用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板及其制备方法、柔性电磁屏蔽纸及其制备方法
未命名
08-18
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1.本发明涉及电子材料技术领域,具体涉及一种用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板及其制备方法,和一种柔性电磁屏蔽纸及其制备方法。
背景技术:
2.随着信息技术的不断发展,电力电子设备在人民生活领域中的应用越来越广泛。不过,这些设备在使用过程中,却常因受到电磁干扰(electromagnetic interference,简称emi)而导致设备精度降低或影响设备正常运转等问题,因此,如何实现最大程度上的电磁屏蔽是保证设备正常运转亟需解决的问题。
3.目前,主要的电磁屏蔽方法主要包括:静电屏蔽法、静磁屏蔽法和电磁屏蔽法,其中,较为常用的静电屏蔽法主要是通过使用一个空心导体将外电场遮住的方式,使处于空心导体的内部的设备不受外界的影响,同时也避免该设备对外界产生影响。为了使空心导体能够适用于不同形状的设备,人们想到了使用柔性电磁屏蔽材料(例如电磁屏蔽纸)合围成用于容纳设备的容纳腔的形式,以形成空心导体。
4.常用的电磁屏蔽纸主要通过两种形式来赋予纸张电磁屏蔽功能:其中一种是将纸材料与导电材料形成复合涂层;另一种是使用导电纤维编织的方式形成纸基材料。然而,通过复合涂层的方式形成的电磁屏蔽纸的导电涂层易脱落,通过导电纤维编织形成的纸基材料的导电纤维的强度低,从而导致通过这两种形式形成的电磁屏蔽纸都存在电磁屏蔽稳定性差和电磁屏蔽效能容易减弱的问题。因此,对纸基电磁屏蔽材料进行合理的结构设计来提升其电磁屏蔽效果和稳定性,从而扩大电磁屏蔽纸的应用领域是十分必要的。
技术实现要素:
5.本发明通过提供一种新的电磁屏蔽导电结构,以解决目前的电磁屏蔽纸电磁屏蔽稳定性差和电磁屏蔽效能容易减弱的问题。
6.第一方面,本发明提供一种用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板,该电磁屏蔽模板包括临时载板;和设置在所述临时载板上的电磁屏蔽单元,所述电磁屏蔽单元包括至少两个导电纳米线模块,所有的导电纳米线模块均相对所述临时载板朝向一特定方向x倾倒,且倾倒的导电纳米线模块在特定方向x上相互搭接以形成能够覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构。
7.第二方面,本发明提供一种电磁屏蔽模板的制备方法,所述方法包括:
8.在临时载板上设计制造至少两个导电纳米线模块的生长位点图案;在所述生长位点图案的上制备导电纳米线模块,且所述导电纳米线模块未倾倒时的高度hnws大于在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块之间未倾倒时的距离d1;将制备处的所有的导电纳米线模块进行定向倒塌处理,使其均朝向一特定方向x倾倒,且使倾倒的导电纳米线模块在特定方向x上依次搭接,其中,朝特定方向x倾倒且相互搭接的所有导电纳米线模块共同
形成能够覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构。
9.第三方面,本发明提供一种柔性电磁屏蔽纸,所述柔性电磁屏蔽纸包括:纸张;和设置在所述纸张上的电磁屏蔽单元;其中,所述电磁屏蔽单元为前述的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板上电磁屏蔽单元转移至所述纸张上得到;或者所述电磁屏蔽单元为前述的制备电磁屏蔽模板的方法制备得到的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板上的电磁屏蔽单元转移至所述纸张上得到。
10.第四方面,本发明提供一种柔性电磁屏蔽纸的制备方法,所述制备方法包括:将前述的设置在所述临时载板上的电磁屏蔽单元转移至纸张上;或者将前述的制备电磁屏蔽模板的方法制备得到的设置在所述临时载板上的电磁屏蔽单元转移至纸张上。
11.本发明实施例的有益效果在于:本发明提供的方案通过将所有导电纳米线模块统一朝向一特定方向x倾倒且在倾倒之后相互搭接来形成能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的导电网格结构,因而不会产生电磁泄露;而且,由于构成电磁屏蔽单元的在特定方向上依次排布的导电纳米线模块通过部分堆叠搭接形成导电网络结构,使得电磁波在其中的传播路线延长,从而获得更多折射和反射的机会,增强了电磁波的逐层衰减,提高电磁屏蔽效果。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1示意性地显示了本发明一实施方式的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的结构示意图;
14.图1a示意性地显示了本发明一实施方式的由导电网络结构限定的屏蔽区域的结构示意图;
15.图2示意性地显示了图1所示用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的另一视角的结构示意图;
16.图3示意性地显示了图1所示用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的横截面结构示意图;
17.图4示意性地显示了图2所示用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的导电纳米线模块未倾倒时的结构示意图;
18.图5示意性地显示了本发明一实施方式的柔性电磁屏蔽纸的其中一种结构示意图;
19.图6示意性地显示了本发明一实施方式的柔性电磁屏蔽纸的另一种结构示意图;
20.图7示意性地显示了图2所示柔性电磁屏蔽纸的另一视角的结构示意图;
21.图8示意性地显示了本发明一实施方式的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法流程图;
22.图9a示意性地显示了本发明一实施方式的涂覆有光刻胶的临时载板的俯视图;
23.图9b示意性地显示了本发明一实施方式的涂覆有光刻胶的临时载板的侧视图;
24.图10中的(a)图示意性地显示了本发明一实施方式的在临时载板上的光刻胶上制备了生长位点图案的俯视图;
25.图10中的(b)图示意性地显示了本发明一实施方式的在临时载板上的光刻胶上制备了生长位点图案的纵向剖视图;
26.图11中的(a)图示意性地显示了本发明一实施方式的按照生长位点图案制备有导电金属种子的临时载板的俯视图;
27.图11中的(b)图示意性地显示了本发明一实施方式的按照生长位点图案制备有导电金属种子的临时载板的侧视图;
28.图12a示意性地显示了本发明一实施方式的生长有导电金属种子的临时载板放置在导电纳米线生长溶液中的俯视图;
29.图12b示意性地显示了本发明一实施方式的生长有导电金属种子的临时载板放置在导电纳米线生长溶液中的侧视图;
30.图13a示意性地显示了本发明一实施方式的生长有导电金属种子的临时载板浸泡在乙醇/水混合溶液中的纵向剖面结构示意图;
31.图13b示意性地显示了图13a所示的在乙醇/水混合溶液放置之后的生长有导电金属种子的临时载板进行干燥处理的第一阶段的结构示意图;
32.图13c示意性地显示了图13a所示的在乙醇/水混合溶液放置之后的生长有导电金属种子的临时载板进行干燥处理的第二阶段的结构示意图;
33.图13d示意性地显示了图13a所示的在乙醇/水混合溶液放置之后的生长有导电金属种子的临时载板进行干燥处理的第三阶段的结构示意图;
34.图14示意性地显示了本发明一实施方式的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法制备得到的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的扫描电镜图片;
