CN110769678B - 一种应用于5g个人通信设备的电磁屏蔽银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆，以电磁屏蔽银浆的总质量为基准，含有3‑10重量％的高附着力树脂，15‑30重量％的溶剂，0.5‑5重量％的附着力促进剂，0.3‑5重量％的固化催化剂，15‑80重量％的片状银粉。本发明的电磁屏蔽银浆电阻率低，导电性能好，电磁屏蔽效能好，完全烘干温度可低至80℃，大大减轻了个人通信设备的导电区域基材与防火PC基材在高温下的形变与损伤。耐腐蚀性加强，在温度交变、水汽、盐雾等环境中可长期保持稳定电阻率，基材适应性好，与个人通信设备的导电区域基材附着力好，从而保证稳定的电磁屏蔽效果。

Description

一种应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆及其制备方法。

背景技术

2019年6月6日，我国正式发放了5G商用牌照，标志我国正式进入了5G商用元年。中国信息通信研究院在《5G产业经济贡献中》表述，预计2020至2025年，我国5G商用的直接经济产出达到10.6万亿元，直接创造超过300万个就业岗位。

5G手机是指使用第五代通信***的智能手机。2019年下半年，我国主流手机厂商将陆续发布自己的5G商用手机。随5G手机等个人通信设备的发展及高频高速通信的需求，其中高频率零部件的电磁干扰问题越来越严重。

高频段的电磁屏蔽，在手机等个人通信设备中，主要通过喷涂、转印、移印的方式在中框上形成导电涂层。高频段的电磁屏蔽，屏蔽效能主要由吸收损耗决定：

A≈0.131t√fμ_rσ_r(dB)

其中A为电磁屏蔽中的吸收损耗，单位为dB；t为导电层厚度，单位为mm；f为电磁波频率，单位为Hz；μ_r为相对磁导率；σ_r为相对于铜的电导率，铜的电导率σ＝5.82×107S/m。因此可以看出，在给定导电层厚度及电磁波频率的情况下，材料的导电性越好，屏蔽效能越高。

同时，手机中框一般为铝合金与防火PC基材，要求形成导电涂层完全烘干温度低于100℃，以防止高温下基材的形变，造成基材损伤。

综上，针对5G手机等5G个人通信设备的电磁屏蔽涂层需要，有必要开发一款导电性能更好、完全烘干温度更低的导电浆料，同时满足5G手机等5G个人通信设备电磁屏蔽效能与基材适应性的要求。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆及其制备方法，通过对配方成分的改善，制备出了导电性能更好，完全烘干温度更低，同时电磁屏蔽效能好，基材附着力和基材适应性好。

本发明所述的5G个人通信设备，包括5G手机，5G笔记本电脑，5G平板电脑等。

第一方面，本发明提供一种应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆，以电磁屏蔽银浆的总质量为基准，含有3-10重量％的高附着力树脂，15-30重量％的溶剂，0.5-5重量％的附着力促进剂，0.3-5重量％的固化催化剂，15-80重量％的片状银粉。

优选地，为了进一步地使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性更好，所述电磁屏蔽银浆的总质量为基准，含有6-10重量％的高附着力树脂，15-20重量％的溶剂，0.5-2重量％的附着力促进剂，0.3-1重量％的固化催化剂，60-80重量％的片状银粉。

本发明中，所述的高附着力树脂是指对于个人通信设备中常用的导电区域的基材，例如金属(如铝合金)或塑料(如防火PC)而言附着力为≥3B的树脂。本发明中所述的基材适应性好是指本发明应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆导电区域的基材具有高附着力，耐腐蚀性强，在温度交变、水汽、盐雾等环境中可长期保持稳定电阻率，从而保证稳定的电磁屏蔽效果。

优选地，为了使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性更好，同时银浆不易沉淀，更便于储存，以所述电磁屏蔽银浆的总质量为基准，还含有0.5-5重量％的防沉助剂。

优选地，为了使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性更好，同时防止流挂，更便于施工，以所述电磁屏蔽银浆的总质量为基准，还含有0.5-5重量％的防流挂助剂。

优选地，为了进一步地使电磁屏蔽银浆的基材附着力与基材适应性更好，同时导电性能更好，完全烘干温度更低，电磁屏蔽效能好，所述的高附着力树脂包括聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和上述三种树脂的改性树脂中的一种或多种。

