专利名称：功能片的制作方法
技术领域：
这里公开的实施例涉及一种具有优异的电磁波吸收性能和散热性能的功能片。
背景技术：
包括在电子装置中的诸如中央处理单元(CPU)、微处理器单元(MPU)和大规模集成电路(LSI)的电子组件释放电磁波，因此由于电子装置内部的电磁波干扰会导致电子装置的故障。另外，电磁波被释放到电子装置的外部，因此由于电磁波干扰会导致其他外部电子装置的故障。另外，这些电子组件由于高致密度和高集成度而产生大量的热，因此，会需要将从电子组件产生的热传递到其他区域。因此，电子装置可以包括电磁波吸收片和散热片。通常使用的电磁波吸收片和散热片令人满意地执行各自的功能，但是在需要电磁波吸收和热传递二者的区域中不能充分地执行这两项功能。例如，具有优异的电磁波吸收性能的铁氧体类磁性材料的片是昂贵的，且具有低挠性。至于与粘合剂混合的磁性材料的片，随着电磁波吸收性能提高，其厚度增大且其导热性降低。因此，难以解决电子组件的散热问题。另外，通过混合磁性材料粉末、导热粉末和粘合剂所制备的片具有增大的厚度以具有足够的电磁波吸收性能，进而导致散热差。另外，难以将这样的片应用到电子组件和壳体之间的可允许距离非常小的薄型产品。
发明内容
因此，本发明的一方面提供了一种吸收在电子装置中产生的电磁波并将从电子组件产生的热有效地传递到其他壳体的功能片，因此可以解决例如由于电子组件的电磁波干扰和过热导致的电子装置的故障的问题。另外，功能片可以薄薄地形成，因此可以应用到电子组件和壳体之间的可允许距离非常小的薄型产品。本发明的附加方面将部分地在下面的描述中进行阐述，并部分地根据该描述将是明显的，或者可以由本发明的实施而明了。根据本发明的一方面，一种功能片包括:基体，包括吸收电磁波的磁性材料；多个金属凸起，形成在基体的上表面和下表面上；以及导热粘结层，形成在基体的上表面和下表面的未形成有金属凸起的部分上。金属凸起可以被形成为使得形成在基体的上表面上的金属凸起和形成在基体的下表面上的金属凸起相对于彼此交替地布置。磁性材料可以是金属合金类材料和铁氧体类材料中的任一种。磁性材料可以为薄片粉末类型。基体可以具有恒定的厚度。
金属凸起可以由从由焊料、镍(Ni)、铜(Cu)和银(Ag)组成的组中选择的至少一种形成。导热粘结层可以包括从由硅氧烷类有机粘合剂、丙烯酸类有机粘合剂和聚烯烃类有机粘合剂组成的组中选择的至少一种。导热粘结层可以包括在特定的温度下经历相变的链烷烃类有机粘合剂。导热粘结层还可以包括陶瓷粉末。陶瓷粉末可以是金属氧化物粉末和金属氮化物粉末中的任一种。根据本发明的另一方面，一种功能片包括:基体，包括吸收电磁波的粉末类型的磁性材料、导热陶瓷粉末和粘结性粘合剂；以及多个金属凸起，形成在基体的上表面和下表面上。 磁性材料可以是金属合金类材料和铁氧体类材料中的任一种。导热陶瓷粉末可以是金属氧化物粉末和金属氮化物粉末中的任一种。金属氧化物可以是从由氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化钛和氧化锆组成的组中选择的至少一种。金属氮化物可以是氮化铝和氮化硅中的至少一种。粘结性粘合剂可以是从由硅氧烷类有机粘合剂、丙烯酸类有机粘合剂、聚烯烃类有机粘合剂和在特定的温度下经历相变的链烷烃类有机粘合剂组成的组中选择的至少一种有机粘合剂。金属凸起可以被形·成为使得形成在基体的上表面上的金属凸起和形成在基体的下表面上的金属凸起相对于彼此交替地布置。磁性材料可以是薄片粉末类型。根据本发明的另一方面，一种功能片包括:基体，包括吸收电磁波的磁性材料；多个第一金属凸起，形成在基体的上表面上，且沿第一方向隔开；以及多个第二金属凸起，形成在基体的下表面上，沿第一方向隔开，且在与相邻的第一金属凸起之间的空间对应的位置处。功能片还可以包括粘结层，粘结层包括导热材料且形成在基体的上表面和下表面的除了形成有第一金属凸起和第二金属凸起的地方之外的部分上。功能片的基体还可以包括与磁性材料一起混合以形成基体的有机粘合剂、链烷烃类材料和陶瓷粉末。当沿第二方向向功能片施加压力时，可以在功能片中形成弯曲。
