金属网栅电磁屏蔽窗口薄膜的设计与制备

发布时间：2021-03-19 12:35

　　通过光刻掩膜技术、电阻热蒸发沉积技术制备电磁屏蔽窗口金属网栅薄膜,研究金属网栅的红外透射率和电磁屏蔽效能。为了能有效地屏蔽电磁波,使用CST Studio Suite电磁仿真软件设计不同周期、线宽的金属网栅,采用光刻掩膜技术、电阻热蒸发技术在双面抛光单晶硅基片上完成线宽为30μm,周期分别为350μm、450μm、550μm、650μm、750μm的金属网栅薄膜的制备。采用真空型傅立叶红外光谱仪和矢量网络分析仪分别对不同结构参数金属网栅薄膜的光谱特性和电磁屏蔽效能进行测试。结果:实现在双面抛光单晶硅基底上制备的网栅在12～18 GHz频段内,网栅的电磁屏蔽效能均达到12 dB以上。在3～5μm波段的透射率损失仅为8%。为了得到既具有高透光率,又具有强电磁屏蔽效能金属网栅薄膜需要合理设计金属网栅的线宽和周期。制备过程中网栅的光学-电学特性不仅受周期和线宽影响,掩膜板的加工精度、金属网栅的加工缺陷等也会造成不同程度的影响。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

连通式网栅示意图及单元结构

采用CST Studio Suite电磁仿真软件设计了周期g=500 μm,线宽2a分别为10 μm,20 μm,30 μm,40 μm的金属网栅电磁屏蔽效能,频率范围为:1～18 GHz。仿真结果如图2(a)所示。仿真线宽为2a=30 μm,周期分别为350 μm,450 μm,650 μm,750 μm的金属网栅电磁屏蔽效能,如图2(b)所示。图2 网栅仿真电磁屏蔽效能

图2 网栅仿真电磁屏蔽效能分析图2(a),可以得到在保持网栅的周期(g=500 μm)一定时,随着网栅线宽的增加,网栅的电磁屏蔽效能不断增加,原因是网栅的线宽的增加,使得网栅的面电阻不断减小,网栅的电磁屏蔽效能增加[6]。因此可以通过增加网栅线宽增强电磁屏蔽效能。分析图2(b),网栅的线宽(2a=30 μm)一定时,在网栅的周期不断增加时,网栅的电磁屏蔽却不断下降,但是根据占空比公式(1)的计算,网栅的透射率却得到提高,综合分析可知,网栅的光电特性是矛盾,具体如表1所示。从图2的(a)、(b)图可以发现,随着电磁波频率的增加,网栅的屏蔽效能下降,主要是由于随着频率的增加,金属网栅的电阻和电抗增加而导致的[6]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁屏蔽原理及应用[J]. 施建花.  现代经济信息. 2015(24)
[2]薄膜型金属网栅的电磁屏蔽特性[J]. 冯晓国,张舸,汤洋.  光学精密工程. 2015(03)
[3]柔版印刷金属网栅光电性能研究[J]. 李修,王瑜,徐艳芳,冉军,莫黎昕,李路海.  红外与激光工程. 2013(12)
[4]透红外/可见光学窗的电磁波屏蔽技术[J]. 陈宇.  红外技术. 2012(07)
[5]高透光率感性网栅膜的电磁屏蔽[J]. 刘小涵,赵晶丽,冯晓国,申振峰,高劲松,张红胜.  光学精密工程. 2012(01)
[6]薄膜屏蔽的工艺研究与探索[J]. 赵万章,冯雪,王冬梅.  吉林大学学报(信息科学版). 2007(01)
[7]红外透明导电金属网栅薄膜[J]. 高劲松,孙连春,郑宣明,朱世栋,赵晶丽.  光学技术. 2001(06)

硕士论文
[1]磁控溅射法制备Fe-Si-Al电磁屏蔽薄膜的性能研究[D]. 陈广琦.深圳大学 2015



本文编号：3089576