通过控制表面电阻而得到的薄多层电磁吸收膜

摘要

本发明涉及一种薄多层电磁波吸收膜。更具体地，本发明涉及一种薄多层电磁波吸收膜，其中具有恒定电阻的导电聚合物层和磁性金属复合层包括层状结构，并且本发明表现出在10MHz～6GHz的频率内不低于35％的非常高的电磁衰减效果，或者可在10MHz～6GHz宽带频率范围内恒定获得特定数值或之上的衰减效果。根据本发明，电磁波的衰减效果可由一种构造显著增加，其中具有在20Ω至1000Ω之间恒定电阻的导电聚合物层和软磁性金属通过有机粘结剂分散和结合其上的磁性金属复合层包括具有至少两层的层状结构。

说明书

技术领域

本发明涉及薄多层电磁波吸收膜。更具体地，本发明涉及薄多层电磁波吸收膜，其中具有恒定电阻的导电聚合物层和磁性金属复合层包括层状结构，并且本发明示出在10MHz～6GHz频率内的传导电磁波噪声衰减效果不低于35％，或可在10MHz～6GHz的宽带频率中连续地获得高于特定数值的传导电磁波噪声衰减效果。

背景技术

通常，在数字及高频电路器件中的电磁波干扰是当电子部件与微带传输线安装在基片上时，由该电子部件和微带传输线之间的电磁耦合产生的。

按照常规，为了抑制这种电磁波干扰，通过使用超过0.2mm的相对厚的单层电磁吸收体，以及通过在电路基片的各自输出上连接低通滤波器或噪声滤波器，或者通过保持电子部件和微带传输线之间的间距以抑制在有问题的电路中的电磁波干扰，从而解决这个问题。

然而，上述抑制电磁波干扰的方法要求空间和间距来设置吸收体，所述吸收体具有所述滤波器或厚度不小于0.2mm，从而产生增大电子器件的尺寸和重量的问题。

为了充分利用该部件和电路基片之间有限的空间，为了抑制在电路基片和部件中产生的电磁波辐射，以及为了抑制在邻近的其他电路部件之间产生的电磁干扰，因此不使用要求相对大空间和间距的低通滤波器或噪声滤波器，而使用薄电磁波吸收膜，其由厚度不超过0.1mm的单层组成。

该电磁吸收体的吸收机制主要归功于材料的高频损失特性(high-frequency loss property)。总的来说，用作电磁吸收体的材料归类为具有传导损失，介电损失，磁性损失或这些损失中的至少两个的材料。这些材料中，使用磁性损失的材料通过将磁性金属粉末分散在有机粘结剂中而制造为膜的形式，所述膜具有不超过0.1mm的厚度。然而，在不超过1GHz的频带中，由于厚度薄，因此电磁波的功率损失不超过35％，并且表现出特性的限制。测量上述的结果如图1所示。

图1是示出电磁波吸收膜的传导电磁波的功率损失的图表，该膜通过涂上作为单层的使用铝硅铁(Fe-Si-Al合金)粉末的磁性金属复合层来制造，并且该膜的厚度是(1)0.025mm，(2)0.05mm，(3)0.075mm和(4)0.1mm。可以理解，该膜的厚度越厚，功率损失越高。

在图1的曲线(1)，(2)，(3)和(4)中，随着频率升高，波变短，并因此该电磁波的功率损失变高。然而，在不超过1GHz的频带内，有一个问题是使用厚度不超过0.1mm的电磁波吸收膜很难获得不低于或高于35％的电磁波吸收率。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述传统的问题而创造的。为了使厚度不超过0.1mm的薄电磁波吸收膜的传导噪声抑制效果最大化，其目的是通过在磁性金属复合层上层压导电聚合物膜而提供一种改进的电磁波吸收膜，该膜在10MHz～6GHz的频率内的电磁波吸收率不低于35％，从而表现出恒定电阻。

本发明的另一目的是通过层压导电聚合物层和磁性金属复合层而提供一种薄的多层电磁波吸收膜，该膜具有不超过0.1mm厚度的挠性(flexibility)，并通过电子器件中电磁波的密封性或电磁波的噪声衰减而使衰减效果最大化。

本发明的另一目的是通过直接在磁性金属复合层上聚合PEDOT，导电聚合体而提供经涂覆的薄多层电磁波吸收膜。

本发明的另一目的是提供厚度不超过0.1mm的薄多层电磁波吸收膜，其可在准微波带(0.3～3GHz)内获得不低于50％的较高的衰减效果。

技术方案

为了达到如上所讨论的本发明的目的，本发明提供一种薄多层电磁波吸收膜，该膜包括磁性金属复合层，其中具有在20Ω～1000Ω之间的恒定电阻的导电聚合物层和软磁性金属通过有机粘结剂分散和结合，所述磁性金属复合层包括至少两层的层状结构并且厚度不超过0.1mm。

