柔性环氧树脂基覆膜制备技术及性能研究

发布时间：2020-08-05 07:15

【摘要】：随着电子技术的飞速发展,电子设备已经成为日常生活中不可或缺的一部分,与此同时,电子设备产生的电磁辐射不仅给精密仪器、军事设备及航天航空工程等带来巨大的危害,也对人体健康产生不利影响。因此,电磁辐射被认为是当今社会严重的公共污染问题之一,研制能够高效率消除或者抑制电磁辐射的材料成为了目前主流的研究课题。目前在实际应用中最普遍采用的电磁屏蔽材料是有机聚合基材表面覆金属膜,柔性环氧树脂由于其成本低、可弯折、化学稳定性好、可加工性好等优点成为目前电磁屏蔽材料理想的基材之一。但柔性环氧树脂被作为电磁屏蔽材料基材常常会面临表面金属化困难和金属层附着不好等诸多挑战。本论文将为柔性环氧树脂基表面金属化提供可行性解决方案,主要研究结果如下:(1)本论文首先采用预处理手段适当地提高柔性环氧树脂基材表面的粗糙度及亲水性能,为后续金属的沉积提供机械结合“锚点”。接着采用改性枝接处理的手段,使用主要成分为Na_2S_2O_3的溶液作为改性枝接剂,通过S_2O_3~(2-)与柔性环氧树脂基材表面的环氧基团发生开环反应,成功地将S_2O_3~(2-)引入到柔性环氧树脂基材表面。S_2O_3~(2-)是能够与金属离子发生强烈络合作用的官能团,进一步提升了沉积金属层与柔性环氧树脂基材表面之间的附着力。(2)将改性枝接处理后的柔性环氧树脂基材浸入银基溶液型催化墨水中得到含有银的催化种植层。经过对比试验,催化种植层与改性枝接后的柔性环氧树脂基材之间附着性良好,且能为后续的化学沉积提供催化活性中心。(3)采用甲醛还原剂体系的化学沉积技术使得柔性环氧树脂基材表面得到沉积铜层。通过对沉积铜层进行不同的分析表征,本论文工艺所制备的沉积铜层具有良好的金属光泽、致密的表面形貌、高的纯度、优异的结晶性和优良的导电性(电阻率仅为块体铜的1.33倍),且沉积铜层与柔性环氧树脂基材表面的附着力达到所采用表准的最高评分,附着性能优异。(4)测得本论文工艺得到的柔性环氧树脂基覆膜样品在高频条件下(4-18GHz)电磁屏蔽效能均到达60 dB以上,可以屏蔽99.9999%的高频电磁波。本论文工艺流程简单、可靠性高,能够低成本、高效地在柔性环氧树脂基材上制备质量高、附着力强、电磁屏蔽效能优异的金属铜层,在电磁屏蔽材料制造领域具有很强的应用潜力。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ323.5;TB306
【图文】：

电磁屏蔽材料,导电涂料,溶剂组成,合成树脂

说明电磁屏蔽效果越好。表 1-1 电磁屏蔽效能的分类标准屏蔽效能/dB 0 ＜10 10-30 30-60 60-90 ＞90屏蔽效果无差较差中等良好优电磁辐射屏蔽材料的使用被公认为是防止电磁污染和电磁干扰最直接有效式之一。目前，主要研究的电磁屏蔽材料可分为四大类（如图 1-1 所示）：表电材料类、填充型复合材料类、非晶金属材料类和透气性材料类[8]。其中，表电型材料主要是不同基材表面通过导电涂料、金属熔射、金属箔贴附以及表属化镀膜等手段形成一导电层，达到屏蔽电磁波的目的。表层导电型屏蔽材具有导电性好，电磁屏蔽效果佳的优点，且符合电子产品对轻薄化、多功能发展需求，成为了目前电磁屏蔽材料研究的热点。目前，表层导电类电磁屏料（包括导电涂料、金属熔射、贴金属箔和电镀塑料等）的开发和应用已取定的进展。表层导电类电磁屏蔽材料主要分为导电涂料和金属覆层材料两类

原理图,喷砂,原理图,基材

氧树脂基材表面改性的研究现状常在环氧树脂基材表面进行改性处理的方法可分为物理方法和化学。物理方法一般为打磨，化学方法包含化学刻蚀、等离子体处理、、离子注入和改性接枝处理等多种方法。打磨有机聚合物基材表面进行打磨处理，不仅可以去除聚合物基材表面还可以使聚合物基材表面的粗糙度增加，增强金属化后的基材表面械铆合作用。目前常见的打磨处理包括采用钢丝刷、砂纸或锉削等采用砂带、砂轮或喷丸/喷砂等的机械打磨两种处理方法，其中机理速度快、重复性好和成本效益乐观的优点成为工业中打磨处理的械打磨中最常用的是喷砂法，喷砂法是利用压缩空气使喷料（石英矿砂等）加速后形成高速射流经喷枪喷射到基材表面，通过强力冲粗糙度增大，从而到达表面改性的目的。

物理气相沉积,基材

高效地实现环氧树材表面金属化的方法脂基材表面的前处理后，接下前，在有机聚合物基材表面实现涂法、电镀和化学沉积。在高真空条件下，采用物理的方华成为气态原子、分子或部分成基材表面形成具有一定特殊功能术主要有真空蒸镀、溅射镀膜、沉积具有工艺操作简单、成膜空航天工程、电子制造、新材料

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