35.图15示意性地显示了本发明一实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法;
36.图16a示意性地显示了本发明一实施方式的将临时载板上的电磁屏蔽单元转移至纸张上的俯视结构图;
37.图16b示意性地显示了本发明一实施方式的将临时载板上的电磁屏蔽单元转移至纸张上的侧视结构图;
38.图17示意性地显示了本发明另一实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法。
具体实施方式
39.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
40.还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”,不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本文中所用的术语一般为本领域技术人员常用的术语,如果与常用术语不一致,以本文中的术语为准。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部
的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
41.以下将首先从电磁屏蔽模板和柔性电磁屏蔽纸的构造的视角对本发明实施例提供的方案进行详细说明。
42.首先,结合图1至图4对用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的结构进行详细说明。其中,图2示意性地显示了本发明的一种实施方式的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的侧视图,如图2所示,本发明实施例提供的电磁屏蔽模板包括临时载板20和电磁屏蔽单元30,电磁屏蔽单元30设在临时载板20上。作为电磁屏蔽单元30的其中一种实施方式,如图1和图2所示,电磁屏蔽单元30包括至少两个导电纳米线模块301,所有的导电纳米线模块301均设在临时载板20上,示例性的,导电纳米线模块301可以通过直接生长在临时载板20上的方式设在临时载板20上,且所有的导电纳米线模块301相对临时载板20朝向同一特定方向x倾倒,且在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301在处于倾倒状态时在特定方向x上是至少部分相互搭接的,所有的导电纳米线模块301通过相互搭接形成能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构,具体的,导电网络结构限定的屏蔽区域即为导电网络结构的外周合围成的区域,也就是说相互搭接的所有导电纳米线模块301中的位于最外周的导电纳米线模块301的外周在临时载板20上的投影线合围成的区域(如图1a所示),而导电网络结构能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的意思是:导电网络结构在垂直于临时载板20的上表面的方向上形成的投影区域是一个完整的面(其内部不存在间隙、空缺),以使得,在导电网络结构的背离临时载板20的一侧朝临时载板20看时,仅能看到屏蔽区域以外的临时载板20,即俯视时屏蔽区域覆盖的临时载板20是不外露的;其中,两个导电纳米线模块301相互搭接是指两个导电纳米线模块301的至少部分表面相接触以形成相互重叠区域;所有的导电纳米线模块301通过相互搭接形成导电网络结构是因为,导电纳米线模块301为导体,相互搭接的两个导电纳米线模块301能够相互导电,所有的导电纳米线模块301能够通过相互搭接形成导电网络结构即是所有的导电纳米线模块301通过直接相互搭接或间接相互搭接的方式,使得所有的导电纳米线模块301能够相互导电。作为在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301在处于倾倒状态时能够至少部分相互搭接的其中一种实施例,可以将导电纳米线模块301设置成其未倾倒时的高度hnws大于在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1(如图4所示),以使在特定方向x上依次排布的的导电纳米线模块301倾倒时的相对的侧面3011(即在特定方向x上依次排布的的导电纳米线模块301的朝向彼此的侧面3011)至少部分相互搭接,示例性的,在特定方向x依次排布的两个导电纳米线模块301的相对的侧面3011至少部分相互重叠。由此,本发明的电磁屏蔽单元的导电网络结构能够完全覆盖其限定的屏蔽区域,因而不会产生电磁泄露;同时,由于构成电磁屏蔽单元30的在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301部分堆叠形成导电网络结构,使得电磁波在其中的传播路线延长,从而获得更多折射和反射的机会,增强了电磁波的逐层衰减,提高电磁屏蔽效果。
43.作为临时载板20的材质的实施例,临时载板20可以采用玻璃、硅或陶瓷等硬质材质的板材。
44.作为临时载板20的形状的实施例,如图1的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的俯视图所示,临时载板20可以为横截面呈矩形的板材,当然,临时载板20也可以根据实际
需要设计成横截面呈其他形状的板材,例如,临时载板20为横截面呈圆形的板材。临时载板20的厚度可以高于导电纳米线模块301未倾倒时的高度hnws(如图4所示),也可以低于导电纳米线模块301未倾倒时的高度hnws。
45.作为导电纳米线模块301的材质的实施例,导电纳米线模块301为以导电材料为材质的纳米线(一种例如具有在纵向上被限制在100纳米以下(横向没有限制)的一维结构),这些导电材料例如可以是金(au)、银(ag)、铂(pt)等导电性能较好的金属材料,也可以为其他具有导电性的金属材料或非金属材料。
46.对于导电纳米线模块301的规格的一些实施例,将结合图3显示的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的横截面剖视图和图4显示的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的侧视图进行说明,其中,图4中显示的导电纳米线模块301为未倾倒时的导电纳米线模块301,如图3和图4所示,导电纳米线模块301的横截面的宽度w1的取值范围为1μm~10μm,例如,导电纳米线模块301的宽度w1为1μm、3μm或4μm,以便于通过倒塌处理的方式得到倾倒导电纳米线模块;导电纳米线模块301的横截面的长度l1的取值范围为10μm~1000μm,例如,导电纳米线模块301的长度l1为10μm、20μm或500μm;导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws的取值范围为3μm~100μm,例如,导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws为3μm、10μm、20μm或50μm;在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间的未倾倒时距离d1的取值范围为1μm~30μm,例如,在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1为1μm、5μm、10μm、20μm或30μm。具体的,为了保证当所有的导电纳米线模块301相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面至少部分相互搭接,将导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws设置成大于在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1,即hnws>d1。
