用于电磁干扰(EMI)应用的高负载水平复合物制造技术

技术编号:21440387 阅读:34 留言:0更新日期:2019-06-22 15:05
本发明专利技术描述了具有高负载水平陶瓷珠的电磁干扰(EMI)屏蔽复合物以及制造和使用该复合物的方法。该复合物包括分布在聚合物基质内的高负载水平的陶瓷珠。该陶瓷珠具有基本上球形的形状。该陶瓷珠通过熔融陶瓷粉末或颗粒来形成。在一些情况下,该陶瓷珠包括铁氧体珠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电磁干扰(EMI)应用的高负载水平复合物
本公开涉及用于高频率模式中的电磁干扰(EMI)应用的具有高负载水平磁性颗粒的复合物或制品,以及制造和使用该复合物或制品的方法。
技术介绍
电子设备越来越紧密地集成在一起,其中零件、芯片或天线越来越小。当设备部件以更高的频率操作并且彼此更接近时,可增加电磁干扰(EMI)辐射,并且能够加剧电磁兼容性(EMC)问题。零件大小的减小对电路制造提出了挑战,并且经常产生造成EMI辐射的非理想组件。此外,较高频率下的较大信号损失通常通过增加电路板上的信号功率来解决,这意味着增加了无用辐射的功率。当操作频率增加到高频率模式(例如,高于约18GHz)时,封装件的屏蔽效能可显著降低,从而产生增加的辐射问题。
技术实现思路
期望在用于电磁干扰(EMI)应用(尤其是在高频率模式中)的电子设备中使用具有改善电磁特性的更有效的屏蔽/吸收材料。简而言之,在一个方面,本公开描述了一种电磁干扰(EMI)屏蔽复合物,该复合物包含约20体积%至约60体积%的聚合物基质以及约40体积%至约80体积%的分布在聚合物基质内的陶瓷珠。在一些实施方案中,陶瓷珠可包括具有基本上球形形状的铁氧体珠。在另一个方面,本公开描述了一种制造电磁干扰(EMI)屏蔽复合物的方法。该方法包括提供铁氧体粉末前体,加工铁氧体粉末前体以形成铁氧体颗粒,熔融铁氧体颗粒以形成铁氧体珠,以及将铁氧体珠与聚合物基质材料复合以形成复合物。在另一个方面,本公开描述了制造EMI屏蔽复合物的方法。该方法包括提供铁氧体粉末前体,将铁氧体粉末前体与粘结剂材料混合以形成混合物,碾磨混合物,在高温下煅烧混合物以形成铁氧体粉末,以及根据粒度范围将铁氧体粉末分级以分离铁氧体颗粒。可熔融分级的铁氧体颗粒以形成铁氧体珠。在另一个方面,本公开描述了制造EMI屏蔽复合物的方法。该方法包括提供铁氧体粉末前体,将铁氧体粉末前体与粘结剂材料混合以形成混合物,通过将混合物填充到存在于基底中的微型模具腔中以形成铁氧体颗粒来将混合物成型为铁氧体颗粒,以及在高温下煅烧铁氧体颗粒。可进一步熔融铁氧体颗粒以形成铁氧体珠。在本公开的示例性实施方案中获取各种意料不到的结果和优点。本公开的示例性实施方案的一个这种优点在于通过包括高负载水平的铁氧体珠,EMI屏蔽复合物表现出优异的EMI吸收性能和具有相对较低刚度的机械特性。已总结本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的
技术实现思路
并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选实施方案。附图说明结合附图考虑本公开的各种实施方案的以下详细描述可更全面地理解本公开,其中:图1A示出了M型铁氧体粉末的显微图像。图1B示出了M型铁氧体珠的显微图像。图2A示出了CE-1和E-9的测试结果,示出了聚合物复合物的介电常数的实部和虚部相对于频率的曲线。图2B示出了CE-1和E-9的测试结果,示出了聚合物复合物的磁导率的实部和虚部相对于频率的曲线。图3示出了各种实施例的测试结果,示出了具有各种负载水平的聚合物复合物的应力相对于应变的曲线。图4示出了各种实施例的测试结果,示出了聚合物复合物的杨氏模量相对于负载水平的曲线。图5示出了作为CE-12和E-9的频率的函数的反射损失。在附图中,相似的附图标号指示相似的元件。虽然可不按比例绘制的上面标识的附图阐述了本公开的各种实施方案,但还可想到如在具体实施方式中所提到的其它实施方案。在所有情况下,本公开以示例性实施方案的表示的方式而非通过表述限制来描述当前所公开的公开内容。应当理解,本领域的技术人员可想出许多其它修改和实施方案,这些修改和实施方案落在本公开的范围和实质内。具体实施方式对于以下定义术语的术语表,除非在权利要求书或说明书中的别处提供不同的定义,否则整个申请应以这些定义为准。术语表在整个说明书和权利要求书中使用某些术语,虽然大部分为人们所熟知,但仍可需要作出一些解释。应当理解:术语“聚合物”和“聚合物材料”是指由一种单体诸如均聚物制得的材料,或是指由两种或更多种单体诸如共聚物、三元共聚物等制得的材料,或该两者。同样,术语“聚合”是指制造聚合物材料的工艺,聚合物材料可为均聚物、共聚物、三元共聚物等。术语“共聚物”和“共聚材料”是指由至少两种单体制得的聚合物材料。术语“室温”和“环境温度”可互用,意指20℃-25℃范围内的温度。