[发明专利]基于复合微纳增材制造大尺寸电磁屏蔽玻璃批量生产方法

说明书

本发明提供了一种基于复合微纳增材制造大尺寸电磁屏蔽玻璃批量生产方法，对打印基材进行预处理，采用单平板电极电场驱动多喷头喷射沉积微纳3D打印方法在预处理好的基材上高效打印金属网栅结构；将打印的金属网栅进行高温或者低温烧结；将烧结后的样件进行清洗，去除在烧结过程中产生的附着在基材上以及网格表面的污物，风干去除多余水分；将风干处理后的金属网栅放到电铸池中，使用微电铸电源进行电铸，在导电网栅结构表面沉积一层导磁材料并将其包裹住，形成导电/导磁复合材料；将电铸好的结构从电铸池中取出，用去离子水超声震洗，去除镀件上残留的材料，并用氮气吹干；本发明通过增材制造技术实现了超大尺寸宽频高性能透明电磁屏蔽玻璃规模化制造。

技术领域

本发明涉及透明电磁屏蔽玻璃加工技术领域，特别涉及一种基于复合微纳增材制造大尺寸电磁屏蔽玻璃批量生产方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

电磁屏蔽玻璃是一种具有衰减电磁波辐射功率功能的透光观察视窗器件，不仅可以有效阻止有害电磁能量由视窗的一侧向另一侧传播，还具有较高可见光(红外光等)透过率，以保证光学信号的传输不受影响。其主要功能包括：有效屏蔽电磁辐射干扰，保障仪器设备正常工作；有效减低通过视窗的电磁波信号，防止信息泄漏，保障机密信息安全；有效降低电磁辐射污染，减小人体所受辐射伤害；实现飞行器等电磁隐身。当前，电磁屏蔽玻璃被广泛应用于各类电磁兼容场合，包括机柜、机箱、电力系统、热工仪表、精密实验室、医疗器械、电子通讯、政府机关、银行、金融证券机构等民用领域，以及第五代战斗机座舱透明件、巡航导弹光学窗、航天器光学窗、方舱通讯车、导弹和雷达罩、军用平板显示器、军用加固计算机、飞行器视窗及仪表等国防军工安全领域，尤其是随着5G通讯广泛应用，其在现在信息通讯、自动驾驶、现代电磁战等领域的应用越来越广泛，其性能要求也越来越高。

目前最常见的主要是网栅类、镀膜类电磁屏蔽玻璃。镀膜类电磁屏蔽玻璃通常采用磁控溅射等工艺在各类透光基材表面沉积一层透明导电膜；这类电磁屏蔽玻璃所用材料多为氧化铟锡(ITO)、金属合金及其他氧化物，材料稀缺、价格昂贵，且仅能有效透过可见光，屏蔽效率低。由于中高频段(＞100kHz)电磁波的反射损耗与电磁屏蔽材料本身的导电性能相关，只有较低的表面电阻才能获得更强的电磁反射，但是提高其表面电阻就要求提高镀膜的厚度，这就会导致其透光率大大降低，其电磁屏蔽性能与透光率之间具有相互制约关系，因此难以满足高性能需求。网栅类电磁屏蔽玻璃是由具有电磁屏蔽效能的金属网栅和玻璃相结合，同时实现电磁防护和透光的作用。其实现形式主要有两种，即夹层金属丝网电磁屏蔽玻璃和刻蚀网栅电磁屏蔽玻璃。这类电磁屏蔽玻璃不含图形的网孔区域为透明衬底，光可以正常透过，网栅区域为高导电性金属材料，如银、铜、镍、不锈钢等，同时满足透光与电磁屏蔽性能。夹层金属丝网电磁屏蔽玻璃是由有机或无机玻璃、胶片等透光材料和金属丝网在高温、高压下采用夹层工艺制造的。这类电磁屏蔽玻璃具有减噪、防爆，耐候性、耐腐蚀，稳定性高等性能。刻蚀网栅电磁屏蔽玻璃是利用激光、等离子体刻蚀等工艺在涂布有光刻胶的有机或无机玻璃表面刻蚀出网栅沟槽，然后在表面镀制高导电性金属膜，最后清洗掉光刻胶以及其表面的金属膜，沟槽中的金属则被保留在玻璃基体内从而获得金属网栅，并且通过增大网栅结构的深宽比，可以在保证较高透光率的同时有效提升导电性。网栅类电磁屏蔽玻璃结构参数可变，可根据使用环境进行灵活设计，同时实现从近红外到可见光的宽波段高透光率。金属网栅凭借其结构参数和材料的多样性、优良的透光与电磁屏蔽特性逐渐成为光学窗电磁屏蔽技术中最具潜力且最有效的技术之一。

发明人发现，现有的金属网栅电磁屏蔽玻璃制造技术如夹层工艺、光刻、纳米压印、激光、刻蚀工艺等，生产工艺复杂，设备成本高昂、效率低下，尤其是现有技术无法实现大尺寸金属网栅高效低成本制造，特别是对于18寸以上超大尺寸金属网栅的制造，严重制约该产品的广泛的工业化应用。并且，目前这类产品的制造大多采用单一高导电性材料，虽具有优异的高频段电磁屏蔽性能，但其对低频电磁波的屏蔽效果较差。随着人们开发与利用的电磁波频段越来越宽，意味着电磁屏蔽材料也应朝着宽频段、高屏效方向发展，单一功能的屏蔽材料已无法满足全频段强电磁屏蔽性能的要求。

发明内容