47.作为导电纳米线模块301的形状的其中一种优选实施方式,如图1和图3所示,当导电纳米线模块301处于倾倒状态时,每一个导电纳米线模块301的朝向临时载板20的侧面为内凹的,其中,在本发明实施例中,将导电纳米线模块301的在倾倒时朝向临时载板20的侧面又称为内侧面3011a,也称为导电纳米线模块301的第一侧面。为了便于区分导电纳米线模块301的侧面,在本发明实施例中,将导电纳米线模块301的背离内侧面3011a的侧面称为外侧面3011b,又称导电纳米线模块301的第二侧面。示例性的,呈内凹的内侧面3011a具有内凹的弧形横截面。需要说明的是,在本发明实施例中,当导电纳米线模块301相对临时载板20朝向特定方向x倾倒时,在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面3011至少部分搭接,即是指在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的其中一个导电纳米线模块301的内侧面3011a与另一个导电纳米线模块301的外侧面3011b至少部分搭接。作为其中一种进一步优选的实施例,如图3所示,导电纳米线模块301的第一侧面为内凹的弧形,且其横截面呈弧线结构,弧线结构的弧形弯曲角度a的取值范围为20
°
~60
°
,例如20
°
、25
°
、40
°
或60
°
。作为另一种进一步优选的实施例,如图1和图3所示,所有的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,其呈内凹的内侧面3011a均朝向临时载板20。本发明的方案通过将导电纳米线模块301朝特定方向x倾倒时朝向临时载板20的侧面(内侧面3011a)设置成内凹的,使得在制作电磁屏蔽模板时,可以通过干燥处理时,能够批量性地控制导电纳米线模块301的内侧面3011a的液面高度大于导电纳米线模块301的外侧面3011b的液面高
度,从而通过毛细作用力使所有的导电纳米线模块301均朝向特定方向x倾倒,且倾倒时其内侧面3011a均朝向临时载板20,从而实现导电纳米线模块倾倒的批量化处理,提高了制备效率。特别是,当导电纳米线模块301的第一侧面的呈弧线结构的横截面的弧形弯曲角度a的取值范围为20
°
~60
°
时,能够提高导电纳米线模块301的内侧面3011a的保水效果,以更稳定地保证导电纳米线模块301的内侧面3011a的液面高度大于导电纳米线模块301的外侧面3011b的液面高度。
48.作为电磁屏蔽单元30的其中一种实施例,如图1所示,电磁屏蔽单元30包括至少一行位于临时载板的特定方向x上的奇数行的导电纳米线模块301和至少一行位于临时载板的特定方向x上的偶数行的导电纳米线模块301,一般的,至少有一行包括两个以上的导电纳米线模块301;奇数行的各导电纳米线模块301的第一中轴线311与偶数行的各导电纳米线模块301的第二中轴线321均不共线。进一步的,作为在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301在处于倾倒状态时依次相互搭接以形成能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构的其中一种实施例,除了需要保证hnws>d1,还需要控制相邻的两行的距离最近的第一中轴线311和第二中轴线321在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3小于该第一中轴线311或第二中轴线321对应的所述导电纳米线模块301的横截面的长度l1的一半之和,即奇数行的导电纳米线模块301的第一中轴线311与相邻于该奇数行的偶数行中最接近该奇数行的导电纳米线模块301的导电纳米线模块301的第二中轴线321的距离为d3。
49.作为导电纳米线模块301的其中一些优选实施例,如图2所示,在特定方向x上相邻的两行导电纳米线模块301(这两行导电纳米线模块301也即其中一行为奇数行导电纳米线模块301,另一行为在特定方向x上与该奇数行导电纳米线模块301相邻排布的偶数行导电纳米线模块301)的距离最近的第一中轴线311和第二中轴线321对应的导电纳米线模块301在特定方向x上依次排布的倾倒导电纳米线模块301相互搭接的纵截面的长度l2不小于导电纳米线模块301的纵截面的长度l3的2/3倍,即l2≥2/3l3,也即hnws:d1≥3:1,例如,当导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws为3μm时,可将在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1设置为1μm;当导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws为12μm时,可以将在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1设置为4μm,当然d1也可以设置为其他小于4μm且大于1μm的数值;当导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws为21μm时,可以将在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1设置为7μm,当然d1也可以设置为其他小于7μm且大于1μm的数值;当导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws为48μm时,可以将在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1设置为16μm,当然d1也可以设置为其他小于16μm且大于1μm的数值。通过将导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws的数值大体设置的比在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1的数值大2倍,不仅能够保证当所有的导电纳米线模块301相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面相互搭接,还能够保证当本发明的电磁屏蔽单元设置在纸张上形成柔性电磁屏蔽纸时,可以极大程度地保证纸张在受到沿特定方向x上常规大小的外力的情况下被拉伸之后,在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301仅会产生相对的滑动位移,使相互搭接形成的重叠区域增大或减小,而不会出现两者分离的情况(即在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301仍存在至少
部分相互搭接的情况,所有的导电纳米线模块301仍保持导电网络结构),从而避免了导电网络结构被破坏的情况的发生,保证了柔性电磁屏蔽纸的导电路径、电阻率和电磁屏蔽效果的稳定,避免柔性电磁屏蔽纸的电磁屏效果因受到外力拉伸而减弱或波动。优选的,在特定方向x上相邻的两行导电纳米线模块301的距离最近的第一中轴线311和第二中轴线321在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3小于该第一中轴线311或第二中轴线321对应的导电纳米线模块301的横截面的长度l1的1/3倍,即d3≤1/3l1,由此,不仅能够保证当所有的导电纳米线模块301相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,在垂直于特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面能够相互搭接,还能够保证当本发明的电磁屏蔽单元设置在纸张上形成柔性电磁屏蔽纸时,可以极大程度地保证纸张在受到沿垂直于特定方向x上的方向y上的常规大小的外力的情况下被拉伸之后,在方向y上依次排布的导电纳米线模块301仅会产生相对的滑动位移,使相互搭接形成的重叠区域增大或减小,而不会出现两者分离的情况,从而避免了导电网络结构被破坏的情况的发生。