另外，本发明进一步提供薄多层电磁吸收膜，其中所述磁性金属复合层位于所述层状结构中间并且所述导电聚合物层层压在所述磁性金属复合层的上部和下部表面，或者导电聚合物层位于中间并且磁性金属复合层层压在该导电聚合物层的上部和下部表面。

另外，本发明进一步提供薄多层电磁波吸收膜，其中在所述层状结构中的中间层粘结剂通过直接涂覆，粘结成分，或压缩的方式建立。

另外，本发明进一步提供薄多层电磁波吸收膜，其中所述导电聚合物层由PEDOT，聚苯胺，聚吡咯和聚噻吩之一制成。

另外，本发明进一步提供薄多层电磁波吸收膜，其中通过控制所述导电聚合物层的所述PEDOT层的表面电阻为100Ω～500Ω而使在不超过500MHz频率带宽内的电磁波吸收率最大化。

另外，本发明进一步提供薄多层电磁波吸收膜，其中通过在所述磁性金属复合层上直接涂覆所述PEDOT的单体溶液然后烘干和聚合来形成所述导电聚合物层。

另外，本发明进一步提供薄多层电磁波吸收膜，其中，通过在PET膜或PP膜上涂覆所述PEDOT来形成所述导电聚合物层。

在下文中，将详细解释本发明的构成。

有益效果

根据如上的本发明，包括磁性金属复合层和导电聚合物层并且厚度不超过0.1mm的薄多层电磁波吸收膜，用于导电聚合物和磁性金属粉末的材料产生的效果比用作已知电磁波吸收膜的材料好。

依赖于层压方法，本发明的薄多层电磁波吸收膜产生非常有效地阻止电磁波的效果，从而不影响电半导体(electricsemiconductor)，电通信领域的设备，蜂窝电话的部件和壳(case)和用于移动通信的设备，电数字图像设备等。

附图说明

图1是示出根据电磁波吸收膜厚度的电磁波吸收率的图表，该膜具有不超过0.1mm的厚度，并由磁性金属复合层组成。

图2是本发明的薄多层电磁波吸收膜的横截面视图。

(a)从顶部看，磁性金属复合层-导电聚合物层-粘结成分-释放膜(release film)

(b)从顶部看，导电聚合物层-磁性金属复合层-粘结成分-释放膜

(c)从顶部看，磁性金属复合层-导电聚合物层-磁性金属复合层-粘结成分-释放膜

(d)从顶部看，导电聚合物层-磁性金属复合层-导电聚合物层-粘结成分-释放膜

图3是用于测量本发明的薄多层电磁波吸收膜的电磁波吸收率的设备图。

图4是说明作为本发明的薄多层电磁波吸收膜的一个实施方式的电磁波吸收率的图表。

-附图中主要部件的标号的解释-

21：磁性金属复合层    22：导电聚合物

23：粘结成分          24：释放膜

具体实施方式

本发明的导电聚合物层包括在20Ω至1000Ω之间的恒定电阻，而磁性金属复合层的表面电阻在10⁶～10⁸Ω之间，接近绝缘。

通常，使用电阻损失的电磁吸收体使用电阻。其通常制造为含有碳的聚氨酯的形式。如果电阻为20Ω或以下，导电率相对高，并且当电磁波被吸收时，由于低阻抗其损失降低。被吸收的电磁波通过内部电阻的损失转换为热量而消失。其原理类似于导线或电褥子(electric mattress)产生热量。在电磁波被吸收入该电磁吸收体然后消失的过程中，电磁吸收体的阻抗具有重要的影响。空气的阻抗是377Ω，并且如果该电磁吸收体的阻抗为377Ω(与空气阻抗相似)，其电磁波将100％穿透该电磁吸收体。然而，如果该电磁吸收体的阻抗低于20Ω，并由此远低于空气377Ω的阻抗，该电磁波将不能穿透该电磁吸收体，但是大部分被反射。因此，其不能用于该电磁波，因为在被吸收之前该电磁波被反射。

其间，该具有高于1000Ω的表面电阻的电磁吸收体在电磁波的穿透性方面非常好，然而，存在低电阻损失的问题。这是因为使用电阻损失的电磁波吸收体通过内部电荷极化而导致电磁波的吸收，但是被极化的电荷数量非常少。

