基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法
【專利摘要】一種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法，包括以下步驟(a)制備印刷漿料，將鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑混合攪拌均勻；(b)利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案；(c)將所述網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼在玻璃表面；并且(d)使得所述玻璃鋼化。本發(fā)明提供的方法將導電網(wǎng)格圖案預(yù)先印刷在轉(zhuǎn)印紙上，然后轉(zhuǎn)貼在玻璃表面，再經(jīng)鋼化處理，使導電網(wǎng)格燒結(jié)在玻璃表面，制得高強度電磁屏蔽玻璃。這種電磁屏蔽玻璃不僅具有穩(wěn)定的電磁屏蔽性能，而且還具有極高的安全性能。由于只需一片玻璃，大大減輕了產(chǎn)品的重量和厚度，降低了產(chǎn)品成本，在屏蔽效果與現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法相近的情況下，透光度還有所提高。
【專利說明】基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁屏蔽玻璃領(lǐng)域，尤其涉及一種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電磁屏蔽玻璃是一種既能抑制電磁波穿透，又有一定可視功能的特種玻璃。因為玻璃本身并無屏蔽電磁波的功能，通常是將玻璃與電磁屏蔽體復合制作電磁屏蔽玻璃?，F(xiàn)有的制作方法主要有三種:在兩片玻璃之間夾金屬絲網(wǎng)、在玻璃表面鍍導電薄膜、在玻璃相中摻入導電粒子。
[0003]第一種方法是目前使用最多的方法，該方法制作的電磁屏蔽玻璃典型結(jié)構(gòu)為:玻璃+樹脂膠片+金屬絲網(wǎng)+樹脂膠片+玻璃，其中的金屬絲網(wǎng)是電磁屏蔽體，被樹脂膠片粘結(jié)在兩片玻璃之間，玻璃起夾持和保護絲網(wǎng)的作用。該方法通常的步驟為:制備金屬絲網(wǎng)一合片，將金屬絲網(wǎng)、膠片夾在兩片玻璃之間一預(yù)熱預(yù)壓，初步排出夾層中的氣泡，并使膠片與玻璃、絲網(wǎng)初步粘結(jié)一送入高壓釜進行高溫高壓處理，使玻璃、膠片和絲網(wǎng)粘合為一體——得到電磁屏蔽玻璃。
[0004]金屬絲網(wǎng)實質(zhì)上是一種導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)對電磁波具有反射、吸收作用，感應(yīng)產(chǎn)生的渦流損耗也很大。網(wǎng)格的目數(shù)、線徑對屏蔽效果有直接影響，每個網(wǎng)眼均可看作是小波導管，當電磁波頻率高于波導管的截止頻率時，電磁波可以自由通過，當電磁波頻率低于截止頻率時，導電網(wǎng)格起到屏蔽體的作用。這種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃具有良好的屏蔽效能和一定的透光度。
[0005]現(xiàn)有的夾金屬絲網(wǎng)方法的方法雖然廣泛采用，但也存在如下缺點:(I)由于需要兩片玻璃夾持，造成產(chǎn)品的重量大，厚度大；(2)合片過程中絲網(wǎng)易變形，造成產(chǎn)品屏蔽效能下降。由于金屬絲網(wǎng)本身是輕薄的軟性材料，在合片鋪置時的過度拉伸或產(chǎn)生的皺褶、膠片的厚薄不均或過度拉伸、以及高溫高壓處理時溫度不均引起的膠片收縮變形等都會造成絲網(wǎng)變形；(3)成品易開膠，使金屬絲網(wǎng)受到空氣和水汽的侵蝕，造成屏蔽效能下降。開膠是夾層玻璃工藝較為常見的質(zhì)量問題，環(huán)境潮濕、玻璃表面不潔凈、夾層材料不潔凈、高溫高壓處理過程溫度低等都會造成夾層結(jié)構(gòu)開膠；(4)制作金屬絲網(wǎng)時，絲網(wǎng)交叉點易存在接觸不良的問題，造成屏蔽效能下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法，在不改變屏蔽效能和透光效果的情況下，與現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法相比，能有效減輕產(chǎn)品的重量和厚度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性。