更优选地，为了更进一步地使电磁屏蔽银浆的基材附着力与基材适应性更好，同时完全烘干温度更低，导电性能更好，电磁屏蔽效能好，所述的高附着力树脂的玻璃转化温度(Tg)为50℃～80℃。

优选地，为了进一步地使电磁屏蔽银浆的完全烘干温度更低，同时导电性能更好，电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性好，所述溶剂包括酮类溶剂或酮类溶剂混合物，酯类溶剂或酯类溶剂混合物，或酮类溶剂与酯类溶剂的混合物，沸点为120℃～220℃，例如可以为甲基异戊基酮、环己酮、二异丁基甲酮、异佛尔酮等酮类溶剂与乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇***醋酸酯和DBE等酯类溶剂中的一种或多种。

本发明中所述附着力促进剂可以为市面上常见的偶联剂。优选地，为了进一步地使电磁屏蔽银浆的基材附着力与基材适应性好，同时完全烘干温度更低，导电性能更好，电磁屏蔽效能好，所述附着力促进剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种。

优选地，为了进一步地使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，同时电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性好，所述固化催化剂为可在低温80℃解封的固化催化剂，例如可以为封端异氰酸酯或双氰胺改性的固化催化剂。

优选地，为了进一步地使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，同时电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性好，所述银粉包括粒径5～10μm的片状银粉，或5～10μm的片状银粉与0.5～5μm片状银粉的混合物。

本发明中所述防沉助剂可以为市面上常见的防沉助剂。可选地，为了使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性好，同时银浆不易沉淀，更便于储存，所述防沉助剂可以包括聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、气相二氧化硅和炭黑中的一种或多种。

本发明中所述防流挂助剂可以为市面上常见的粉体定向助剂。可选地，为了使电磁屏蔽银浆的导电性能更好，完全烘干温度更低，电磁屏蔽效能好，基材附着力与基材适应性好，同时防止流挂，更便于施工，所述防流挂助剂可以包括BYK410、BYK411、BYK415、BYK420、BYK428、BYK430、道康宁DC3和醋酸丁酸纤维素中的一种或多种。

第二方面，本发明还提供一种上述应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，步骤如下：

(1)先将高附着力树脂、溶剂在60℃～90℃的温度下混合至均匀溶解，冷却至室温；

(2)再将均匀溶解的高附着力树脂和溶剂与附着力促进剂、固化催化剂混合均匀；

(3)然后进行研磨，研磨直至细度降低至5μm以下；

(4)再将银粉加入其中，混合均匀，然后将细度研磨至15μm以下，电磁屏蔽银浆制作完毕。

本发明制备方法中的混合均可以采用常用的搅拌方式，例如可以在双行星搅拌装置中进行。

优选地，为了进一步地使步骤(1)中的高附着力树脂和溶剂在60℃～90℃的温度下混合至均匀溶解，所述混合时间为4～8h。

优选地，为了进一步地使步骤(2)中高附着力树脂和溶剂与附着力促进剂、固化催化剂混合均匀，所述混合是可以在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速600～1200R/min，分散时间10～30min，搅拌转速40～100R/min。

本发明中的电磁屏蔽银浆中若含有防沉助剂和/或防流挂助剂，在步骤(2)中与高附着力树脂、溶剂、附着力促进剂、固化催化剂一起混合均匀。

本发明制备方法中的研磨均可以采用常用的研磨方式，例如可以为三辊轧机。

本发明具有如下优点：

1、现有市售的低温导电银浆，体积电阻率一般在3×10^-5Ω.cm～5×10^-5Ω.cm区间。本发明的电磁屏蔽银浆体积电阻率最低可达到1.5×10^-5Ω.cm，导电性能好，通过电阻率的降低大大提升电磁屏蔽效能，完全满足5G手机电磁屏蔽要求，电磁屏蔽效能好。

2、现有市售低温导电银浆，完全烘干温度一般在120℃～150℃。本发明的的电磁屏蔽银浆完全烘干温度可低至80℃，在80℃下40-60min可完全烘干，大大减轻了个人通信设备的导电区域基材与防火PC基材在高温下的形变与损伤。

3、本发明所述的电磁屏蔽银浆，通过附着力促进剂及固化催化剂的作用，使耐腐蚀性加强，在温度交变、水汽、盐雾等环境中可长期保持稳定电阻率，基材适应性好，与个人通信设备的导电区域基材附着力好，如在手机的铝合金基材及防火PC基材附着力均≥4B，从而保证稳定的电磁屏蔽效果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

