可压缩电磁屏蔽散热材料及电磁屏蔽结构的制作方法

1.本发明属于电子材料领域，具体涉及可压缩电磁屏蔽散热材料及电磁屏蔽结构。


背景技术：

2.随着智能通信系统技术的发展，特别5g技术的发展，设备空间更小，电磁波环境更复杂，空间电磁波辐射对仪器设备的影响不断增大，电磁波屏蔽技术在电磁兼容(emc)、抗电磁干扰(emi)设计等方面有了越来越广泛的应用。目前，以铁氧体、碳化硅、石墨为代表的传统吸波材料普遍存在着吸收频带窄、吸收性能弱等缺点。
3.近年来，以纳米吸波材料、石墨烯吸波材料以及超材料为代表的新型轻质吸波材料得到了越来越多的关注。但单一的电磁吸波材料难以屏蔽宽频范围内的电磁波，且纳米材料及石墨烯存在成本偏高的问题。
4.因此通过结构复合，开发新型的宽频材料，制备新一代高性能电磁波吸收材料及结构，满足5g智能通信系统技术的设备空间更小，电磁波环境复杂的电磁屏蔽问题及电磁污染问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，目的之一是提供可压缩电磁屏蔽散热材料，该材料包括可压缩的电磁波吸收层和电磁波反射层，其中可压缩的电磁波吸收层朝向电磁波辐射源。
6.优选的，可压缩的电磁波吸收层为石墨纸、平面石墨膜、含电磁屏蔽组分的有机材料中的一种或两种复合。
7.优选的，电磁波反射层为金属箔或者可压缩的电磁波吸收层背离电磁波辐射源表面的电镀金属层。
8.优选的，平面石墨膜为多层石墨膜复合。
9.优选的，含电磁屏蔽组分的有机材料为金属纤维网与有机物复合板。
10.优选的，可压缩的电磁波吸收层的厚度＞0.1mm，厚度方向压缩比为0.2～2.5。
11.优选的，金属箔为铜箔、铝箔。
12.优选的，电镀金属层为电镀铜层、电镀银层或者电镀金层中的一种。
13.优选的，金属厚度25um～100um，电镀金属层厚度大于10um，朝向电磁波辐射源一面的表面粗糙度ra为0.1～0.4um。
14.本发明目的之二是提供一种电磁屏蔽结构，该结构使用上述的可压缩电磁屏蔽材料，其中朝向电磁波辐射源的可压缩的电磁波吸收层表面为黑色，通过对上述的可压缩电磁屏蔽材料压缩，从而改变可压缩的电磁波吸收层阻抗，使得可压缩的电磁波吸收层与辐射源电磁波匹配。
15.本发明的有益效果为：本发明公开了一种可压缩电磁屏蔽散热材料及其电磁屏蔽结构，该电磁屏蔽材料包括可压缩的电磁波吸收层和电磁波反射层，其中可压缩的电磁波
吸收层朝向电磁波辐射源。通过采用石墨纸、平面石墨膜、含电磁屏蔽组分的有机材料等作为可压缩的电磁波吸收层，实现在0.2～2.5的压缩比范围压缩电磁波吸收层，从而调节此层的阻抗，达到与辐射电磁波谐振的最用，实现最大化吸收。在吸收层后面通过设置金属反射层，达到在吸收层未被吸收的电磁波被此层反射的作用，同时通过调节反射层的表面粗糙度，进一步提升电磁波的衰减效果，提升屏蔽性能。同时通过设置电磁波吸收层朝向电磁波辐射源方向的表面为黑色，增强向外部辐射热能的效果，减少因为吸收电磁波造成的温升导致吸收层的阻抗漂移，降低吸收效果。
附图说明
16.图1可压缩电磁屏蔽散热材料结构示意图。
具体实施方式
17.下面对本发明作进一步详细描述，其中所用到原料和设备均为市售，没有特别要求。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
18.本实施例公开了一种可压缩电磁屏蔽散热材料，该材料包括可压缩的电磁波吸收层和电磁波反射层，其中可压缩的电磁波吸收层朝向电磁波辐射源。通过设置可压缩的电磁波吸收层与反射层的方向，实现先阻抗匹配吸收后反射的技术效果，减少单层的吸收层或者反射层不能有效的宽频谱吸收的问题。