根据结合附图考虑的实施例的以下描述，本发明的这些和/或其他方面将变得明显和更易于理解，其中:图1是示出通过混合电磁波吸收粉末、导热粉末和粘合剂所制备的片的结构的图；图2A是在导热片中包括吸收电磁波的磁性材料层的片的分解透视图；图2B是图2A的片的顶部分解平面剖视图；图2C是图2A的片的侧面剖视图3是包括导热树脂层和电磁波吸收树脂层的片的侧面剖视图；图4是根据实施例的功能片的侧面剖视图；图5是示出根据实施例的包括导热粉末和粘结性有机粘合剂的粘结层的侧面剖视图；图6A是示出图4的功能片的多个层中的每个层的分解透视图；图6B是示出图4的功能片的多个层中的每个层的分解透视图，其中，功能片包括具有另一形状的金属凸起；图7是根据另一实施例的功能片的侧面剖视图；图8A和图8B是图7的功能片的透视图；图9是根据实施例的图7的功能片安装在电子装置内部的电子组件和壳体之间的结构的侧面剖视图；图1OA是根据实 施例的功能片的基体的侧面剖视图，其中，包括在基体中的磁性材料为薄片类型；以及图1OB是沿竖直方向将压力施加到包括图1OA的基体的功能片时基体的侧面剖视图。
具体实施例方式现在将详细地参考本发明的实施例，在附图中示出了本发明的实施例的示例，其中，相同的标号始终指相同的元件。在下文中，将参照附图详细地描述本发明的一个或多个实施例。图1至图3是示出通常使用的片的结构的图。为了清楚地描述本发明的特性，首先提供了这些结构的详细描述，后面将描述本发明的实施例。图1是示出通过混合电磁波吸收粉末、导热粉末和粘合剂所制备的片的结构的图。 参照图1，为了制备具有电磁波吸收性能和导热性能的现有的功能片，混合电磁波吸收粉末11、电磁波屏蔽粉末12、导热粉末13和硅凝胶14，以形成单层卷式片10。图1的片10是吸收电磁波的最常用的功能片，并利用相对简单的制造工艺来制备。然而，为了实现足够的电磁波吸收性能，必须增大片10的厚度，因此，片10的热传递能力低。另外，会对片10应用到电子组件与壳体之间的可允许距离非常小的薄型产品存在限制。图2A是在导热片中包括吸收电磁波的磁性材料层的片的分解透视图。图2B是图2A的片的顶部分解平面图。图2C是图2A的片的侧面剖视图。参照图2A至图2C，片20包括具有导热性的基体21和形成在基体21中的磁性材料层，使得多个烧结铁氧体薄片22沿水平方向布置，每个烧结铁氧体薄片具有规则的正方形形状。在图2A至图2C的片20中，磁性材料以薄片形式进行处理，因此，制造工艺复杂，从而导致制造成本增加。图3是包括导热树脂层和电磁波吸收树脂层的片的侧面剖视图。参照图3，粘结带30 (其是现有的片)包括多孔聚合物树脂层32和树脂层31，多孔聚合物树脂层32包括导热填料33和氮泡34，树脂层31包括电磁波吸收填料35。图3的粘结带30的厚度亦大，因此，在电子组件和壳体之间设置粘结带30方面存在限制。为了解决具有在图丨至图3中示出的结构的片的问题，根据本发明实施例的功能片可以具有优异的电磁波吸收性能和导热性能，并可以被形成为具有小的厚度。在下文中，将描述根据本发明实施例的功能片的结构。图4是根据实施例的功能片100的侧面剖视图。参照图4，功能片100包括具有电磁波吸收性能的基体110、形成在基体110的上表面和下表面上的金属凸起130以及设置在金属凸起130之间的粘结层120。即，粘结层可以形成在基体Iio的上表面和下表面的未形成有金属凸起130的部分上。基体110可以由具有电磁波吸收性能的材料形成，并可以被形成为均匀的厚度。这里，具有电磁波吸收性能的材料可以是磁性材料。