实施例1

本实施例应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将6g聚酯树脂，6g甲基异戊基酮，5g环己酮，3g乙酸丁酯，2g丙二醇甲醚醋酸酯在70℃的温度下混合6h，均匀溶解，冷却至室温，得到混合物A；

(2)再将混合物A与1g硅烷偶联剂，0.5g封端异氰酸酯，0.7g聚乙烯蜡，0.4gBYK410和0.4g醋酸丁酸纤维素和在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速1000R/min，分散时间20min，搅拌转速80R/min，得到混合物B；

(3)然后将混合物B进行研磨，研磨直至细度降低至1μm，得到混合物C；

(4)再将40g粒径5～10μm的片状银粉和35g粒径0.5～5μm的片状银粉加入混合物C中，混合均匀，然后将细度研磨至1μm，本实施例的电磁屏蔽银浆S1制作完毕。

实施例2

本实施例应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将6.5g聚氨酯树脂，5g甲基异戊基酮，5g二异丁基甲酮，4.6g乙酸戊酯，5g乙二醇丁醚醋酸酯在80℃的温度下混合5h，均匀溶解，冷却至室温，得到混合物A；

(2)再将混合物A与1g钛酸酯偶联剂，0.6g双氰胺改性的固化催化剂，1.2g聚酰胺蜡，0.6g BYK411和0.5g道康宁DC3在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速900R/min，分散时间15min，搅拌转速70R/min，得到混合物B；

(3)然后将混合物B进行研磨，研磨直至细度降低至1μm，得到混合物C；

(4)再将50g粒径5～10μm的片状银粉、20g粒径0.5～5μm的片状银粉加入混合物C中，混合均匀，然后将细度研磨至2μm，本实施例的电磁屏蔽银浆S2制作完毕。

实施例3

本实施例应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将8g丙烯酸树脂，5g二异丁基甲酮，5g异佛尔酮，5g二乙二醇***醋酸酯，5gDBE在75℃的温度下混合7h，均匀溶解，冷却至室温，得到混合物A；

(2)再将混合物A与2g铝酸酯偶联剂、1g封端异氰酸酯，4g气相二氧化硅，3gBYK415，2g BYK420在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速1100R/min，分散时间12min，搅拌转速85R/min，得到混合物B；

(3)然后将混合物B进行研磨，研磨直至细度降低至1μm，得到混合物C；

(4)再将35g粒径5～10μm的片状银粉、25g粒径0.5～5μm的片状银粉加入混合物C中，混合均匀，然后将细度研磨至2μm，本实施例的电磁屏蔽银浆S3制作完毕。

实施例4

本实施例应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将3g聚酯树脂，5g甲基异戊基酮，5g环己酮，5g乙酸丁在90℃的温度下混合4h，均匀溶解，冷却至室温，得到混合物A；

(2)再将混合物A与0.5g硅烷偶联剂，0.3g封端异氰酸酯，0.5g炭黑，0.7g BYK428在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速600R/min，分散时间30min，搅拌转速40R/min，得到混合物B；

(3)然后混合物B进行研磨，研磨直至细度降低至1μm，得到混合物C；

(4)再将40g粒径5～10μm的片状银粉、40g粒径0.5～5μm的片状银粉加入混合物C中，混合均匀，然后将细度研磨至1μm，本实施例的电磁屏蔽银浆S4制作完毕。

实施例5

本实施例应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将10g聚氨酯树脂，10g甲基异戊基酮，10g环己酮，10g乙酸戊酯在60℃的温度下混合8h，均匀溶解，冷却至室温，得到混合物A；

(2)再将混合物A与5g硅烷偶联剂，5g封端异氰酸酯，5g聚酰胺蜡，5g BYK430在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速1200R/min，分散时间10min，搅拌转速100R/min，得到混合物B；

(3)然后将混合物B进行研磨，研磨直至细度降低至1μm，得到混合物C；

(4)再将10g粒径5～10μm的片状银粉、30g粒径0.5～5μm的片状银粉加入混合物C中，混合均匀，然后将细度研磨至1μm，本实施例的电磁屏蔽银浆S5制作完毕。

