專利名稱：電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種防電磁波的材料，特別是關(guān)于一種利用波相位相消原理所形成的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著計算機、通訊、消費性計算機產(chǎn)品功能不斷的增加及數(shù)字化、高頻化、普及化，人體暴露在高能量電磁波的機會越來越多，造成對人體健康的危害，增加了白血病、腦瘤、DNA破壞等患病機率。根據(jù)研究指出，當電磁波超過60赫茲，對人體的細胞DNA結(jié)構(gòu)會造成傷害；甚者在一些國外的研究報告中更指出，移動電話會對人的腦部產(chǎn)生如暫時失去記憶、行為能力降低等影響，正因為電磁波的負面影響不斷地被發(fā)掘，因此，抗電磁波的材料已成為各方的研究重點。
一般抗電磁波材的結(jié)構(gòu)可大略分為電場遮蔽材與磁場遮蔽材兩大類。另外目前還有一種采用特殊金屬纖維與其它纖維混紡、織造而成的抗EMI功能性織物，或者有的則以有機復合材料，應(yīng)用高分子滲布處理技術(shù)，以外表涂布來改變各種材質(zhì)包括五金、塑料、鎂、鈦、鋁合金及木材、陶瓷等材料的表面特性來達到抗電磁波的功能。
然而，公知的各種抗電磁波裝置都是厚度大的結(jié)構(gòu)，因而限定其應(yīng)用范圍，尤其是應(yīng)用越來越講究輕薄短小的電子產(chǎn)品，例如手機上。而且，公知的抗電磁波裝置雖號稱其遮蔽效果很好，但是實際上這些抗電磁波裝置仍會從其邊緣發(fā)射大部分的電磁波。
有鑒于此，本發(fā)明提出一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，來解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，其系利用波的相位相消特性，來達到將電磁波抵銷、吸收于該薄膜結(jié)構(gòu)內(nèi)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，其能夠以層數(shù)更少、厚度更薄的薄膜結(jié)構(gòu)，即可獲得優(yōu)良的電磁波阻隔效果。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，其中本發(fā)明所制得的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)不需額外的接地步驟。
為達以上的目的，本發(fā)明提供一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其包含有一復合層，其系內(nèi)混合有數(shù)個粒子，且該復合層的厚度為所欲吸收的電磁波波長的1/4整數(shù)倍；以及一反射層，其系位于該復合層的一側(cè)面上，且該反射層的折射率大于該復合層的折射率。
本發(fā)明尚提供一種制作上述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)的方法，其包括下列步驟提供一高分子聚合物溶液；于該高分子聚合物溶液中混入粒子；進行一成型制程，以使該高分子聚合物溶液形成聚合薄膜，其中每一個聚合薄膜的厚度為所欲吸收的電磁波波長1/4整數(shù)倍；以及于該高分子聚合物薄膜的一側(cè)面上形成一折射率大于該復合層的折射率的反射層。


圖1為本發(fā)明的載體內(nèi)僅混入單層與雙層反射粒子的實施例示意圖。
圖2為描述波于雙層結(jié)構(gòu)的反射粒子內(nèi)吸收、折射、反射的示意圖。
圖3為本發(fā)明的載體內(nèi)混入有單層與雙層反射粒子與單層吸收粒子圖4為本發(fā)明的載體內(nèi)混有單層反射粒子、雙層反射粒子、單層吸收粒子及雙層吸收粒子實施例示意圖。
圖5為本發(fā)明的制程步驟流程圖。
圖6為本發(fā)明應(yīng)用手機天線的實施例示意圖。
圖7為本發(fā)明應(yīng)用于手機殼體的實施例示意圖。
圖中1復合層12載體14粒子16反射粒子18反射粒子182內(nèi)層184外層2反射層21吸收粒子22吸收粒子222內(nèi)層224外層24膠層26絕緣層3天線4螺固組件5吸收薄膜6欲屏蔽物7殼體為了使審查員對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，謹佐以較佳的實施例并配合附圖對本發(fā)明做詳細說明如后具體實施方式
本發(fā)明為一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，其系藉由波相消干涉原理來達到將電磁波相消，以達到將電磁波吸收的目的。
首先，先針對相消干涉(destructive interference)的原理先進行說明，所謂相消干涉系當兩列同源反向的波相遇，一列的波峰會疊加在另一列波的波谷上，使兩個波互相抵消，以下本發(fā)明將以此一原理為基礎(chǔ)，進行本發(fā)明的說明。
