电磁辐射的降低制造技术

一种用于塑料或弹性体材料的填充物，由粉状物构成，粉状物包含含量占总重量２０％以上的铁磁材料和含量占总重量２０％以上的硅石，粉状物表面涂有导电金属材料。该填充物用于提供对电磁辐射的屏蔽。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用屏蔽(物)降低电磁辐射。
技术介绍
在现代社会，电磁辐射越来越多的渗透和侵入已经造成电子设备和微电子设备之间干扰的增加，可能造成安全性丧失、设备之间的干扰，还可能威胁到健康。这样就需要用屏蔽(物)来防止向内和向外的辐射。大的空间，例如整个房间，通常通过法拉第笼(Faraday cage)或包含围绕空间的接地金属屏障的防护物来进行屏蔽。这些防护物可能是笨重的、昂贵的，并且难以安装。例如机箱等小空间通常用铝、钢、或涂有金属层的塑料来屏蔽，这些材料是笨重的，难以形成，且易于损坏或是昂贵的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供屏蔽电磁辐射的屏蔽物，同时适用于大空间和小空间，可用于电子元件或电路。下面将说明本专利技术的其它目的。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于塑料或弹性体材料的填充物，包括粉状物，这种粉状物包含含量占总重量20％以上的铁磁材料和含量占总重量20％以上的硅石，该粉状物涂有导电金属材料。根据本专利技术的填充物可以用在塑料或弹性体材料中，以提供非常高效的屏蔽形式。本专利技术的屏蔽效果是这样实现的在电磁传输快速衰减时，利用根据本专利技术的厚度很小的材料实现屏蔽。例如，厚度约为4毫米的混合材料可以在高达几个GHz的频率上降低90dB的辐射。当材料是以薄片的形式提供时，可以通过仅仅把薄片覆盖到现有的结构上并利用适合的粘合剂加固，就可以覆盖大面积的天花板和墙壁。优选地，粉状物以超过总重量的50％的比例与聚合物或弹性体材料混合。当屏蔽诸如微芯片等小元器件时，已经发现，根据本专利技术的屏蔽(物)便于以封装的形式应用到微芯片。令人惊奇地，已经发现，连到外壳内的微芯片上的导线之间的电传导率也可以忽略不计。还发现，当在微芯片的外壳内使用本专利技术的材料时，改善了散热。当本专利技术用于封装电子电路时，也起到了类似的作用。用IDA2000粉状物的形式提供粉末状的氧化物是方便的，IDA2000粉状物是本申请人/受让人公司的专有粉末产品，包括约占总重量的2.0％的氧化钙(CaO)，约占25-50％的二氧化硅(SiO2)，约占1.1％的氧化铁(FeO)、三氧化二铁(Fe2O3)、或四氧化三铁(Fe3O4)，约占1.35％的氧化锌(ZnO)，约占1.7％的碳化硫(SC3)，以及诸如少量的(少于1％)氧化锰(MnO)、氧化钾(K2O)、氧化铅(PbO)、氧化铬(Cr2O3)、和/或氧化钛(TiO2)等的氧化物。IDA2000包含氧化物、磁的和电的材料的健康分布和其它对用在压铸塑料封装内的填充物有用的成分。虽然存在一些离子材料，但是这些成分在它们的氧化物内是无害的。不存在卤化物。当使用IDA2000时，对于在1到8MeV范围内的能量，在超过1000个小时的时间段内在本底之上(above background)没有检测到α粒子级的发射。当被压缩时，所测量的IDA2000的导电性约为兆欧姆数量级。当用作填充物时，IDA2000能以无压缩的形式分散，含量占总重量的70％到95％，这将导致导电性接近109欧姆。已经发现，IDA2000的膨胀系数显著小于目前微电子压铸封装所要求的最大值15×106。本专利技术的另一目的是提供一种能够易于电镀的可模压塑料产品。本专利技术的其它方面是提供使用根据本专利技术的可被电镀的填充物的塑料或弹性体材料产品。从申请人获得的IDA2000是工业流程中的废品，因此使用该产品很经济。