例如，功能片100的基体110可以包括金属合金类材料(金属合金基材料或基于金属合金的材料)和铁氧体类材料(铁氧体基材料或基于铁氧体的材料)中的任一种。金属合金类材料和铁氧体类材料具有磁力，因此，当功能片100的基体110由金属合金类材料或铁氧体类材料形成时，功能片100具有电磁波吸收性能。在实施例中，金属合金可以包括Fe-S1-Al合金、Fe-Si合金、Fe-S1-Cr合金、N1-Fe合金、Fe-N1-Si合金和N1-Fe-Mo合金。铁氧体统指铁磁陶瓷化合物，并可以根据它们的磁特性分为软铁氧体和硬铁氧体。在本发明的实施例中，可以使用任`何铁氧体类磁性材料。例如，铁氧体类材料可以包括N1-Zn类铁氧体、Mn-Ni类铁氧体、Mg-Zn类铁氧体等,并可以使用铁氧体类金属氧化物作为磁性材料。另外，功能片100的基体110可以包括至少两种磁性材料。至少两种磁性材料可以相同(即，金属合金或铁氧体)，或可以不同。例如，至少两种磁性材料可以是Fe-S1-Al合金、Fe-Si合金、Fe-S1-Cr合金、N1-Fe合金、Fe-N1-Si合金和N1-Fe-Mo合金中的两种金属合金类材料。可选地，至少两种磁性材料可以是N1-Zn类铁氧体、Mn-Ni类铁氧体、Mg-Zn类铁氧体等以及铁氧体类金属氧化物中的两种铁氧体类材料。可选地，至少两种磁性材料可以不同，并包括一种金属合金类材料和一种铁氧体类材料。如图4所示，金属凸起130形成在基体110的上表面和下表面上，形成在基体110的上表面上的金属凸起130和形成在基体110的下表面上的金属凸起130沿水平方向相对于彼此交替地布置。采用此种构造的一个原因是，当沿竖直方向向功能片100安装在壳体和电子组件之间的结构施加压力时，基于金属凸起130形成弯曲。因此，功能片100可以具有改善的电磁波吸收性能和小的厚度。下面将给出其详细描述。金属凸起130可以由诸如焊料、镍(Ni)、铜(Cu)或银(Ag)的金属材料形成，因此在压力下不会变平或翘曲。然而，本发明的实施例不限于上面列出的金属材料，可以使用任何金属材料来形成金属凸起130。如图4所示，金属凸起130形成在基体110的上表面和下表面上，并可以具有相同的形状和相同的尺寸。然而，上表面上的金属凸起130可以与下表面上的金属凸起具有不同的形状和/或尺寸。可选地，上表面和/或下表面上的金属凸起130可以不具有均匀的形状和/或尺寸。粘结层120可以形成在基体110的相应的相对表面上。具体地讲，粘结层120可以形成在基体Iio的相对表面的未形成有金属凸起130的部分上。粘结层120可以包括粘结性聚合物，例如有机粘合剂(例如，硅氧烷类粘合剂、丙烯酸类粘合剂或聚烯烃类粘合剂)，粘结层120还可以包括在特定的温度或更高的温度下经历从固相到液相的相变的链烷烃类材料。这里，特定的温度可以为大约45°C至大约65°C的范围，但不限于此。当粘结层120包括在特定的温度或更高的温度下经历从固相到液相的相变的链烷烃类材料时，功能片100的流动性由于从电子组件产生的热而增大，因此，即使在形成有表面不平坦度的区域中，功能片100仍可以顺利地填充电子组件和壳体之间的间隙。在功能片100中，粘结层120可以包括一种或多种粘结性聚合物。然而，这里公开的粘结性聚合物的种类不限于此，可以使用各种其他粘结性聚合物。除了粘结性聚合物之外，粘结层120还可以包括导热材料。图5是示出图4的包括导热粉末和粘结性有机粘合剂的粘结层120的结构的侧面剖视图。参照图5，除了粘结性有机粘合剂121之外，功能片100的粘结层120还可以包括粉末类型的导热材料122。导热材料122可以是陶瓷粉末。具体地讲，导热材料122可以是诸如氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化钛或氧化锆的金属氧化物或者诸如氮化铝或氮化硅的金属/非金属氮化物。如图5所示 ，当粘结层120包括导热材料122时，功能片100具有改善的导热性能。另外，因为导热材料122包括在薄粘结层120中而无需形成单独的导热层，所以功能片100