本文使用的术语“球形的”是描述至少基本上是球形的并且不必是完全球形的颗粒(例如,珠)。类似地,当术语“球体”在本文中与珠互换使用时,它是指至少基本上是球形并且不必是完美球形的颗粒。本文使用的术语“珠”是指基本上球形的形状,其中从颗粒表面上的点到颗粒质心的距离(即,径向距离)可以变化,例如,比平均径向距离小约25%、小约15%、小约10%或小约5%。关于数值或形状的术语“约”或“大约”意指该数值或属性或特征的+/-5%,但明确地包括确切的数值。例如,“约”1Pa-sec的粘度是指粘度为0.95Pa-sec至1.05Pa-sec,但也明确地包括刚好1Pa-sec的粘度。类似地,“基本上正方形”的周边旨在描述具有四条侧棱的几何形状,其中每条侧棱的长度为任何其它侧棱的长度的95%至105%,但也包括其中每条侧棱刚好具有相同长度的几何形状。关于属性或特征的术语“基本上”意指该属性或特征表现出的程度大于该属性或特征的相背对面表现出的程度。例如,“基本上”透明的基底是指与不透射(例如,吸收和反射)相比透射更多辐射(例如,可见光)的基底。因此,透射入射在其表面上的可见光多于50%的基底是基本上透明的,但透射入射在其表面上的可见光的50%或更少的基底不是基本上透明的。如本说明书和所附实施方案中所用,除非内容清楚指示其它含义,否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括多个指代物。因此,例如,关于包含“一种复合物”的细旦纤维包括两种或更多种复合物的混合物。如本说明书和所附实施方案中所用的,除非内容清楚指示其它含义,否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。如本说明书中所用的,通过端点表述的数值范围包括该范围内所包括的所有数值(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。除非另外指明,否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、性质测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望属性而变化。最低程度上说,并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下,每个数值参数应至少根据所报告的数值的有效数位的数量并通过应用惯常的四舍五入法来解释。本公开描述了一种电磁干扰(EMI)屏蔽复合物或制品,该复合物或制品包含约20体积%至约60体积%的聚合物基质以及约40体积%至约80体积%的分布在聚合物基质内的陶瓷珠。分布在聚合物基质内的陶瓷颗粒(例如,陶瓷珠)在本文中也称为陶瓷填料。在一些实施方案中,陶瓷珠可包括具有基本上球形形状的铁氧体珠。本文所述的EMI屏蔽复合物或制品能够主要通过在例如约0.1GHz至约200GHz本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电磁干扰(EMI)屏蔽复合物,所述电磁干扰(EMI)屏蔽复合物包含:约20体积%至约60体积%的聚合物基质;和分布在所述聚合物基质内的约40体积%至约80体积%的铁氧体珠,其中所述铁氧体珠具有基本上球形的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 US 62/415,0221.一种电磁干扰(EMI)屏蔽复合物,所述电磁干扰(EMI)屏蔽复合物包含:约20体积%至约60体积%的聚合物基质;和分布在所述聚合物基质内的约40体积%至约80体积%的铁氧体珠,其中所述铁氧体珠具有基本上球形的形状。2.根据权利要求1所述的复合物,其中所述复合物包含至少55体积%的所述铁氧体珠。3.根据权利要求2所述的复合物,其中所述铁氧体珠包括M型六方AB12O19铁氧体,其中A=Ba、Sr或La,B=Fe、Co、Ti、Al或Mn。4.根据权利要求1所述的复合物,其中所述铁氧体珠具有约5微米至约500微米的平均尺寸。5.根据权利要求4所述的复合物,其中所述铁氧体珠包括第一组珠和第二组珠的混合物,所述第一组珠具有约5微米至约30微米的平均尺寸,并且所述第二组珠具有约100微米至约300微米的平均尺寸。6.根据权利要求5所述的复合物,其中所述第一组珠和所述第二组珠的重量比在约1:4和约2:3之间。7.一种电磁干扰(EMI)屏蔽制品,所述电磁干扰(EMI)屏蔽制品包含权利要求1所述的复合物。...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·V·韦斯特C·W·林赛D·E·伊萨克森M·H·弗雷
申请(专利权)人:三M创新有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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