[发明专利]用于电磁干扰(EMI)应用的高负载水平复合物及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。上面的发明内容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。