可以具有小的厚度。然而，本发明的实施例不限于上面描述的导热材料，可以使用各种其他导热材料。另外，在图4中示出了粘结层120被形成为这样的厚度，使得粘结层120的高度小于金属凸起130的高度。然而，在一些实施例中，粘结层120的厚度可以等于或大于金属凸起130的厚度。图6A是图4的功能片100的多个层中的每个层的分解透视图。图6B是包括具有另一形状的金属凸起的功能片的多个层中的每个层的分解透视图。如图6A所示，金属凸起130可以形成在基体110的相对表面上，并可以具有半球形状。然而，金属凸起130的形状不限于此。例如，金属凸起130可以具有与半球形状类似的穹顶形状。另外，如图6B所示，同样由标号130指示的金属凸起可以形成在基体110的相对表面上，并可以具有半圆柱形状。与在图6A中不出的金属凸起130的情况一样,金属凸起130的形状不限于此。例如，金属凸起130可以具有与半圆柱形状类似的曲面形状。可以通过在基体110上印刷诸如焊料、N1、Cu或Ag的金属类材料的糊并使其糊固化来形成金属凸起130。然而，形成金属凸起130的方法不限于此，可以使用本领域中已知的用于形成凸起的任何方法。在图6A和图6B中示出的金属凸起130的形状不限于上面描述的形状，金属凸起130可以具有各种其他形状。即，金属凸起130可以具有任何形状(即，包括曲面形状的其他形状)，只要当向功能片100施加压力时金属凸起130导致功能片100弯曲即可。例如，形成在一侧上的各金属凸起130可以具有彼此不同的形状和/或尺寸。已经描述了功能片100的结构。在下文中，将参照图7和图8描述根据另一实施例的功能片的结构。图7是根据另一实施例的功能片200的侧面剖视图。参照图7，功能片200包括通过混合磁性材料、导热材料和粘结材料所形成的基体210以及金属凸起230。这里，粘结材料用作粘合剂。与单独地包括含有导热材料和粘结材料的粘结层120及含有磁性材料的基体110的功能片100不同，功能片200包括含有磁性材料、导热材料和粘结材料的基体210，因此，包括基体210的功能片200在不单独包括导热粘结层的情况下具有电磁波吸收性能、导热性和粘结性能。另外,如图7所不,功能片200包括形成在基体210的上表面和下表面上的金属凸起230，从而形成在基体210的上表面上的金属凸起230和形成在基体210的下表面上的金属凸起230相对于彼此交替地布置。因此，当沿竖直方向向功能片200施加压力时，在功能片200中形成弯曲。图8A和图8B是图7的功能片200的透视图。与图4的功能 片100 —样，金属凸起230可以形成在基体210上，并可以具有半球形状，如图8A所示；金属凸起230可以形成在基体210上，并可以具有半圆柱形状，如图8B所示。然而，金属凸起230的形状不限于在图8A和图8B中示出的形状。即，金属凸起230可以具有任何形状，从而当向功能片200施加压力时使得功能片200弯曲，如下所述。功能片200可以由在功能片100中使用的上面列出的材料形成。具体地讲，包括在基体210中的磁性材料可以是金属合金类材料或铁氧体类材料。金属合金类材料的示例包括 Fe-S1-Al 合金、Fe-Si 合金、Fe-S1-Cr 合金、N1-Fe 合金、Fe-N1-Si 合金和 N1-Fe-Mo合金。铁氧体类材料的示例包括N1-Zn类铁氧体、Mn-Ni类铁氧体和Mg-Zn类铁氧体。另外，基体210可以包括至少两种磁性材料。至少两种磁性材料可以相同(即，金属合金或铁氧体)，或可以不同。例如，至少两种磁性材料可以是Fe-S1-Al合金、Fe-Si合金、Fe-S1-Cr合金、N1-Fe合金、Fe-N1-Si合金和N1-Fe-Mo合金中的两种金属合金类材料。