[0007]為了達成上述目的，提供了一種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法，包括以下步驟(a)制備印刷漿料，將鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑混合攪拌均勻；(b)利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案；(C)將所述網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼在玻璃表面；并且⑷使得所述玻璃鋼化。
[0008]一些實施例中，所述鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比(55?75% ):(1?7% ):(10?20% ):(14?16% )比例混合攪拌均勻。
[0009]—些實施例中，所述鎳包銅粉是選用粒徑為60?90nm的鎳包銅粉與粒徑為
0.8?1.2 μ m的鎳包銅粉以8: I的比例混合而成。
[0010]一些實施例中，所述玻璃粉是B2O3-S12-Bi2O3體系玻璃，質(zhì)量百分比為Si0215?35%，B2O31 ~ 50%, Bi20320 ~ 55%,余量為 Al203+Zn0+Mg0。
[0011]一些實施例中，所述玻璃粉的粒徑為3.0?5.0 μ m。
[0012]一些實施例中，所述硼粉的粒徑為1.0?3.0 μ m。
[0013]一些實施例中，利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案包括制作網(wǎng)格圖案的印刷網(wǎng)版并且將網(wǎng)格圖案印刷在水轉(zhuǎn)印紙上。
[0014]一些實施例中，使得所述玻璃鋼化包括將印有網(wǎng)格圖案的玻璃送入鋼化爐，經(jīng)過600°C左右的高溫均勻加熱后，所述玻璃急冷成為鋼化玻璃。
[0015]一些實施例中，調(diào)整所述網(wǎng)格圖案的目數(shù)和線徑，以達成需要的電磁屏蔽玻璃的屏蔽值。
[0016]一些實施例中，所述網(wǎng)格圖案的導電網(wǎng)格目數(shù)為16?100目，線徑為85?500 μ m0
[0017]本發(fā)明提供的方法將導電網(wǎng)格圖案預(yù)先印刷在轉(zhuǎn)印紙上，然后轉(zhuǎn)貼在玻璃表面，再經(jīng)鋼化處理，使導電網(wǎng)格燒結(jié)在玻璃表面，制得高強度電磁屏蔽玻璃。這種電磁屏蔽玻璃不僅具有穩(wěn)定的電磁屏蔽性能，而且還具有極高的安全性能。由于只需一片玻璃，大大減輕了產(chǎn)品的重量和厚度，降低了產(chǎn)品成本，在屏蔽效果與現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法相近的情況下，透光度還有所提高。另外，網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼時可以根據(jù)玻璃的尺寸大小和外觀形狀對轉(zhuǎn)印紙進行任意的裁剪，甚至是拼接，具有高度的操作靈活性，這也是現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法無法辦到的。
[0018]以下結(jié)合附圖，通過示例說明本發(fā)明主旨的描述，以清楚本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]結(jié)合附圖，通過下文的詳細說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中:
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0021]參見本發(fā)明具體實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。
[0022]現(xiàn)參考圖1，詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例一種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法。
[0023]步驟SlOl中，制備印刷漿料，將鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑混合攪拌均勻。所述鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比(55?75% ): (I?7% ):(10?20%):(14?16%)比例混合攪拌均勻。所述鎳包銅粉是導電相，是印刷漿料的主體，是選用粒徑60?90nm的鎳包銅粉與粒徑0.8?1.2 μ m的鎳包銅粉以8:1的比例混合制得。
