5mm、10mm、15mm、20mm和25mm,以制备样品11-16。如图6(a)所示,将每个样品放置在绝缘基板300上的微带线msl上,以测量其在0.1-6ghz范围内的噪声吸收比p损耗/p入射。对于每个样品,距离d、2ghz下的噪声吸收比p损耗/p入射、最大噪声吸收比p损耗/p入射和最大噪声吸收比下的频率如表2所示。
表2
注:(1)d为电磁波吸收膜片的一侧x1与铝箔片的一侧x2之间的距离。
从表2可以清楚看出,由于铝箔片相对于具有ni薄膜的电磁波吸收膜片发生了移动,因此在2ghz下的p损耗/p入射和最大p损耗/p入射发生了剧烈变化。这表明,为了使在期望频率范围内噪声吸收比p损耗/p入射最大化,铝箔片的中心只需偏离电磁波吸收膜片的中心。
实施例3
如图15所示,将面积比为50%的正方形铝箔片和面积比为50%的方框形铝箔片层压到如实施例1所示的具有尺寸为50mmx50mm的ni薄膜的每个电磁波吸收膜片上,以使它们的中心对齐,以制备样品21和22。测量每个样品的噪声吸收比p损耗/p入射。测量结果如图16(a)和16(b)所示。
从图16(a)和16(b)可以清楚看出,用面积比为50%的正方形铝箔片层压的样品21与用方框形铝箔片层压的样品22相比,尽管面积比相同,却表现出非常高的噪声吸收比p损耗/p入射。这表明铝箔片优选位于电磁波吸收膜片的中心部分。
实施例4
制备与亚马逊的firesticktv中的ic芯片一样大的正方形电磁波吸收复合板,其结构与实施例1中的结构相同。矩形铝箔片与电磁波吸收膜片的面积比为50%。铝箔片的一对相对侧与电磁波吸收膜片的一对相对侧对齐,并且将层压的铝箔片的中心与电磁波吸收膜片的中心对齐。即,实施例4的电磁波吸收复合板的形状如图1(b)所示。
在从firesticktv上移除盖子的情况下,将实施例4的电磁波吸收复合板放置在firesticktv中的ic芯片上,从而通过购自keisokugikenco.,ltd的频谱分析仪vsa6g2a测量从firesticktv泄漏的电磁波噪声。结果如图17(a)所示。此外,当仅将与实施例1相同的具有ni薄膜的电磁波吸收膜放置在firesticktv中的ic芯片上并移除盖子时,以及当不放置实施例4的电磁波吸收复合板时,测量从firesticktv泄漏的电磁波噪声。结果如图17(b)和17(c)所示。从图17(a)至17(c)可以清楚看出,当本发明的电磁波吸收复合板放置在ic芯片上时,与当仅放置具有ni薄膜的电磁波吸收膜时,以及当不放置电磁波吸收复合板时相比,从firesticktv泄漏的在频率为约3ghz下的电磁波噪声显著降低。
实施例5
以与实施例1中相同的方式制备电磁波吸收复合板,只是将尺寸为25mmx50mm的石墨粉/炭黑的碳板片代替铝箔片层压在50mmx50mm电磁波吸收膜片上,使其中心对齐。以与jp2015-170660a的实施例1中相同的方法制备石墨粉/炭黑的碳板。以与实施例1中相同的方法测量电磁波吸收复合板的噪声吸收比p损耗/p入射。结果如图18所示。从图18可以清楚看出,即使使用碳板片代替铝箔片时,也得到了与实施例1中相同的结果。
实施例6
从购自takeuchiindustryco.,ltd.的pcf-005切下5个10cmx10cm的测试片tp,作为具有导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜。以与实施例1中相同的方法,通过加压双端法测量每个测试片tp的表面电阻。结果,所有测试片tp的平均表面电阻为110ω/□。
从pcf-005膜上切下50mmx50mm的电磁波吸收膜片1,并通过非导电粘合剂将尺寸为l(0mm、10mm、20mm、25mm、30mm、40mm和50mm)x50mm的铝箔片(厚度:15μm)2层压在每个电磁波吸收膜片1上以制备样品31-37。在每个样品中,铝箔片2的中心与电磁波吸收膜片1的中心对齐。通过粘合剂将每个样品附接到绝缘基板300上,如图6所示使每个样品的中心与微带线msl的中心对齐,以与实施例1中相同的方式测量对0.1-6ghz的入射波功率的反射波功率s11和发射波功率s12,从而确定噪声吸收比p损耗/p入射。结果如图19至25和表3所示。
表3
注:(1)铝箔片与电磁波吸收膜片的面积比。
(2)p损耗/p入射无峰值。
带有*的样品是比较例。
没有铝箔片层压在电磁波吸收膜片上的样品31表现出无峰值的平坦噪声吸收比p损耗/p入射,并且具有相同尺寸的铝箔片层压在电磁波吸收膜片上的样品37整体表现出低噪声吸收比p损耗/p入射。另一方面,具有面积比为20-80%的铝箔片层压在电磁波吸收膜片上的每个样品32-36,在2-4ghz(约3ghz)的频率范围内,表现出高达0.96-0.97的最大噪声吸收比p损耗/p入射。因此,为了使2-4ghz的频率范围内的噪声吸收比p损耗/p入射最大化,铝箔片(电磁波屏蔽膜)与电磁波吸收膜片的面积比应在10-80%的范围内,并且优选在20-80%的范围内。