可选地，至少两种磁性材料可以是N1-Zn类铁氧体、Mn-Ni类铁氧体、Mg-Zn类铁氧体等以及铁氧体类金属氧化物中的两种铁氧体类材料。可选地，至少两种磁性材料可以不同，并可以包括一种金属合金类材料和一种铁氧体类材料。粘结材料可以是有机粘合剂，例如硅氧烷类粘合剂、丙烯酸类粘合剂或聚烯烃类粘合剂，基体210还可以包括在特定的温度或更高的温度下经历从固相到液相的相变的链烷烃类材料。这里，特定的温度可以为大约45°C至大约65°C的范围，但不限于此。当粘结层210还包括链烷烃类材料时，功能片200的流动性由于从电子组件产生的热而增大，因此，即使在形成有表面不平坦度的区域中，功能片200仍可以顺利地填充电子组件和壳体之间的间隙。功能片200的基体210可以包括一种或多种粘结材料。
包括在基体210中的导热材料可以是陶瓷粉末。具体地讲，导热材料可以是诸如氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化钛或氧化锆的金属氧化物或者诸如氮化铝或氮化硅的金属/非金属氮化物。金属凸起230可以由诸如焊料、N1、Cu或Ag的金属材料形成，因此，金属凸起230压力下不会变平或翘曲。然而，本发明的实施例不限于上面列出的金属材料，可以使用各种其他金属材料形成金属凸起230。已经描述了根据本发明实施例的功能片200的结构。在下文中，将参照图9描述功能片200的具体功能和效果。图9是功能片200安装在电子装置内部的电子组件和壳体之间的结构的侧面剖视图。功能片200应用于图9的实施例，但对于功能片100而言情况相同。参照图9，因为功能片200设置在电子装置内部的电子组件和壳体之间，所以从电子组件产生的热可以传递到其他区域，并且功能片200可以吸收从电子组件释放的电磁波。在这方面，为了安装功能片200，可以对壳体加压。当沿竖直方向的压力经由壳体传递时，在功能片200中形成弯曲。如上所述，由形成在功能片200的上表面和下表面上的金属凸起230引起弯曲的形成，从而形成在功能片200的上表面上的金属凸起230和形成在功能片200的下表面上的金属凸起230相对于彼此交替地布置。为了有助于形成弯曲，如图4、图7和图9所不，形成在功能片的上表面上的金属凸起230可以与形成在功能片的下表面上的金属凸起230沿水平方向隔开恒定的间隔。作为另一示例，当金属凸起以格状图案布置时，如例如图8A所不,金属凸起可以在第一表面上沿水平方向和竖直方向以恒定的间隔隔开。金属凸起可以在第二表面上沿水平方向和竖直方向以恒定的间隔隔开，与第一表面上的金属凸起的间隔之间的空间之间对准。如图9所示，当基体210折曲或弯曲时，功能片200的厚度减小，并令人满意地执行导热。如可从图9看到的，基体210可以沿水平方向具有正弦或振荡形状。这里，功能片200的厚度可以为大约0.2mm或更小。另外，基体210的弯曲改善了电磁波吸收性能。具体地讲，当不具有弯曲的片主要吸收竖直(纵向)的电磁波时，具有弯曲的功能片200甚至能够吸收横向的电磁波。具体地讲，当包括在基体210中的磁性材料为薄片粉末类型时，改善了电磁波吸收性能。在下文，将参照图10对此加以详细描述。图1OA是包括薄片类型的磁性材料的功能片100或200的基体110或210的侧面剖视图。图1OB是当沿竖直方向向包括基体110或210的功能片100或200施加压力时基体110或210的侧面剖视图。如图1OA所示，当包括在基体110或210中的磁性材料为薄片类型时，在将压力施加到功能片100或200之前，磁性材料的薄片均沿水平方向布置。同时，当沿竖直方向向基体110或210施加压力时，基体110或210具有弯曲，并且磁性材料薄片沿水平方向和竖直方向布置，如图1OB所示。沿水平方向布置的磁性材料薄片吸收纵向电磁波，沿竖直方向布置的磁性材料薄片吸收横向电磁波。