50.无论导电纳米线模块301采用何种规格、何种形状,作为前述所有导电纳米线模块301通过相互搭接形成导电网络结构的其中一种优选实施例,如图1和图3所示,电磁屏蔽单元30包括至少一组第一重复单元31和至少一组第二重复单元32;其中,第一重复单元由位于临时载板20上在特定方向x上排布的奇数行的导电纳米线模块限定,第二重复单元由位于临时载板20上在特定方向x上排布的偶数行的导电纳米线模块限定;每组第一重复单元31均包括至少两个导电纳米线模块301,同样地,每组第二重复单元32也均包括至少两个导电纳米线模块301,即临时载板上的每一行重复单元(行向与特定方向x垂直)中均设置有至少两个导电纳米线模块;且第一重复单元31中的导电纳米线模块301的第一中轴线311与第二重复单元32中的各导电纳米线模块301的第二中轴线321均不共线。由此,使得第一重复单元31中的导电纳米线模块301与第二重复单元32中的导电纳米线模块301在垂直于特定方向x的方向y上以相互错开的方式排布,从而使得当第一重复单元31中的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,存在能够搭接在位于其特定方向x上的相邻第二重复单元32中的导电纳米线模块301上的可能性,同样的,也可以使得当第二重复单元32中的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,存在能够搭接在位于其特定方向x上的相邻第一重复单元31中的导电纳米线模块301上的可能性。优选的,相邻的第一重复单元31和第二重复单元32中的距离最近的第一中轴线311和第二中轴线321在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3小于该第一中轴线321和第二中轴线322对应的导电纳米线模块301的横截面的长度l1,从而使得在垂直特定方向x的方向y上依次排布的两个导电纳米线模块301之间的距离d2小于导电纳米线模块301的横截面的长度l1,由此,使得当导电纳米线模块301相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,第二重复单元32中的两个导电纳米线模块301之间的间隙能够被位于其背离临时载板20一侧的、相邻的第一重复单元31中的一个导电纳米线模块301覆盖,同样的,第一重复单元31中的两个导电纳米线模块301之间的间隙也能够被位于背离临时载板20一侧的、相邻的第二重复单元32中的一个导电纳米线模块301覆盖,从而保证了电磁屏蔽单元30的导电路径的连续性和电磁屏蔽效果的稳定性。尤其是,当d3≤1/3l1,且在特定方向x上相邻的两行导电纳米线模块301的距离最近的第一中轴线311和第二中轴线321对应的导电纳米线模块301在特定方向x上依次排布的倾倒导电纳米线模块301相互搭接的纵截面的长度l2不小于导电纳米线模块301的纵截面的长度l3的2/3倍,即l2≥
2/3l3,且所有的导电纳米线模块301均相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,倾倒的导电纳米线模块301在特定方向x上依次相互搭接,且在垂直于特定方向x的方向y上也依次相互搭接,并且相互搭接的导电纳米线模块301之间存在重叠区域,以形成类鱼鳞堆叠的结构,从而能够进一步使得电磁波在形成的电磁屏蔽单元30中的传播路线延长,从而获得更多折射和反射的机会,增强了电磁波的逐层衰减,进一步提高电磁屏蔽效果。优选的,第一重复单元31中所有的导电纳米线模块301在临时载板20上在垂直于特定方向x的方向y上等间距分布;和/或第二重复单元32中所有的导电纳米线模块301在临时载板20上在垂直于特定方向x的方向y上等间距分布;和/或所有的第一重复单元31和第二重复单元32沿特定方向x等间距分布;特别的,当第一重复单元31中所有的导电纳米线模块301在临时载板20上在垂直于特定方向x的方向y上等间距分布;且第二重复单元32中所有的导电纳米线模块301在临时载板20上在垂直于特定方向x的方向y上等间距分布;同时,所有的第一重复单元31和第二重复单元32沿特定方向x等间距分布,由此,可以使得所有的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,所有的导电纳米线模块301都至少与另一个导电纳米线模块301搭接,而且,非位于边缘的导电纳米线模块301都至少与位于其内侧面3011a的朝向临时载板20一侧的另一重复单元中的两个导电纳米线模块301搭接,也至少与位于其内侧面3011a的背离临时载板20一侧的另一重复单元中的两个导电纳米线模块301搭接,从而使所有导电纳米线模块301相互搭接(即所有的导电纳米线模块301能够通过搭接形成导电网络通路),进而能够进一步使得电磁波在形成的电磁屏蔽单元30中的传播路线延长。
51.图5和图6示意性地显示了本发明的不同实施方式的柔性电磁屏蔽纸的侧视图,在这些实施方式中,柔性电磁屏蔽纸都包括纸张40和设置在纸张40上的电磁屏蔽单元30;其中,电磁屏蔽单元30为前述实施例中的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板中的电磁屏蔽单元30。具体的,可以将临时载板20上的电磁屏蔽单元30直接转移至纸张40上,得到的柔性电磁屏蔽纸的结构如图5所示,在该实施方式中,电磁屏蔽单元30在纸张40上的排布方式与在临时载板20上的排布方式镜像对称;也可以先将电磁屏蔽单元30从临时载板20上剥离下来,再将剥离下来的电磁屏蔽单元30固定在纸张40上,由此得到的柔性电磁屏蔽纸的结构如图6所示,在该实施方式中,电磁屏蔽单元30在纸张40上的排布方式与在临时载板20上的排布方式相同(如图6和图7所示)。特别的,当l2≥2/3l3,且d3≤1/3l1时,即使纸张40在受到外力的情况下被拉伸之后,依次排布的导电纳米线模块301仅会产生相对的滑动位移,而不会出现两者分离的情况,从而避免了导电网络被破坏的情况的发生,保证了柔性电磁屏蔽纸的导电路径、电阻率和电磁屏蔽效果的稳定,避免柔性电磁屏蔽纸的电磁屏效果因受到外力拉伸而减弱或波动。
52.作为纸张40的材质的实施例,可以采用电磁屏蔽纸中常用的纸基材料。
53.作为纸张40的形状的实施例,如图7所示,纸张40可以为横截面呈矩形的纸质材料,当然,纸张40也可以根据实际需要设计成横截面呈其他形状的纸质材料,例如,纸张40为横截面呈圆形的纸质材料。一般的,为了保证纸张40的柔韧性,选择的纸张40的厚度t1低于导电纳米线模块301未倾倒时的高度hnws(如图5和图6所示)。
54.以下将结合附图8至图14对于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法进行详细说明。其中,图8示意性地描述了在一些实施方式中上述构造的电磁屏蔽模板的制备方法的流程,图9至图14示意性地展示了利用图8所示的方法制得上述特征的电磁屏蔽模板的工
艺过程。