实施例7
通过非导电粘合剂将25mmx50mm的铝箔片(厚度:15μm)层压在实施例6中使用的50mmx50mm的电磁波吸收膜片上,使得如图5(a)所示电磁波吸收膜片的一侧x1与铝箔片的一侧x2(平行于x1)之间的距离d分别为0mm、5mm、10mm、15mm、20mm和25mm,以制备样品41-46。如图6(a)所示,将每个样品放置在绝缘基板300的微带线msl上,以测量其在0.1-6ghz范围内的噪声吸收比p损耗/p入射。对于每个样品,距离d、2ghz下的噪声吸收比p损耗/p入射、最大噪声吸收比p损耗/p入射和最大噪声吸收比下的频率如表4所示。
表4
注:(1)d表示电磁波吸收膜片的一侧x1与铝箔片的一侧x2之间的距离。
从表4可以清楚看出,由于铝箔片相对于电磁波吸收膜片移动,2ghz下的p损耗/p入射和最大p损耗/p入射发生了剧烈变化。这表明,为了在期望频率范围内使噪声吸收比p损耗/p入射最大化,铝箔片的中心只需从电磁波吸收膜片的中心移动。
实施例8
如图15中显示,将面积比为50%的正方形铝箔片和面积比为50%的方框形铝箔片层压在各个具有导电聚合物薄膜的50mmx50mm的电磁波吸收膜片上,以使其中心对齐,以制备样品51和52。测量每个样品的噪声吸收比p损耗/p入射。测量结果如图26(a)和26(b)所示。
如图26(a)和26(b)所示,具有面积比为50%的层压正方形铝箔片的样品51比具有相同面积比的层压方框形铝箔片的样品52的噪声吸收比p损耗/p入射显著更高。这表明铝箔片优选位于电磁波吸收膜片的中心部分。
实施例9
制备与亚马逊的firesticktv中的ic芯片一样大的正方形电磁波吸收复合板,其结构与实施例1中的结构相同。矩形铝箔片与电磁波吸收膜片的面积比为50%。铝箔片的一对相对侧与电磁波吸收膜片的一对相对侧对齐,并且将层压的铝箔片的中心与电磁波吸收膜片的中心对齐。即,实施例9的电磁波吸收复合板的形状如图1(b)所示。
在从firesticktv上移除盖子的情况下,将实施例9的电磁波吸收复合板放置在firesticktv中的ic芯片上,从而通过keisokugikenco.,ltd的频谱分析仪vsa6g2a测量从firesticktv泄漏的电磁波噪声。结果如图27(a)所示。此外,仅将与实施例6相同的具有导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜片放置在移除盖子的firesticktv中的ic芯片上,以测量从firesticktv泄漏的电磁波噪声。结果如图27(b)所示。从图27(a)、27(b)和17(c)可以清楚看出,当本发明的电磁波吸收复合板放置在ic芯片上时,与当仅放置具有导电聚合物薄膜的电磁波吸收膜片时,以及当不放置电磁波吸收复合板时相比,从firesticktv泄漏的在频率为约3ghz下的电磁波噪声显著降低。
实施例10
以与实施例6中相同的方式制备电磁波吸收复合板,不同的是将尺寸为25mmx50mm的石墨粉/炭黑的碳板片代替铝箔片层压在50mmx50mm电磁波吸收膜片上,以使其中心对齐。通过与jp2015-170660a的实施例1中相同的方法制备石墨粉/炭黑的碳板。以与实施例1中相同的方法测量电磁波吸收复合板的噪声吸收比p损耗/p入射。结果如图28所示。从图28可以清楚看出,即使使用碳板片代替铝箔片时,也得到了与实施例6中相同的结果。
虽然在上述实施例中使用了具有铝箔或石墨粉/碳黑的碳板作为电磁波屏蔽膜层压在电磁波吸收膜上的电磁波吸收复合板,但本发明不限于这些电磁波吸收复合板,而是可在其范围内修改。除了铝箔之外,铜箔和含有分散的铝粉、铜粉、银粉等导电油墨涂层也可用作电磁波屏蔽膜。
本发明的效果
具有上述结构的本发明的电磁波吸收复合板具有优异的电磁波吸收能力,并且可以通过将电磁波屏蔽膜与电磁波吸收膜的面积比在10-80%的范围内进行改变,而使期望频率范围内的电磁波噪声吸收能力最大化。当用于发射特定频率下的电磁波噪声的电子电器和零部件时,其电磁波噪声可以被这种电磁波吸收复合板有效地吸收。
参考数字说明
1:电磁波吸收膜
2:电磁波屏蔽膜
10:电磁波吸收复合板
11:塑料膜
12:ni薄膜或导电聚合物薄膜
111:电极
112:ni薄膜
113:透明丙烯酸树脂板
114:圆柱形重物
300:绝缘基板
301:接地电极
302:导体插脚
303:同轴电缆
d:电磁波吸收膜片的一侧x1与铝箔(电磁屏蔽膜)片的一侧x2之间的距离
msl:微带线
na:网络分析仪