請參閱圖1，其系本發(fā)明的一實施例示意圖，其中為便于了解本發(fā)明的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)與欲屏蔽物間的位置關(guān)系，系于圖中繪示出欲屏蔽物6。本發(fā)明主要包含有一以高分子聚合物為載體12而混入適當粒子14的復合層1與一位于復合層1上的反射層2。其中對于復合層1的厚度為滿足波的相消干涉原理，乃采用所欲吸收的電磁波波長的1/4n倍，其中n為自然數(shù)，以使射入復合層1的波于遇到阻礙物時折射回來的波行進路程恰為波長的1/2n倍，當路程差恰為波長的1/2n倍時，波峰會疊加在另一列波的波谷上，使兩個波互相完全抵消。
下面針對上述本發(fā)明所混入粒子進行舉例說明，首先該粒子14可以為反射粒子16，而反射粒子16更可為具有雙層結(jié)構(gòu)反射粒子18，其內(nèi)層182為吸波材質(zhì)，如碳化硅、麥飯石、遠紅外陶瓷、電氣石等，而外層184為反射材質(zhì)，如金屬。請參閱圖2，當電磁波射入的波行進方向遇到反射粒子18時，較低能量的波將被反射粒子18的外層184反射，但反射的波，將遭遇到另一反射粒子18，如此不斷重復，而產(chǎn)生如消波堤的效果，使電磁波抵銷；而穿射入反射粒子18內(nèi)的電磁波將部分被內(nèi)層182吸收，而剩余穿透出的電磁波其能量將大幅度衰減，并在穿透內(nèi)層182后面臨外層184的折射，如此在反射粒子18內(nèi)部不斷折射、相消、吸收，而將電磁波抵銷。
本發(fā)明的反射粒子16也可采用部分反射粒子為具有雙層結(jié)構(gòu)的反射粒子18，部分粒子為單層結(jié)構(gòu)的反射粒子16混合僅利用吸波材所構(gòu)成的較小吸收粒子21混入高分子載體12內(nèi)，以使高分子內(nèi)的粒子分布更為緊密，而形成如同蜂窩狀的復合層1，如此能更增加波于復合層1內(nèi)折射、相消、吸收，如圖3所示，此種方法，可避免高混合比例情況下，反射粒子16可能產(chǎn)生導通的問題。
請參閱第4圖，更者，本發(fā)明的吸收粒子21也可以為具有雙層結(jié)構(gòu)的吸收粒子22，也就是內(nèi)層222為反射材質(zhì)，如金屬，而外層224為吸波材質(zhì)，如碳化硅、麥飯石、遠紅外陶瓷、電氣石等。當電磁波遇到此一雙層結(jié)構(gòu)的吸收粒子22時，電磁波將先遭遇吸收，而通過外層的電磁波將遭遇到內(nèi)層反射回外層吸收層，而大幅度降低電磁波的能量，甚至達到將電磁波完全吸收。
當然，上述所提到的各種粒子，可以適當單獨使用或者混合，以達到較佳吸收、抵銷電磁波。
下面繼續(xù)對本發(fā)明的反射層2進行說明，本發(fā)明的反射層2系位于復合層1上，該反射層2系用以將能夠穿越復合層1的電磁波反射回復合層1，因此，該反射層2的材料選用系依據(jù)復合層1的載體12來進行選擇，使反射層2的折射率n1大于載體12的折射率n2，以使電磁波由密介質(zhì)射向疏介質(zhì)，以在符合布魯斯特角(Brewsten angle)條件下，大幅度增加電磁波反射回復合層1的機會。一般而言，系采用一合金層來形成折射層2，也可由鋁層、鎳層、鐵層、銅層以及鈷層所組成的堆棧層；而當選定為合金層時其合金類別可選自鋁、鎳、鐵、鈷、銅所組成，另外也可添加微量的錳。
以下將對本發(fā)明的制造方法進行說明，請參閱圖5，首先，如步驟S1所述提供一熔融態(tài)的高分子聚合物以作為載體12；接著，如步驟S2所述，于載體12中混入前述的粒子，其中混入的粒子選擇，可依據(jù)前述所提到的反射粒子、吸收粒子、雙層反射粒子、雙層吸收粒子進行單獨或混合選擇；再如步驟S3所示，進行一成型制程，以使載體12成為復合層1，其中該成型制程時可藉由擠制過程將復合層1的膜厚形成所需厚度；最后，如步驟S4所示，于復合層1表面形成一反射層2，該反射層2的形成方法可選自于真空濺鍍(vacuum sputter)、電鍍等。更者，為便于本發(fā)明的吸收電磁波薄膜的應(yīng)用，更可于復合層1的另一側(cè)面進行一上膠步驟，以形成一可供黏貼的膠層24，如步驟S5所示，或者是于反射層2的另一側(cè)面上膠(其上膠位置的不同乃視欲黏貼位置不同而有差異)，以便于使用者將本發(fā)明黏貼于所欲進行電磁波阻擋的位置，其中于反射層2的另一側(cè)面上膠時，需先于反射層2的該側(cè)面上形成一絕緣層26，以避免電流導通，其成品如圖1所示。
下面將對本發(fā)明的應(yīng)用在如手機等電磁波通訊器材上的實施例進行說明，首先請參閱圖6所示，就應(yīng)用在天線上來進行說明，手機藉由電磁波發(fā)射器與天線將電磁波訊號發(fā)射給基地臺，因此天線往往是電磁波發(fā)出的位置，對于人體的影響也往往更為顯著。本發(fā)明系針對此一問題，于天線外黏貼本發(fā)明的吸收電磁波薄膜，此一黏貼方式，如圖6所示，系將天線3與螺固組件4外圍皆形成或者黏貼上本發(fā)明的吸收薄膜5，但需保留一寬度”a”無黏貼或者形成本發(fā)明的吸收薄膜以供電磁波穿射出，該a寬度為手機發(fā)射的電磁波的波長的整數(shù)倍，且此一寬度a系朝向遠離人體接觸面的方向。更者，也可如圖7所示，將本發(fā)明的吸收薄膜5黏貼在手機的殼體7內(nèi)側(cè)的適當位置，以達到更完善的電磁波防護。