因此，当基体110或210由薄片类型的磁性材料形成时，基体110或210可以吸收其他方向的电磁波以及纵向 电磁波，并可以通过调节在基体110或210形成的弯曲程度来控制吸收的电磁波的方向。在上面描述的实施例中，功能片100或200安装在壳体和电子组件之间。然而，本发明的实施例不限于此。即，功能片100或200可以设置在需要导热和散热的任何位置处。如从以上描述显然的是，功能片吸收从电子装置的内部产生的电磁波，并将从电子组件产生的热有效地传递到其他壳体，由此可以防止因电子组件的电磁波干扰和过热引起的电子装置的故障。另外，功能片可以具有小的厚度，因此可以应用于电子组件和壳体之间的可允许距离非常小的薄型产品。虽然已经示出并描述了本发明的一些示例实施例，但本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围在权利要求及其等价物中 限定。
权利要求
1.一种功能片，所述功能片包括: 基体，包括吸收电磁波的磁性材料； 多个金属凸起，形成在基体的上表面和下表面上；以及 导热粘结层，形成在基体的上表面和下表面的未形成有金属凸起的部分上。
2.根据权利要求1所述的功能片，其中，金属凸起被形成为使得形成在基体的上表面上的金属凸起和形成在基体的下表面上的金属凸起相对于彼此交替地布置。
3.根据权利要求1所述的功能片，其中，磁性材料是金属合金类材料和铁氧体类材料中的任一种。
4.根据权利要求1所述的功能片，其中，磁性材料为薄片粉末类型。
5.根据权利要求1所述的功能片，其中，金属凸起包括从由焊料、镍、铜和银组成的组中选择的至少一种材料。
6.根据权利要求1所述的功能片，其中，导热粘结层包括从由硅氧烷类有机粘合剂、丙烯酸类有机粘合剂和聚烯烃类有机粘合剂组成的组中选择的至少一种粘合剂。
7.根据权利要求1所述的功能片，其中，导热粘结层包括在特定的温度下经历相变的链烷烃类有机粘合剂。
8.根据权利要求6或7所述的功能片，其中，导热粘结层还包括陶瓷粉末。
9.根据权利要求8所述的功能片，其中，陶瓷粉末是金属氧化物粉末和金属氮化物粉末中的任一种。
10.一种功能片，所述功能片包括: 基体，包括吸收电磁波的粉末类型的磁性材料、导热陶瓷粉末和粘结性粘合剂；以及 多个金属凸起，形成在基体的上表面和下表面上。
11.根据权利要求10所述的功能片，其中，磁性材料是金属合金类材料和铁氧体类材料中的任一种。
12.根据权利要求10所述的功能片，其中，导热陶瓷粉末是金属氧化物粉末和金属氮化物粉末中的任一种。
13.根据权利要求10所述的功能片，其中，粘结性粘合剂是从由硅氧烷类有机粘合剂、丙烯酸类有机粘合剂、聚烯烃类有机粘合剂和在特定的温度下经历相变的链烷烃类有机粘合剂组成的组中选择的至少一种有机粘合剂。
14.根据权利要求10所述的功能片，其中，金属凸起被形成为使得形成在基体的上表面上的金属凸起和形成在基体的下表面上的金属凸起相对于彼此交替地布置。
15.根据权利要求10所述的功能片，其中，磁性材料是薄片粉末类型。
全文摘要
本发明提供了一种功能片，所述功能片吸收从电子装置的内部产生的电磁波并将从电子组件产生的热有效地传递到其他壳体，因此防止了由电子组件的电磁波干扰和过热导致的电子装置的故障。为了具有这些特性，所述功能片包括基体，包括吸收电磁波的磁性材料；多个金属凸起，形成在基体的上表面和下表面上；以及导热粘结层，形成在基体的上表面和下表面的未形成有金属凸起的部分上。
文档编号H05K9/00GK103249288SQ20131004392
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月4日 优先权日2012年2月3日
发明者金美真, 林宰德, 李钟声, 薛秉洙, 张景云 申请人:三星电子株式会社