55.如图8所示,在一些实施方式中,适用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法包括操作s21,在临时载板20上设计用于制备至少两个导电纳米线模块301的生长位点图案501。在一些示例性实施方式中,临时载板20可以是玻璃载板、陶瓷载板、硅片载板等。示例性的,可以先在临时载板20的上表面上涂覆光刻胶50(如图9b所示),一般的,如图9a所示,光刻胶50完全将临时载板20的表面覆盖,涂覆的方式例如可以采用旋涂的方式,也可以采用喷涂的方式,光刻胶50可以采用现有技术中常用的光刻胶50,例如采用含有叠氮醌类化合物的正性光刻胶50,也可以采用含有聚乙烯醇月桂酸酯的负性光刻胶50,优选的,采用正性光刻胶50;然后,在涂覆在临时载板20上的光刻胶50上设计将要制备的导电纳米线模块301的形状和所在的区域;接着,通过对前述设计的形状和区域进行曝光显影处理,即可得到导电纳米线模块301的生长位点图案501(如图10中的(b)图所示),其中,生长位点图案501为用于标记导电纳米线模块301的生长位置的图案。作为生长位点图案501的其中一种示例性实施方式,所有导电纳米线模块301的生长位点图案501的至少同一侧为内凹的,尤其是当生长位点图案501具有一定宽度时,至少各个生长位点图案501的与其迎向特定方向x的一侧(即生长位点图案501的第二侧)相背离的一侧(也即生长位点图案501的第一侧5011)为内凹的(如图10中的(a)图所示),示例性的,内凹的形状可以是“v”字型,也可以是弧形,还可以是其他内凹的结构。由此,可以使得在生长位点图案501上生长的导电纳米线模块301具有至少其中一侧为内凹的,且导电纳米线模块301朝向特定方向x倾倒时,导电纳米线模块301的朝向临时载板20的侧面(内侧面3011a)为内凹的,从而使得在制作电磁屏蔽模板过程中干燥处理时,能够批量性地控制导电纳米线模块301的内凹的内侧面3011a所在的一侧的液面高度大于导电纳米线模块301的外侧面3011b的液面高度,从而通过毛细作用力使所有的导电纳米线模块301均朝向导电纳米线模块301的内侧面3011a所在的一侧(也即特定方向x)倾倒,实现导电纳米线模块倾倒的批量化处理,提高了制备效率。作为其中一种进一步优选的实施例,如图10中的(a)图所示,生长位点图案501的第一侧5011呈内凹的弧线结构,且弧线结构的弧形的弯曲角度a`的取值范围为20
°
~60
°
,例如20
°
、30
°
、35
°
或60
°
。由此,能够提高导电纳米线模块301的内侧面3011a的保水效果,以更稳定地保证导电纳米线模块301的内侧面3011a的液面高度大于导电纳米线模块301的外侧面3011b的液面高度。
56.作为制备导电纳米线模块301的生长位点图案501的其中一种实施例,如图10中的(a)图所示,所有的生长位点图案501排列成至少一行位于临时载板20的特定方向x上的奇数行的生长位点图案501和至少一行位于临时载板20的特定方向x上的偶数行的生长位点图案501,一般的,至少有一行包括两个以上的生长位点图案501;奇数行的各生长位点图案501的中轴线a511与与偶数行的各生长位点图案501中轴线b521均不共线。进一步的,作为在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301在处于倾倒状态时依次相互搭接以形成能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构的其中一种实施例,需要控制相邻的两行的距离最近的中轴线a511和中轴线b521在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3`小于该中轴线a511或中轴线b521对应的生长位点图案501的横截面的长度l1`的一半之和,即奇数行的生长位点图案501的中轴线a511与相邻于该奇数行的偶数行中最接近该奇数行的生长位点图案501的生长位点图案501的中轴线b521的距离为d3`。
57.作为生长位点图案501的其中一些优选实施例,如图10中的(a)图所示,在特定方向x上相邻的两行生长位点图案501的距离最近的中轴线a511和中轴线b521在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3`小于该中轴线a511或中轴线b521对应的生长位点图案501的横截面的长度l1`的1/3倍,即d3`≤1/3l1`,由此,不仅能够保证当所有的在生长位点图案501上生长得到的导电纳米线模块301相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,在垂直于特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面能够相互搭接,还能够保证当本发明的电磁屏蔽单元设置在纸张上形成柔性电磁屏蔽纸时,可以极大程度地保证纸张在受到沿垂直于特定方向x上的方向y上的常规大小的外力的情况下被拉伸之后,在方向y上依次排布的导电纳米线模块301仅会产生相对的滑动位移,使相互搭接形成的重叠区域增大或减小,而不会出现两者分离的情况,从而避免了导电网络结构被破坏的情况的发生。
58.无论生长位点图案501采用何种规格、何种形状,作为其中一种优选实施例,如图10中的(a)图所示,同一奇数行的至少两个生长位点图案501组成一组第一重复图案51,即第一重复图案51由位于临时载板20上在特定方向x上排布的奇数行的生长位点图案限定;同一偶数行的至少两个生长位点图案501组成第二重复图案52,即第二重复图案52由位于临时载板20上在特定方向x上排布的偶数行的生长位点图案限定;第一重复图案51至少设有一组,第二重复图案52至少设有一组,第一重复图案51中的生长位点图案501的中轴线a511与第二重复图案52中的各生长位点图案501的中轴线b521均不共线。由此,在第一重复图案51的生长位点图案501上生长的导电纳米线模块301与第二重复图案52的生长位点图案501上生长的导电纳米线模块301在垂直于特定方向x的方向y上以相互错开的方式排布,从而在第一重复图案51上生长出第一重复单元31,在第二重复图案52上生长出第二重复单元32,使得当第一重复单元31中的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,存在能够搭接在位于其特定方向x上的相邻第二重复单元32中的导电纳米线模块301上的可能性,同样的,也可以使得当第二重复单元32中的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,存在能够搭接在位于其特定方向x上的相邻第一重复单元31中的导电纳米线模块301上的可能性。优选的,相邻的第一重复图案51和第二重复图案52中的距离最近的中轴线a和中轴线b在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3`小于盖中轴线a和中轴线b对应的生长位点图案501的横截面的长度l1`,从而使得且在垂直特定方向x的方向y上排布的依次排布两个生长位点图案501之间的距离d2`小于生长位点图案501的横截面的长度l1`,由此,使得当在生长位点图案501上生长得到的导电纳米线模块301相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,第二重复单元32中的两个导电纳米线模块301之间的间隙能够被位于其背离临时载板20一侧的、相邻的第一重复单元31中的一个导电纳米线模块301覆盖,同样的,第一重复单元31中的两个导电纳米线模块301之间的间隙也能够被位于临时载板20一侧的、相邻的第二重复单元32中的一个导电纳米线模块301覆盖,从而保证了电磁屏蔽单元30的导电路径的连续性和电磁屏蔽效果的稳定性。特别是,当d3`≤1/3l1`时,且所有的导电纳米线模块301均相对临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,倾倒的导电纳米线模块301在在垂直于特定方向x的方向y上依次相互搭接,并且相互搭接的导电纳米线模块301之间存在重叠区域,这种相互覆盖的方式能够进一步使得电磁波在形成的电磁屏蔽单元30中的传播路线延长,从而获得更多折射和反射的机会,增强了电磁波的逐层衰减,进一步提高电磁屏蔽效果。优选的,第一重复图案51中的所有生长位点图案501均在临时载板20上沿垂直于特定方向x的
方向y上等间距分布;和/或第二重复图案52中的所有生长位点图案501均在临时载板20上也沿垂直于特定方向x的方向y上等间距分布;和/或当第一重复图案51和第二重复图案52两者中的至少一者设有两个及以上时,所有的第一重复图案51和第二重复图案52沿特定方向x等间距分布,由此,可以使得在第一重复图案51和第二重复图案52上生长得到的导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时,所有的导电纳米线模块301都至少与另一个导电纳米线模块301搭接,而且,非位于边缘的导电纳米线模块301都至少与位于其内侧面3011a的朝向临时载板20一侧的另一重复单元中的两个导电纳米线模块301搭接,也至少与位于其内侧面3011a的背离临时载板20一侧的另一重复单元中的两个导电纳米线模块301搭接,从而使所有导电纳米线模块301相互搭接,形成导电网络结构,从而能够进一步使得电磁波在形成的电磁屏蔽单元30中的传播路线延长。