因此，为了较高的电磁波穿透性并通过电荷极化产生大的损失，优选具有20Ω～1000Ω之间表面电阻的材料。

即使磁性金属复合层的表面电阻在10⁶～10⁸Ω之间，材料仍具有吸收电波的效果的原因是因为磁性金属复合层的电波吸收损失使用磁性损失，而不是电阻损失。

利用从PEDOT(聚乙烯二氧噻吩)，聚苯胺，聚吡咯和聚噻吩选取的一种将该导电聚合物层压在磁性金属复合层的一侧或两侧。上面的层压方法通过直接涂覆，粘结成分，或压缩方式实施。

尤其是，为了在不超过500MHz的频率带宽中最大化电磁波吸收，该所述导电聚合物层的PEDOT层的表面电阻控制在100Ω～500Ω。参考图4，在表面电阻为300Ω(类似于空气中的阻抗)的情况下，它表明在不超过500MHz的频率带宽中吸收率被最大化。在300MHz，电磁波吸收率大约是43％。然而，在具有200Ω表面电阻的情况下，在300MHz的频率带宽中，电磁波吸收率大约是18％，然而在表面电阻不超过100Ω的情况下，不会发生电磁波吸收。

同时，在该电磁波吸收体具有超过500Ω表面电阻的情况下，很难获得在300MHz的频率带宽内的30％或以上的电磁波吸收率。

根据本发明的聚合物层如下。通过在有机溶剂(如1-丁醇或1-丙醇)中溶解3，4-聚乙烯二氧噻吩(作为导电聚合物单体)，聚烯吡酮(作为基体聚合物)，以及n-甲基吡咯烷酮和二甲基甲酰胺(作为基本添加剂)来准备单体溶液。通过在相同类型的溶剂中溶解对苯甲磺酸铁(用作氧化剂)来准备含氧化物的溶液。在通过将准备好的单体溶液与该含氧化物的溶液混合来准备同质溶液后，由此获得的溶液利用在磁性金属复合层上旋涂(spin coating)，条涂(barcoating)或带涂(tape coating)的方法涂在PET膜或PP膜上。如果经涂覆的基片在烤箱中加热特定时间，那意味着预定的温度，该单体被聚合并且随后形成导电PEDOT薄膜，其利用甲醇，丙酮等净化以获得最终的PEDOT薄膜。如果改变聚乙烯吡咯烷酮的含量，基本添加剂的含量，氧化剂的溶度以及聚合温度和时间，该制备好的PEDOT薄膜的表面非电阻可容易地改变该经涂覆的PEDOT薄膜的表面电阻。本发明涂覆导电聚合物层的另一个实施方式如下。在根据所报道的方法(韩国专利No.0162864-0000)准备好可溶聚吡咯后，通过将其溶解在氯仿中来准备聚吡咯溶液，并且将这个溶液涂在该基片上。将基片烘干特定时间，然后使用甲醇，丙酮等净化，然后烘干，然后可获得最终的导电聚吡咯薄膜。

本发明的涂覆导电聚合物层的另一个实施方式如下。

在根据所报道的方法(韩国专利No.0205912-0000)准备好可溶聚吡咯后，通过将其溶解在氯仿中来准备聚吡咯溶液，并且将这个溶液涂在该基片上。将基片烘干特定时间并且使用甲醇，丙酮等净化，然后可获得最终导电聚吡咯薄膜。

同时，用于本发明的导电聚合物层的该磁性金属粉末由铝硅铁粉(Fe-Si-Al)，坡莫合金(Fe-Ni)，纯铁粉末(fe)，羰基铁，钼坡莫合金(Fe-No-Mo)，铁酸盐，不锈钢(Fe-Cr，Fe-Cr-Ni)或硅钢(Fe-Si)粉末中任一个组成。

另外，用于该磁性金属复合层的有机粘结剂由PVC(聚乙烯醇缩丁醛)，聚氨酯橡胶，硅橡胶，聚乙烯，聚氯乙烯，EPDM，聚丁橡胶，聚丙烯或聚苯乙烯，或天然橡胶中任一个组成。上述提到的该有机粘结剂的特征在于它们擅长保持粉末聚集，并可被有机溶剂溶解，因此允许由该粘结剂保持聚集的粉末可以彻底分散。

由磁性金属复合层和导电聚合物层组成的薄多层电磁波吸收膜可通过利用粘结成分如电绝缘粘结剂，粘结糊(adhesion paste)或双层胶带(double tape)的方式结合形成。这个粘结成分可以容易的贴在电子器件上。

上面的本发明的该薄多层电磁波吸收膜将通过参考附图的实施方式具体解释如下。

图2是示出本发明实施方式的附图。

图2(a)是厚度不超过0.1mm的薄多层电磁波吸收体的横截面视图，其中，磁性金属复合层21通过由有机粘结剂分散结合并成片的软磁性金属粉末形成，导电聚合物层22通过在其一侧涂上导电聚合物形成，而在该导电聚合层22的另一侧结合粘结成分23，如粘结剂，粘结糊或双层胶带，以贴附释放膜24。