19.在本实施中，可压缩的电磁波吸收层为石墨纸、平面石墨膜、含电磁屏蔽组分的有机材料中的一种或两种复合，根据辐射源电磁波的频率特性，优选不同种类的吸收层复合，实现宽频谱范围内吸收的特性。
20.在本实施中，电磁波反射层为金属箔或者可压缩的电磁波吸收层背离电磁波辐射源表面的电镀金属层。通过采用高导电率的金属箔或者吸收层背面涂覆或者电镀金属层，利用金属层的高导电率，从而实现电磁波的快速衰减与反射。
21.在本实施中优选的，平面石墨膜为多层石墨膜复合。平面石墨膜碳基电磁波屏蔽材料具有质轻、耐腐蚀和易加工等优点，通过改进其自然共振、异质结构界面、电磁耦合来增强电磁损耗。
22.在本实施中优选的含电磁屏蔽组分的有机材料为金属纤维网与有机物复合板。
23.在本实施中优选的，可压缩的电磁波吸收层的厚度＞0.1mm，厚度方向压缩比为0.2～2.5。通过设置电磁波吸收层的厚度大于0.1mm，从而为电磁波在厚度方向吸收提供景深宽度，另外厚度方向的压缩比为0.2～2.5之间，从而可以通过压缩，实现可压缩层的阻抗，特别是通过调节有机材料基体中的孤立的电磁屏蔽组分的联通状态，从而实现压缩层的阻抗，实现吸收层的阻抗与辐射电磁频谱匹配。
24.在本实施例中，金属箔为铜箔或者铝箔，通过使用铜铝箔，优选的可以使用二者复合，实现高效屏蔽的同时降低成本。
25.在本实施中优选的电镀金属层为电镀铜层、电镀银层或者电镀金层中的一种，这是因为电镀增厚困难，为了达到有效的反射效果，应该电镀电导率更高的铜、银及抗氧化性能优异的金。
26.在本实施中优选的，金属箔的厚度25um～100um，电镀金属层厚度大于10um，朝向电磁波辐射源一面的表面粗糙度ra为0.1～0.4um。在本实施中通过限制金属箔与电镀金属层的厚度，从未避免反射层的电磁波趋肤外溢，达不到吸收与反射的效果，同时减少贵金属材料的使用，达到性能与成本的平衡。同时通过限制反射层朝向辐射源一面的粗糙度，从而进一步提升吸收反射效果。
27.本实施例提供的可压缩电磁屏蔽材料的制备方法包括以下步骤：s1，按现有技术制备可压缩的电磁波吸收层，根据电磁波吸收层的材料不同，选用合适的工艺，并无特别限制，例如多层平面石墨膜通过石墨膜与石墨膜之间采用环氧胶水复合。
28.s2，若反射层为金属箔，按现有技术制备表面粗糙度在0.1～0.4um范围内的金属箔，并在粗糙的金属箔一面涂覆胶水，将可压缩的电磁波吸收层与金属箔热压复合；若反射层为电镀层，则通过抛磨方法，降低步骤s1得到的吸收层背向辐射源的一面拉毛至表面粗糙度为ra0.1～0.4um之间后表面金属化并电镀铜、银及抗氧化性能优异的金。
29.本实施例还公开了一种电磁屏蔽结构，该结构使用上述的可压缩电磁屏蔽材料，其中朝向电磁波辐射源的可压缩的电磁波吸收层表面为黑色，通过对上述的可压缩电磁屏蔽材料压缩，从而改变可压缩的电磁波吸收层阻抗，使得可压缩的电磁波吸收层与辐射源电磁波匹配，该电磁屏蔽结构包括可压缩的电磁波吸收层和电磁波反射层，其中可压缩的电磁波吸收层朝向电磁波辐射源。通过采用石墨纸、平面石墨膜、含电磁屏蔽组分的有机材料等作为可压缩的电磁波吸收层，实现在0.2～2.5的压缩比范围压缩电磁波吸收层，从而调节此层的阻抗，达到与辐射电磁波谐振的最用，实现最大化吸收。在吸收层后面通过设置金属反射层，达到在吸收层未被吸收的电磁波被此层反射的作用，同时通过调节反射层的表面粗糙度，进一步提升电磁波的衰减效果，提升屏蔽性能。同时通过设置电磁波吸收层朝向电磁波辐射源方向的表面为黑色，增强向外部辐射热能的效果，减少因为吸收电磁波造成的温升导致吸收层的阻抗漂移，降低吸收效果。
30.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。