59.对于生长位点图案501的规格的一些实施例,尤其是生长位点图案501具有一定厚度的情况,将结合图10中的(a)图显示的在临时载板20上的光刻胶50上制备了生长位点图案501的俯视图进行说明,如图10中的(a)图所示,生长位点图案501的宽度w1`的取值范围为1μm~10μm,例如,可将生长位点图案501的宽度w1`设置为1μm、2μm或5μm;生长位点图案501的长度l1`的取值范围为10μm~1000μm,例如,可将生长位点图案501的长度l1`设置为10μm、30μm或400μm;在特定方向x上依次排布的两个生长位点图案501之间的距离d1`的取值范围为1μm~30μm,也即在特定方向x上依次排布的第一重复图案51中的生长位点图案501和第二重复图案52中的生长位点图案501之间的在特定方向x上的距离d1`的取值范围为1μm~30μm,例如,可将在特定方向x上依次排布的两个生长位点图案501之间的距离d1`设置为1μm、3μm、8μm、15μm或30μm。通过将生长位点图案501的长度l1`的数值大体设置的比在特定方向x上依次排布的两个生长位点图案501之间的距离d1`的数值大,能够较大限度地保证当所有的生长位点图案501上生长得到的导电纳米线模块301相对所述临时载板20朝向一特定方向x倾倒时,在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面是至少部分相互搭接的。
60.适用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法还包括操作s22,在生长位点图案501上制备导电纳米线模块301,且该导电纳米线模块301未倾倒时的高度hnws大于在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块301之间未倾倒时的距离d1。在一些可能的实施方式中,在生长位点图案501的生长位点上生长导电纳米线模块301,首先,包括在生长位点图案501的生长位点吸附纳米材料生长的导电金属种子60;其次,还包括将吸附有导电金属种子60的临时载板20放入导电纳米线生长溶液70中,以在临时载板20的生长位点上生长出金属导电纳米线模块301。在一些示例性实施方式中,以生长的金属导电纳米线模块301是金导电纳米线模块301为例,在生长位点图案501的生长位点吸附纳米材料生长的导电金属种子60实现为,在生长位点图案501的生长位点吸附纳米材料生长的金种子,其具体包括以下步骤:首先,包括将完成曝光显影的、具有生长位点图案501的临时载板20放入真空培养皿中;其次,包括对真空培养皿中的临时载板20进行3-巯基丙基三甲氧基硅烷蒸汽浴处理,以使3-巯基丙基三甲氧基硅烷气体能够吸附于曝光区域;接着,包括将完成蒸汽处理的临时载板20放入金种子溶液中浸泡,以使生长位点图案501的生长位点生长出金种子,例如,将临时载板置于金种子溶液中浸泡30分钟(金种子的生长也可以选用现有技术中的其他金种子生长方法实现,例如可以参考文献“wang,y.gong,s.wang,s.j.yang,x.y.ling,
y.z.yap,l.w.dong,d.s.simon,g.p.cheng,w.l.,standing enokitake-like nanowire films for highly stretchable elastronics,acs nano 2018,12,9742-9749”中记载的金种子的生长方法);再次,包括将完成浸泡处理的临时载板20放入丙酮溶液中清洗,以去除涂覆在临时载板20上的光刻胶50;最后,包括将清洗去除光刻胶50的临时载板20用去离子水清洗干净后,例如,采用去离子水清洗两至三遍之后,进行干燥处理,制备得到的按照生长位点图案501制备有导电金属种子60的临时载板20的结构如图11中的(a)图和图11中的(b)图所示,且制备得到的导电金属种子60的形状规格与生长位点图案501的形状规格相同,具体的,导电金属种子60的横截面的宽度w``的取值范围与生长位点图案501的宽度w1`的取值范围相同;导电金属种子60的横截面的长度l``的取值范围与生长位点图案501的长度l1`的取值范围相同;在特定方向x上依次排布的两个导电金属种子60之间的距离d1``的取值范围与在特定方向x上依次排布的两个生长位点图案501之间的距离d1`的取值范围相同;导电金属种子60的与其迎向特定方向x的一侧(即生长位点图案501的第二侧)相背离的一侧(又称导电金属种子60的第一侧,也即位于与生长位点图案501的第一侧5011相同的一侧)为内凹的(如图11中的(a)图所示),示例性的,内凹的形状可以是“v”字型,也可以是弧形,还可以是其他内凹的结构。作为其中一种进一步优选的实施例,如图11中的(a)图所示,导电金属种子60的第一侧呈内凹的弧线结构,且弧线结构的弧形的弯曲角度a``与生长位点图案501的弧形的弯曲角度a`的取值范围相同;在垂直特定方向x的方向y上依次排布的两个导电金属种子60之间的距离d2``与在垂直特定方向x的方向y上依次排布的两个生长位点图案501之间的距离d2`相同,也就是说在临时载板20上制备的导电金属种子60的横截面的形状、在临时载板20上位置,以及导电金属种子60的数量与在临时载板20上制备的生长位点图案501完全相同。在一些示例性实施方式中,以生长的金属导电纳米线模块301是金导电纳米线模块301为例,将吸附有导电金属种子60的临时载板20放入导电纳米线生长溶液70中,以在临时载板20的生长位点上生长金属导电纳米线模块301具体实现为:如图12a和图12b所示,将按照生长位点图案501生长有金种子的临时载板20放入金纳米线生长溶液中,以在临时载板20的金种子的基础上继续垂直生长形成金纳米线模块,金纳米线模块的高度可以通过控制生长的时间进行控制,且需要保证制得的金纳米线模块的未倾倒时的高度hnws大于在特定方向x上依次排布的两个金纳米线模块之间未倾倒时的距离d1,即hnws>d1。具体的,垂直金纳米线模块的生长方式可以参考文献“wang y.,gong s.,gomez d.,ling,y.z.,yap l.w.,simon g.p.,cheng,w.l.,unconventional janus properties of enokitake-like gold nanowire films,acs nano,2018,12(8),8717-8722”中记载的方式进行操作。优选的,hnws:d1≥3:1。由此,可以保证当导电纳米线模块301在朝向特定方向x倒塌时,能够使得在特定方向x上依次排布的倾倒导电纳米线模块301相互搭接的纵截面的长度l2大于导电纳米线模块301的纵截面的长度l3的2/3倍,从而产生避免在受到常规大小的外力拉伸时,导电网络结构被破坏的效果。
61.适用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法还包括操作s23,对制备出的所有的导电纳米线模块301进行定向倒塌处理(也即使所有的导电纳米线模块301有序组装),使其均朝向一特定方向x倾倒,且使在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的至少部分区域在倾倒时是相互搭接的,其中,朝特定方向x倾倒且相互搭接的所有导电纳米线模块301共同形成一电磁屏蔽单元30。在一些可能的实施方式中,对制备出的所有的导电
