[发明专利]纳米复合材料遮蔽膜及其制作方法

说明书

本发明涉及纳米复合材料遮蔽膜及其制作方法。本发明公开一种应用于高速讯号传输的纳米复合材料遮蔽膜及其制作方法。以塑料(PET)或金属为基材，其上涂布由纳米非金属材料(包括纳米碳、碳纳米管、石墨烯、石墨)、金属材料(铁、镍、锰、锌等)以及高分子材料混合所形成，且具有紧密的三维立体结构的浆液。浆液经烘干后可硬化形成薄膜，即为纳米复合材料遮蔽膜。本发明提供的纳米复合材料遮蔽膜具有提升宽带(100K至10GHz)讯号质量及噪声抑制的优异特性。同时，该纳米复合材料遮蔽膜也具有薄型质量轻，强度高以及良好的导电传热的效果。

技术领域

本发明涉及一种纳米复合材料遮蔽膜，特别是涉及一种应用于高速讯号传输线缆以及周边线路的纳米复合材料遮蔽膜，用以遮蔽电磁干扰的噪声并提升讯号质量。

背景技术

近年来，由于3C产品的散热对象、电池电极以及高导电率薄膜技术逐渐成熟，需求渐增，造成石墨烯与碳纳米管的原料成本降低，进而发展出石墨烯与碳纳米管的原料更新颖的应用。石墨烯与碳纳米管较广为熟知的应用领域包括功能布料、运动器材、以及电磁干扰遮蔽(Electromagnetic shielding)材料以及生物医学领域等。其中，在电磁干扰遮蔽材料的部分，目前已有少数商业上可得的样品。

现有的遮蔽材料是以金属(铜、铝或铁)或其合金作成的薄膜或编织网加上铁氧体(ferrite)材料(例如铁、锰、锌或镍)等磁性材料的化合物为主。然而目前产业上可得的遮蔽材料仅为二维平面结构，只能应用在低频(小于1GHz)的通讯环境，无法适用于高速高频的讯号传输系统。现有的二维结构的遮蔽材料对电磁干扰的抑制效果有限，且针对高频的遮蔽效果特性不足。一般而言，针对适用于高速网络与光纤通讯的高速接口(例如USB3.1、DisplayPort 1.4、HDMI 2.0及Thunderbolt等)，需使用纳米级的碳系列复合材料才可达到噪声遮蔽及讯号匹配的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有三维立体结构的纳米复合材料遮蔽膜以强化遮蔽效果、防止线路串音(cross talk)与讯号失真(distortion)的现象，以提升讯号质量。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案是，提供一种纳米复合材料遮蔽膜的制作方法，其包括：将预定比例的碳纳米管(Carbon nanotube，CNT)与石墨烯(Graphene，GNE)溶于第一含N基有机溶剂中，以形成第一混合液。在预定温度中，将含氟有机化合物溶于第二含N基有机溶剂中，以形成第二混合液。将含铁粉末溶于第三含N基有机溶剂中，以形成第三混合液。接着，将所述第一混合液、所述第二混合液以及所述第三混合液相互混合并搅拌预定时间，以形成浆液。最后，涂布所述浆液于基材上。

较佳地，所述碳纳米管与所述石墨烯的所述预定比例介于1：2至1：10之间。

较佳地，在形成所述第一混合液的步骤中，还进一步包括：将所述第一混合液放置在密闭空间内并加热至超过100℃，以使所述石墨烯膨胀而被撑开，且使所述碳纳米管渗入被撑开的所述石墨烯层内而形成具有三维立体结构的碳原子架构。

较佳地，在形成所述浆液的步骤中，还进一步包括：添加聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone，PVP)于所述浆液中，以作为所述浆液的分散剂。

较佳地，在涂布所述浆液于所述基材上的步骤后，还进一步包括：硬化已涂布于所述基材上的所述浆液，以形成所述纳米复合材料遮蔽膜。

较佳地，所述含氟有机化合物占所述浆液的重量百分比介于0.1wt％至10wt％之间，且所述预定温度介于40℃至50℃之间。

较佳地，所述含铁粉末选自铁氧体(ferrite)、Fe₂O₃、Fe₃O₄或其组合。

较佳地，所述基材为塑料或者金属。