附图说明现在将参照附图以范例的方式描述根据本专利技术的实施例，其中在附图中图1是装有根据本专利技术的屏蔽物样品的同轴空腔测试设备的纵向横截面；图2是根据本专利技术的用于图1的测试设备内的有负载测量的屏蔽物样品的横向正视图；图3是用于图1的测试设备内的无负载测量的屏蔽物样品的横向正视图；图4是使用图1的测试设备的测试台的框图； 图5示出装入根据本专利技术的用于屏蔽其中的电子电路的典型的箱子；图6示出根据本专利技术的被屏蔽的典型的半导体部件；图7是根据本专利技术的被屏蔽的电缆的横截面；图8是示出使用图1到图4的设备和测试台，在典型测试结果中的根据本专利技术的屏蔽物的屏蔽效率的曲线图；图9是示出使用根据本专利技术的镀有1到2微米铜的Myranite粉状填充物的屏蔽效率的曲线图；图10是示出使用根据本专利技术的镀有2到3微米的铜的Myranite粉状填充物的屏蔽效率的曲线图；图11是示出与图9和10中显示的测试相比较使用标准已知填充物的较差屏蔽效率的曲线图；以及图12是示出由根据本专利技术的塑料材料构成的风挡刮水器电动机。具体实施例方式如下面的表1中所显示的不同比重的Myranite的几个例子中使用镀铜的Myranite粉状物构成的屏蔽物被压制到直径为133毫米、厚度约为4毫米的圆盘中，并安装到图1的测试设备中。表1符号 名称％含量样品1样品2Fe 离子，如氧化铁(FeO)、三氧化二铁(Fe2O3)、 25至50 25至50四氧化三铁(Fe3O4)SiO2二氧化硅 25至50 25至50CaO 钙氧化物 2.5 9.0MgO 镁氧化物 1.1 -Al2O3铝氧化物 4.4 4.5K2O 钾氧化物 0.52 0.1Sn 锡 -0.2Zn 锌，如锌氧化物(ZnO)1.35 4.0S硫，如硫氧化物(SO3) 1.7 ＜0.2Mn 锰 -0.5MnO 锰氧化物 0.3 1.9Pb 铅，如铅氧化物(PbO)0.2 0.3P2O5氧化二磷 -＜0.2Bi 铋 -＜0.1Cr2O3铬，如铬氧化物(Cr2O3)0.15 微量＜0.1Cd 镉 -微量＜0.1TiO2二氧化钛 0.2 -As 砷 -微量＜0.1Sb 锑 -微量＜0.1Ni 镍 -微量＜0.1对比微量 微量(Balance) (Trace) (Trace) 虽然已经发现取样的Myranite有比重一般超过25％的铁含量，但是也有可能只有20％。此外，也有可能存在其它诸如32这样的铁磁材料。2H2O能构成铁含量的至少部分。硅石含量可能只有20％。然后，将根据图4的测试设备连接到图1的设备。用于产生信号的Rohde L Schwarz RF生成器在每一测试频率上提供0dBm振幅的未调制信号。如图8所示，频率范围是1-1000MHz。利用HewlettPackard HP8526A频谱分析器测量通过同轴空腔的信号级别，数据被存储起来。设备遵循ASTM D 4935(测试规范)。表1中的适当镀有一层或两层金属的Myranite粉状物，通常密度大约为3.5g/ml，当经过几千小时后发现它低于1和8MeV之间的α粒子发射测量阈值。测试样品由具有涂层的Myranite粉状物构成，涂层厚度在1到2微米和2到3微米之间，涂层是铜，但也可以使用其它诸如铬、镍、铝、锌、钕、金、银、和锶铁素体(strontium ferrite)等涂层。粉状物上的涂层相当大地改进了没有涂层的粉状物的屏蔽性能。涂层可以通过干燥混合工艺、等离子体涂覆、电解或非电解镀应用到多层上。Myranite粉状物可以被加热处理，可以与聚合物、树脂、和弹性体混合和冷却混合，其所占比重至少为92％。被测试的样品所占比重在50％和92％之间。测试样品的粒子大小在10和180微米之间。图8中显示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于塑料或弹性体材料的填充物，包括粉状物，所述粉状物包含含量占总重量２０％以上的铁磁材料和含量占总重量２０％以上的硅石，所述粉状物涂有导电金属材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯威廉哈珀，肯尼思杰勒德巴顿，戴维朱利安拉克斯，科林托马斯梅特卡夫，
申请(专利权)人：IDAEMC有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]