纳米线模块301进行定向倒塌处理,使其均朝向一特定方向x倾倒可以实现为:首先,包括将生长有导电纳米线模块301的临时载板20放入乙醇/水混合溶液80中浸泡;其次,还包括将在乙醇/水混合溶液80中浸泡之后的生长有导电纳米线模块301的临时载板20取出,并通过毛细作用力使所有的导电纳米线模块301朝向一特定方向倾倒,直至在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301的相对的侧面3011至少部分是相互搭接的。在一些示例性实施方式中,导电纳米线模块301在朝向特定方向x倾倒时的朝向临时载板20的侧面为内凹的,通过毛细作用力使所有的导电纳米线模块301朝向一特定方向倾倒,可以实现为包括:首先,包括将在乙醇/水混合溶液80中浸泡之后的生长有导电纳米线模块301的临时载板20取出之后进行干燥处理,且在进行干燥处理的过程中,保持导电纳米线模块30第一侧面处的液面高度大于导电纳米线模块301的第二侧面的液面高度,其中,导电纳米线模块301的第二侧面为导电纳米线模块301的迎向特定方向x的一侧,导电纳米线模块301的第一侧面为导电纳米线模块301的背离第二侧面的一侧,由于导电纳米线模块的第一侧面与第二侧面的液面高度差,导致第一侧面处的液面的毛细力也不同于第二侧面处的液面的毛细力,液面高度更高的一侧的毛细力大于液面高度较低的一侧的毛细力,即导电纳米线模块301的第一侧面处的液面的毛细力大于导电纳米线模块301的第二侧面处的液面的毛细力,从而,在毛细力的驱动作用下,导电纳米线模块301朝向导电纳米线模块301的第一侧面所在的一侧倒塌。具体的,当生长有导电纳米线模块301的临时载板20浸泡在乙醇/水混合溶液80中时,乙醇/水混合溶液80的液面高度高于导电纳米线模块301的未倾倒时的高度hnws,且乙醇/水混合溶液80的位于导电纳米线模块301的第一侧面处的的液面高度hin等于乙醇/水混合溶液80的位于导电纳米线模块301的第二侧面处的液面高度hout,如图13a所示;然后,当开始对从乙醇/水混合溶液80中取出的生长有导电纳米线模块301的临时载板20进行干燥处理时,先保持乙醇/水混合溶液80的位于导电纳米线模块301的第一侧面处的液面高度hin高于乙醇/水混合溶液80的位于导电纳米线模块301的第二侧面处的液面高度hout,如图13b所示;接着,随着干燥处理的进程的继续,也即随着导电纳米线模块301的第一侧面处和第二侧面处的液面高度的不断降低,仍需要一直保持乙醇/水混合溶液80的位于导电纳米线模块301的第一侧面处的液面高度hin高于乙醇/水混合溶液80的位于导电纳米线模块301的第二侧面处的液面高度hout,如图13c所示,以使得在毛细作用力的作用下导电纳米线模块301朝向其第一侧面所在的一侧倾倒;最后,当导电纳米线模块301的第一侧面处和第二侧面处的乙醇/水混合溶液80被干燥处理完全去除后,得到的完成了导电纳米线模块301的倾倒处理的生长有导电纳米线模块301的临时载板20的结构如图13d所示,制备得到的用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的结构如图1和图2所示。在优选实施例中,导电纳米线模块301的处于倾倒状态时,其朝向临时载板20的第一侧面为内凹的,以便于在干燥处理的过程中,能够同时保持所有导电纳米线模块301的第一侧面的液面高度大于其第二侧面的液面高度。优选的,导电纳米线模块301的处于倾倒状态时,其朝向临时载板20的第一侧面为内凹的弧形。
62.以下将对上述电磁屏蔽模板的应用进行说明。在其中一个应用场景中,上述电磁屏蔽模板可以用于制备形成柔性电磁屏蔽纸,以用于对电子设备进行电磁屏蔽。
63.在一些实施方式中,可以通过将上述电磁屏蔽模板上的电磁屏蔽单元转移到的纸张上以制备形成柔性电磁屏蔽纸,由此制得的柔性电磁屏蔽纸的结构可以为包括纸张40和
设置在纸张40上的电磁屏蔽单元30;其中,电磁屏蔽单元30可以为前述实施例中的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板20上的电磁屏蔽单元30,也可以为前述通过柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板的制备方法制备得到的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板20上的电磁屏蔽单元30(如图5、图6和图15所示)。具体的,可以将临时载板20上的电磁屏蔽单元30直接转移至纸张40上,得到的柔性电磁屏蔽纸的结构如图5所示,在该实施方式中,电磁屏蔽单元30在纸张40上的排布方式与在临时载板20上的排布方式镜像对称;也可以先将电磁屏蔽单元30从临时载板20上剥离下来,再将剥离下来的电磁屏蔽单元30固定在纸张40上(例如通过胶粘的方式固定),由此得到的柔性电磁屏蔽纸的结构如图6所示,在该实施方式中,电磁屏蔽单元30在纸张40上的排布方式与在临时载板20上的排布方式相同(如图6和图7所示)。由此,基于该导电网络结构限定出的电磁屏蔽单元30能够完全覆盖其限定的屏蔽区域,不会产生电磁泄露;同时,由于构成电磁屏蔽单元30的在特定方向x上依次排布的导电纳米线模块301通过部分堆叠搭接形成导电网络结构,使得电磁波在其中的传播路线延长,从而获得更多折射和反射的机会,增强了电磁波的逐层衰减,提高电磁屏蔽效果。
64.作为纸张40的材质的实施例,纸张40可以采用电磁屏蔽纸中常用的纸基材料。
65.作为纸张40的形状的实施例,如图7所示,纸张40可以为横截面呈矩形的纸质材料,当然,纸张40也可以根据实际需要设计成横截面呈其他形状的纸质材料,例如,纸张40为横截面呈圆形的纸质材料。一般的,为了保证纸张40的柔韧性,选择的纸张40的厚度t1低于导电纳米线模块301未倾倒时的高度hnws(如图5和图6所示)。
66.以下将结合附图15至图17对柔性电磁屏蔽纸的制备方法进行详细说明。其中,图15示意性地描述了在一些实施方式中的柔性电磁屏蔽纸的制备方法的流程;图16a和图16b示意性地展示了在临时载板20上的电磁屏蔽单元30转移至纸张40上的工艺过程;图17示意性地描述了在另一些实施方式中的柔性电磁屏蔽纸的制备方法的流程。
67.下面首先结合图15所示的柔性电磁屏蔽纸的制备方法的流程对其中一种实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法进行示例性说明,如图15所示,在一些实施方式中,柔性电磁屏蔽纸的制备方法包括操作s31,将前述结构的设置有电磁屏蔽单元30的临时载板20中的电磁屏蔽单元30转移至纸张40上。
68.接下来,将结合图17所示的柔性电磁屏蔽纸的制备方法的流程对其中一种实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法进行示例性说明,如图17所示,该实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法在图8所示流程的基础上,还可以进一步包括操作s24,将制备得到的设置在临时载板20上的电磁屏蔽单元30转移至纸张40上,示例性的,通过将电磁屏蔽单元30粘在纸张40上的方式实现将电磁屏蔽单元30转移至纸张40上。
69.无论采用哪一种实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法,都可以采用相同的纸张40,下面对可能采用的纸张40进行示例性说明。在一些示例性实施方式中,纸张40可以采用纸质基材,具体的,纸质基材例如可以采用电磁屏蔽纸中常用的纸基材料,优选粘纸等具有粘性的纸基材料,也可以通过在一般的纸张上涂覆胶水的方式使电磁屏蔽单元30能够通过粘贴在纸张40上的方式转移至纸张40上。优选的,纸张40的厚度t1低于导电纳米线模块301未倾倒时的高度hnws。图16b相应地展示了将临时载板20上的电磁屏蔽单元30转移至纸张40上的侧视图,如图16b所示,可以选用具有粘性的纸基材料,铺展在电磁屏蔽单元30上,利用纸基材料的粘性将电磁屏蔽单元30从临时载板20上分离,优选的,选取的纸基材料的面
积大于电磁屏蔽单元30的面积,如图16a所示。在另一些实施例中,也可以先用水溶性聚合物膜将电磁屏蔽单元30从临时载板20上粘附下来,再将从临时载板20上粘附下来的电磁屏蔽单元30转移至纸基材料上,最后将水溶性聚合物膜通过水溶解的方式去除水溶性聚合物膜,得到设置在纸基材料上的电磁屏蔽单元,其结构如图6和图7所示。
