[發明專利]一種低壓縮應力電磁屏蔽材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110726898.0
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113453526A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 胡友根;張陸輝;王勇;韋劍鴻;許亞東;趙濤;孫蓉
• 申請（專利權）人: 深圳先進電子材料國際創新研究院
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;C08L83/07;C08L83/05;C08K3/08;C08J5/18
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

本發明公開了一種低壓縮應力電磁屏蔽材料及其制備方法。所述電磁屏蔽材料，其包括聚合物基材和軟體導電填料；所述軟體導電填料為以低模量聚合物為芯材，且表面沉積導電金屬層的核殼結構的軟體導電顆粒，所述低模量聚合物制得芯材的彈性模量范圍為20kPa～20MPa。本發明以低模量軟質聚合物為芯材，通過化學鍍等方法在其表面沉積金屬導電層，制得核殼結構的軟體導電填料。相比傳統導電填料具有低密度、低成本及低應力高壓縮等優點，且能夠與其他聚合物基材進行簡單復配，制備低壓縮應力的電磁屏蔽材料。本發明成本低廉、結構簡單、制作簡便易行，適用于精密電子器件的電磁波干擾屏蔽等領域。

技術領域

本發明涉及電子材料領域，具體涉及一種低壓縮應力電磁屏蔽材料及其制備方法。

背景技術

集成電路和電子器件不斷朝著輕、薄、小、高性能、多功能方向發展，極大推動了高密度三維封裝技術的進步，由此也產生了一系列熱、電、電磁干擾、機械、能量供應等方面的問題。尤其是隨著5G通信技術的飛速發展，信號發射基站數量和工作頻率范圍(450MHz-6GHz和24-52GHz)顯著增加，帶來了日益嚴重的電磁輻射和電磁干擾(EMI)問題。如何減少復雜電磁環境中的電磁干擾，滿足電磁兼容標準的要求，使各種電子元件正常工作，是亟需解決的問題。

電磁屏蔽材料通過吸收或反射電磁波，可大幅減少電磁波穿透，是抑制電磁干擾的重要手段，在現代電子設備中已不可或缺。理想的電磁屏蔽材料應兼具輕質、高電磁屏蔽效能、寬吸收頻帶、易加工成型等性能。對于空間狹小、高精密的敏感電子元件或設備，電磁屏蔽材料應具有高密封性、薄厚度及高壓縮性等特征。尤其對于芯片等承壓能力較小的核心部件，電磁屏蔽材料還應具有低應力特性，以免在屏蔽材料的安裝固定過程破壞芯片。

為此，專利CN 111423632 A利用天然橡膠、短切纖維、表面改性導電填料等制備了一種高彈性導電橡膠屏蔽復合材料，具有較低的體積電阻率，優異的彈性、回彈性和拉伸強度，但該屏蔽材料的模量過大、壓縮率較低。相似地，電磁屏蔽密封墊片通常采用金屬導電粉(金粉、銀粉、銅粉、鋁粉、鎳粉、鍍金鎳粉、鍍銀鎳粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀玻璃粉、鍍鎳銅粉、鍍鎳鋁粉和鍍鎳石墨粉等)或導電碳粉(石墨片、碳納米管、炭黑等)直接填充在聚合物中制得導電屏蔽復合材料，為了獲得足夠高的電導率(電磁屏蔽效能)，填料往往需要填充到較高比例，但會帶來材料硬度提高、壓縮率降低等缺陷。

構建泡沫結構是提高壓縮率、降低應力的有效途徑，專利CN 106243379 B將具有柔韌性的聚合物泡沫在氧化石墨烯水分散液中浸漬、烘干、還原制備了一種基于氧化石墨烯和聚合物的電磁屏蔽泡沫復合材料及制備方法。該泡沫屏蔽材料的壓縮應變可高達80％，反復壓縮1000次后回復率≥95％，具有優異的低應力高壓縮特性，但泡沫的開孔結構導致屏蔽效能較低(約40dB)。此外，開孔泡沫材料無法隔絕環境中的濕氣，不利于保護芯片等敏感元件。專利CN 111592684 A利用微孔發泡技術制備了一種隔離型熱塑性彈性體復合微孔電磁屏蔽材料，該材料為閉孔結構，具有輕質、低填充和高的比屏蔽效能(屏蔽效能/密度)，但屏蔽效能的絕對值仍然偏低(約27～40dB)。專利CN 110684473 A采用層疊設置的導電布、導電發泡壓敏膠和離型膜制備了一種新型超薄、高壓縮性、高回彈性、防靜電的導電泡棉。該導電泡沫的自然厚度可薄至0.1mm，顯著低于常見的FOF(fabric over foam)導電泡棉的最小厚度(0.3mm)，在窄間距、低應力場景應用具有明顯優勢，遺憾的是該材料的導電性能較低，僅適用于靜電防護，難以用于高效電磁屏蔽場合。