实施例6

本实施例用于测试应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的电性能

将实施例1-5的电磁屏蔽银浆浆料S1-S5均匀分散在铝合金基材上，然后在80℃下烘干40-60min，得到线型为线宽*线长＝20mm*100mm，平均厚度D为6μm的对应测试涂层线条L1-L5：用欧姆表测试线条L1-L5的电阻值为R(Ω)，电阻率＝R(Ω)*S/L，再带入公式R□(mΩ/□@mil)＝R(Ω)*线宽(mm)*D(μm)/[线长(mm)*0.254]中，算出在1mil(25.4μm)下的方阻值，方阻值小于等于15mΩ/□@mil为合格，测试结果如下表1所示。

表1测试涂层线条L1-L5的电性能测试结果

	L1	L2	L3	L4	L5
						电阻值(Ω)	0.125	0.130	0.135	0.128	0.141
电阻率(Ω.cm)	1.5×10<sup>-5</sup>	1.56×10<sup>-5</sup>	1.62×10<sup>-5</sup>	1.54×10<sup>-5</sup>	1.69×10<sup>-5</sup>
						方阻值(mΩ/□@mil)	5.9	6.14	6.38	6.05	6.66

实施例7

本实施例用于测试应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的附着力性能

将实施例1-5的电磁屏蔽银浆浆料均匀分散在铝合金基材上，然后在80℃下烘干40-60min，得到线型为线宽*线长＝20mm*100mm，平均厚度D为6μm的对应测试涂层线条L6-L10，按GB/T 9286-1998百格法测试涂层附着力：

1)在线宽*线长＝20mm*100mm，线条平均厚度D为6μm的测试区域上，用百格刀划成100个方格；

2)选用3M600或3M610胶带，粘在方格表面，排除空气后，90度垂直拉起；

3)观测百格脱落面积，测试涂层线条L6-L10的脱落面积均在5％以内，属于4B。

实施例8

本实施例用于测试应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的电磁屏蔽效能

按照《MIL-DTL-83528C》标准测试本发明实施例1-5的导电银浆的电磁屏蔽效能，结果如下表2所示

实施例9

本实施例用于测试应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆在在温度交变、水汽、盐雾等环境中的电性能测试

将实施例1-5的导电银浆按照《CPCA4302-2016导电银浆》进行温度循环，耐潮湿性和，耐酸性和耐碱性测试，均达到1级。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆，其特征在于，以电磁屏蔽银浆的总质量为基准，含有3-10重量％的高附着力树脂，15-30重量％的溶剂，0.5-5重量％的附着力促进剂，0.3-5重量％的固化催化剂，15-80重量％的片状银粉；

所述的高附着力树脂包括聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和上述三种树脂的改性树脂中的一种或多种；

所述溶剂包括酮类溶剂或酮类溶剂混合物，酯类溶剂或酯类溶剂混合物，或酮类溶剂与酯类溶剂的混合物；

所述附着力促进剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种；

所述银粉包括粒径5～10μm的片状银粉，或5～10μm的片状银粉与0.5～5μm片状银粉的混合物。

2.根据权利要求1所述的应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆，其特征在于，以电磁屏蔽银浆的总质量为基准，含有6-10重量％的高附着力树脂，15-20重量％的溶剂，0.5-2重量％的附着力促进剂，0.3-1重量％的固化催化剂，60-80重量％的片状银粉。

3.根据权利要求1所述的应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆，其特征在于，所述溶剂包括甲基异戊基酮、环己酮、二异丁基甲酮、异佛尔酮、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇***醋酸酯和DBE中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆，其特征在于，所述固化催化剂为可在低温80℃解封的固化催化剂。

5.一种权利要求1-4所述的应用于5G个人通信设备的电磁屏蔽银浆的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)先将高附着力树脂、溶剂在60℃～90℃的温度下混合至均匀溶解，冷却至室温；

(2)再将均匀溶解的高附着力树脂和溶剂与附着力促进剂、固化催化剂混合均匀；

(3)然后进行研磨，研磨直至细度降低至5μm以下；

(4)再将银粉加入其中，混合均匀，然后将细度研磨至15μm以下，电磁屏蔽银浆制作完毕；

所述步骤(1)中混合时间为4～8h；所述步骤(2)中混合为在双行星搅拌装置中进行分散，分散转速600～1200R/min，分散时间10～30min，搅拌转速40～100R/min。