當然，上述所舉例的方式是利用貼合方式來達成，另外也可藉由將如手機殼體的零組件作為基底，而將本發(fā)明的吸收電磁波吸收薄膜成型涂布于基底上，來達到吸收電磁波的功效。因此，當以零組件為基底時，本發(fā)明的電磁波吸收薄膜的制程將適度修正為先于零組件內(nèi)表面上形成一反射層，隨后將混合有粒子的復合層涂布于反射層上。然此一步驟上順序的修改，凡是熟悉該項技術(shù)的人員，都能由本發(fā)明前述的步驟修改而得知，因此于此系不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明為一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，其主要系利用波的相位相消特性與折射、吸收，使電磁波間產(chǎn)生抵銷，因此，將不會產(chǎn)生一般使用金屬屏蔽材時，需接地以將受驅(qū)使電子導流的必要，更者，本發(fā)明以相位相消的原理為基礎(chǔ)下，僅需一復合層即可達到將電磁波消除的目的，將使得防電磁波材進入一嶄新輕薄化的技術(shù)領(lǐng)域。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明一較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，故凡依本發(fā)明申請專利范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的申請的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其包含有一復合層，其系內(nèi)混合有數(shù)個粒子，且該復合層的厚度為所欲吸收的電磁波波長的1/4整數(shù)倍；以及一反射層，其系位于該復合層的一側(cè)面上，且該反射層的折射率大于該復合層的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該粒子為反射粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該粒子的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層為吸波材質(zhì)，外層為反射材質(zhì)的雙層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該粒子包含有反射粒子與反射粒子不同粒徑的吸收粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該粒子包含有反射粒子與反射粒子不同粒徑的吸收粒子，其中該吸收粒子為具有內(nèi)層為反射材質(zhì)，外層為吸波材質(zhì)的雙層結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該粒子為吸收粒子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該粒子的結(jié)構(gòu)為內(nèi)層為反射材質(zhì)，外層為吸波材質(zhì)的雙層結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其中該反射層為金屬層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括下列步驟提供一高分子聚合物溶液；于該高分子聚合物溶液中混入粒子；進行一成型制程，以使該高分子聚合物溶液形成復合層，且該復合層的厚度為所欲吸收的電磁波波長1/4整數(shù)倍；以及于該高分子聚合物薄膜的一側(cè)面上形成一折射率大于該復合層的折射率的反射層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)，其用于吸收一手機的天線所發(fā)射出的電磁波時，系以暴露于該電磁波薄膜外的天線孔徑為手機發(fā)射出的頻寬波長整數(shù)倍的原則下，將該電磁波吸收薄膜包覆于該天線外層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電磁波吸收薄膜結(jié)構(gòu)及其制造方法，其包含有一復合層與一位于復合層上的反射層，且復合層的厚度為所欲吸收的電磁波的波長1/4整數(shù)倍，以利用相位相消干涉來將所射入的電磁波抵銷，復合層內(nèi)更添加有具雙層、單層結(jié)構(gòu)的吸收、反射粒子，以形成更多的吸收、反射與干涉來將所射入的電磁波抵銷，進而避免電磁波可能對人體所產(chǎn)生的各種傷害。
文檔編號G12B17/00GK1905789SQ20051008552
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者嚴立賢 申請人:嚴立賢