在该导电聚合物层22，电磁波首先由电阻损失衰减，并且在该磁性金属复合层21，该电磁波再次由磁性损失衰减。与有一个层组成的磁性金属复合膜相比，其特性优异。

在上面的多层膜中，在由该有机粘结剂分散的液相状态，使用Dr.Blade，带涂，旋涂等方法，均一地涂覆来完成层之间的结合。或者，其可通过电结合或用粘结糊，粘结剂或双层胶带压缩它们而形成。

同时，如图2(b)所示，导电聚合物层22位于上部，磁性金属复合层21层压在下部，并且形成粘结成分23和释放膜24。

另外，至于本发明的一个实施方式，如具有三层的多层电磁波吸收膜，如图2(c)所示，本发明可选择将导电聚合物层21结合在该磁性金属复合层22的上部和下部表面的结构。另外，如图2(d)所示，可选择将磁性金属复合层22连接在该导电聚合物层21的上部和下部表面的结构。

为了检查根据本发明的薄多层电磁吸收体的效果，通过下面的方法测量电磁波吸收率。

为了测量本发明的电磁波吸收膜的电磁波吸收率，如图3所示，在微带电路基片81的上部设置长度80mm宽度约2mm的铜83，并且该微带电路基片的末端与3.5mm的SMA型接线端85连接。

该微带电路基片的下部由铜层84组成，并且具有预设尺寸的吸收膜82位于该铜线的上部，然后测量传导电磁波噪声的功率损失。

用于上面发明的电磁波吸收膜的尺寸为边长50mm的正方形。可以理解的是，使用用于测量所述电磁波吸收率的设备来分析电磁波吸收膜的衰减效果，以便将该膜结合在用于分析矢量网络的设备上，并且从一端传导至另一端的信号被衰减。

通过所述方法测量得到的吸收率的结果如图4所示。

图4所示的图表示出包含两层结构的薄多层膜的电磁波吸收率，该结构如图2(a)所示，通过在该磁性金属复合层上涂上导电聚合物(PEDOT)，该磁性金属复合层由有机粘结剂分散和结合，粘结成分结合在该导电聚合物层的下部。

该磁性金属复合层的厚度固定为0.03mm，其上，通过控制表面电阻均一地为20Ω(71)，50Ω(72)，80Ω(73)，100Ω(74)，230Ω(75)及300Ω(76)，该导电聚合物涂覆厚度为0.005～0.020mm，该薄多层膜的总厚度设定为0.05mm。

对比所述图4中的所述数据和电磁波吸收率的数据示出根据导电金属复合单层膜的厚度的电磁波吸收率在不超过1GHz频率内不超过30％，相反本发明在1GHz的频率内获得85％或之上(74)的电磁波吸收率。

尤其是，在根据本发明的该电磁波吸收膜由磁性金属复合层和导电聚合物层组成的情况下，本发明表现出优异的电磁波吸收率，该吸收率即使在不超过500MHz频率内也不可能由磁性金属复合单层获得。

因此，其中层压本发明的磁性金属复合层和导电聚合物层的本发明的膜，可防止短路并且使电磁波吸收率最大化，同时保持厚度在0.1mm或以下。

本发明主要基于如上的本发明的优选实施方式解释。然而，本发明可由本领域的技术人员适当改变或修改至不超过本发明的范围的程度。只要改变或修改的类型不背离本发明的要旨，显然其在本发明权利的范围之内。

本发明的技术范围并不受限于该说明书的具体描述。

工业适用性

为了使厚度不超过0.1mm的薄电磁波吸收膜的电磁波吸收特性最大化，本发明可通过在磁性金属复合层上层压导电聚合物膜而提供改进的薄电磁波吸收膜，该膜具有在10MHz～6GHz频率内的不低于35％的电磁波吸收率，从而表现出恒定的电阻。

另外，本发明可通过层压导电聚合物层和磁性金属复合层而提供薄多层电磁波吸收膜，该膜具有不超过0.1mm厚度的挠性，并通过电子器件中电磁波的密封性或电磁波的噪声衰减而使衰减效果最大化。

另外，本发明可通过直接在磁性金属复合层上聚合PEDOT，导电聚合物而提供经涂覆的薄多层电磁波吸收膜。

另外，本发明可提供厚度不超过0.1mm的薄多层电磁波吸收膜，其可在0.3～3GHz的准微波带内获得不低于50％的较高的衰减效果。