70.无论采用哪一种实施方式的柔性电磁屏蔽纸的制备方法,得到的柔性电磁屏蔽纸即使其中的纸张在受到外力的情况下被拉伸,依次排布的导电纳米线模块301仅会产生相对的滑动位移,而不会出现两者分离的情况,从而避免了导电网络被破坏的情况的发生,保证了柔性电磁屏蔽纸的导电路径、电阻率和电磁屏蔽效果的稳定,避免柔性电磁屏蔽纸的电磁屏效果因受到外力拉伸而减弱或波动,最终保证柔性电磁屏蔽纸均能够在100%的应变下表现出不大于10%的电阻变化率,可见本发明的柔性电磁屏蔽纸的电阻变化对应变不敏感。
71.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征:
1.用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板,其特征在于,包括:临时载板;设置在所述临时载板上的电磁屏蔽单元,所述电磁屏蔽单元包括至少两个导电纳米线模块,所有的导电纳米线模块均相对所述临时载板朝向一特定方向x倾倒,且倾倒的导电纳米线模块在特定方向x上依次相互搭接以形成能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构。2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,每一个导电纳米线模块的在向特定方向x倾倒时朝向临时载板的第一侧面均为内凹的。3.根据权利要求2所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,所述第一侧面为内凹的弧形,且其横截面呈弧线结构,所述弧线结构的弧形弯曲角度a的取值范围为20
°
~60
°
。4.根据权利要求2所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,所述导电纳米线模块的横截面的宽度w1的取值范围为1μm~10μm;所述导电纳米线模块的横截面的长度l1的取值范围为10μm~1000μm;所述导电纳米线模块的未倾倒时的高度hnws的取值范围为3μm~100μm;在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块之间未倾倒时的距离d1的取值范围为1μm~30μm。5.根据权利要求2所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,所述电磁屏蔽单元包括至少一行位于临时载板的特定方向x上的奇数行的导电纳米线模块和至少一行位于临时载板的特定方向x上的偶数行的导电纳米线模块,所述奇数行的各导电纳米线模块的第一中轴线与偶数行的各导电纳米线模块的第二中轴线均不共线。6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,位于同一奇数行的导电纳米线模块限定出一组第一重复单元,位于同一偶数行的导电纳米线模块限定出一组第二重复单元;每组第一重复单元和第二重复单元均包括至少两个导电纳米线模块。7.根据权利要求1至6任一项所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,所述导电纳米线模块的材质为金、银或铂。8.根据权利要求5所述的电磁屏蔽模板,其特征在于,在特定方向x上相邻的两行导电纳米线模块的距离最近的第一中轴线和第二中轴线对应的导电纳米线模块相互搭接的纵截面的长度l2不小于所述导电纳米线模块的纵截面的长度l3的2/3倍;和/或在特定方向x上相邻的两行导电纳米线模块的距离最近的第一中轴线和第二中轴线在与特定方向x垂直的方向y上的距离d3不大于该第一中轴线或第二中轴线对应的所述导电纳米线模块的横截面的长度l1的1/3倍。9.电磁屏蔽模板的制备方法,其特征在于,所述方法包括:在临时载板上设计用于制备至少两个导电纳米线模块的生长位点图案;在所述生长位点图案上制备未倾倒时的高度hnws大于在特定方向x上依次排布的两个导电纳米线模块之间未倾倒时的距离d1的导电纳米线模块;对制备出的所有的导电纳米线模块进行定向倒塌处理,使其均朝向一特定方向x倾倒,且使倾倒的导电纳米线模块在特定方向x上依次搭接,其中,朝特定方向x倾倒且相互搭接的所有导电纳米线模块共同形成能够覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构。
10.根据权利要求9所述的电磁屏蔽模板的制备方法,其特征在于,所述在所述生长位点图案上制备导电纳米线模块实现为:在所述生长位点图案吸附纳米材料生长的导电金属种子;将吸附有导电金属种子的临时载板放入导电纳米线生长溶液中,以在所述临时载板的导电金属种子上生长出所述导电纳米线模块。11.根据权利要求9所述的电磁屏蔽模板的制备方法,其特征在于,所述对制备出的所有的导电纳米线模块进行定向倒塌处理,使其均朝向一特定方向倾倒,且使在特定方向上依次排布的导电纳米线模块在倾倒时相互搭接,实现为包括:将生长有导电纳米线模块的临时载板放入乙醇/水混合溶液中浸泡;将在所述乙醇/水混合溶液中浸泡之后的所述生长有导电纳米线模块的临时载板取出,并通过毛细作用力使所有的导电纳米线模块朝向一特定方向倾倒,直至在特定方向上依次排布的导电纳米线模块的相对的侧面相互搭接。12.根据权利要求11所述的电磁屏蔽模板的制备方法,其特征在于,所述导电纳米线模块的在向特定方向x倾倒时朝向临时载板的第一侧面为内凹的,所述通过毛细作用力使所有的导电纳米线模块朝向一特定方向倾倒,直至在特定方向上依次排布的导电纳米线模块的相对的侧面相互搭接,实现为包括:将在所述乙醇/水混合溶液中浸泡之后的生长有导电纳米线模块的临时载板取出之后进行干燥处理,且在进行干燥处理的过程中,保持所述导电纳米线模块的位于第一侧面所在一侧的液面高度大于所述导电纳米线模块的背离第一侧面所在一侧的液面高度。13.根据权利要求9至12任一项所述的电磁屏蔽模板的制备方法,其特征在于,所述电磁屏蔽模板为权利要求2至8任一项所述的电磁屏蔽模板。14.柔性电磁屏蔽纸,其特征在于,包括:纸张;和设置在所述纸张上的电磁屏蔽单元;其中,所述电磁屏蔽单元是通过将权利要求1至8任一项所述的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板上的电磁屏蔽单元转移至所述纸张上得到;或者,所述电磁屏蔽单元是通过将权利要求9至13任一项所述的电磁屏蔽模板的制备方法制备得到的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板上的电磁屏蔽单元转移至所述纸张上得到。15.柔性电磁屏蔽纸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将权利要求1至8任一项所述的电磁屏蔽模板中的设置在临时载板上的电磁屏蔽单元转移至纸张上;或者基于权利要求9至13任一项所述的制备方法制备电磁屏蔽模板,并将形成在临时载板上的电磁屏蔽单元转移至纸张上。
技术总结
本发明公开一种用于柔性电磁屏蔽纸的电磁屏蔽模板及其制备方法、柔性电磁屏蔽纸及其制备方法,电磁屏蔽模板包括临时载板;设置在临时载板上的电磁屏蔽单元,电磁屏蔽单元包括至少两个导电纳米线模块,所有的导电纳米线模块均相对临时载板朝向一特定方向倾倒,且倾倒的导电纳米线模块在特定方向上依次相互搭接以形成能够完全覆盖其限定的屏蔽区域的导电网络结构。由此,电磁屏蔽单元能够完全覆盖其限定的屏蔽区域,不会产生电磁泄露;同时,由于构成电磁屏蔽单元的依次排布的导电纳米线模块通过部分堆叠搭接形成导电网络结构,使得电磁波在其中的传播路线延长,从而获得更多折射和反射的机会,增强了电磁波的逐层衰减,提高电磁屏蔽效果。电磁屏蔽效果。电磁屏蔽效果。
技术研发人员:凌云志 刘欣 胡川 燕英强 陈志涛
受保护的技术使用者:广东省科学院半导体研究所
技术研发日:2023.05.23
技术公布日:2023/8/16
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