[0024]所述玻璃粉是B2O3-S12-Bi2O3體系玻璃，質(zhì)量百分比為Si0215?35%，B2O31?50%，Bi20320?55%，余量為Al203+Zn0+Mg0。按配方熔制出玻璃料，然后磨細到粒徑3.0?5.0 μ m備用。玻璃粉的作用是通過高溫燒結(jié)過程，使導電顆粒牢固地附著在玻璃表面。
[0025]所述硼粉的粒徑為1.0?3.0 μ m。硼粉是抗氧化劑，起抑制金屬粉末在燒結(jié)過程中氧化的作用。
[0026]步驟S102中，利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案；利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案包括制作網(wǎng)格圖案的印刷網(wǎng)版并且將網(wǎng)格圖案印刷在水轉(zhuǎn)印紙上。
[0027]步驟S103中，將所述網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼在玻璃表面。
[0028]步驟S104中，使得所述玻璃鋼化。玻璃鋼化，網(wǎng)格燒結(jié)，將印有網(wǎng)格圖案的玻璃送入鋼化爐，經(jīng)過600°C左右的高溫均勻加熱后，玻璃急冷成為鋼化玻璃，導電網(wǎng)格也在高溫過程中燒結(jié)在玻璃表面，與玻璃成為一體，制得高強度電磁屏蔽玻璃。
[0029]一些實施例中，調(diào)整所述網(wǎng)格圖案的目數(shù)、線徑，以達成需要的電磁屏蔽玻璃的屏蔽值。例如所述網(wǎng)格圖案的導電網(wǎng)格目數(shù)為16?100目，線徑為85?500 μ m。
[0030]鎳包銅粉是一種復合金屬材料，是對銅粉表面進行鍍鎳處理獲得，用其制得的印刷漿料具有成線性、分辨性和印刷性能良好等優(yōu)點。由鍍鎳銅粉燒結(jié)制得的導電網(wǎng)格既能保持金屬銅優(yōu)良的高電導性和對高阻抗電場的屏蔽功能，又具有金屬鎳良好的抗氧化能力和對低阻抗磁場的屏蔽功能，是一種在較寬頻率范圍內(nèi)都有良好屏蔽效能的電磁屏蔽材料。
[0031]B2O3-S12-Bi2O3玻璃粉屬硼硅酸鹽系玻璃，其中的Si02、B2O3構(gòu)成玻璃主體材料，B2O3還可以促進玻璃熔化，抑制玻璃過度熱膨脹，并使高溫下熔融玻璃有良好的流動性。Bi在元素周期表中與Pb相鄰，性質(zhì)相近，熔點低，用其代替Pb可制成無鉛玻璃，滿足環(huán)保要求，適量加入Bi2O3可使玻璃軟化溫度低于560°C,使印料可在鋼化溫度下完成燒結(jié)。Al2O3可調(diào)整機械強度，化學穩(wěn)定性和熔化溫度。ZnO可降低玻璃軟化點、使玻璃高溫熔化時有較好的流動性以及調(diào)節(jié)玻璃熱膨脹的作用。二價堿金屬氧化物具有調(diào)整控制玻璃熱膨脹系數(shù)，使其性能同時滿足燒結(jié)溫度、方阻和附著強度的要求。
[0032]在高溫燒結(jié)過程中，B2O3-S12-Bi2O3體系玻璃粉熔融膨脹，浸潤導電顆粒和玻璃基片，使導電相顆粒均勻分布，借助液相的表面張力作用使導電顆粒團聚，緊密接觸，形成良好的歐姆接觸，經(jīng)充分燒結(jié)形成低電阻的導電通路，同時熔融玻璃能進入導電顆粒間的細小空隙，在凝固后和基板融為一體，從而使導電顆粒牢固地附著在玻璃表面。
[0033]在鋼化過程開始后，隨著溫度的升高，鎳包銅粉外層鎳膜表面會逐漸氧化，但易氧化的硼粉優(yōu)先和氧反應(yīng)，強烈抑制了鎳膜氧化的進程，氧化產(chǎn)生的B2O3是玻璃原料，它與玻璃粉成份互熔成新的玻璃成份，隨著玻璃粉逐漸熔融，B2O3與熔融玻璃形成低共熔物潤濕鎳膜，并能融蝕掉鎳膜表面的部分氧化鎳，從而實現(xiàn)了鎳包銅粉在在空氣中的抗氧化燒結(jié)。
[0034]有機粘結(jié)劑在導電漿料中作為鎳包銅粉、玻璃粉、硼粉的載體，起調(diào)整漿料的粘度、流變性、觸變性的作用，在高溫燒結(jié)過程中逐步揮發(fā)燃燒除去。
[0035]通常情況下，金屬粉末的顆粒越細、比表面積越大，表面能也就越高，因此也越容易發(fā)生團聚。納米級的鎳包銅粉在燒結(jié)過程中有分散不均勻的現(xiàn)象，導電顆粒間易有相互分離的孔洞和不連續(xù)現(xiàn)象，這些微觀上的缺陷導致了材料宏觀導電性下降，最終使得網(wǎng)格的屏蔽效能下降。在納米級的鎳包銅粉中摻入一定比例的微米級粉末，能在一定程度上起到對導電斷點填充或連接的作用，增加了導電顆粒之間的歐姆接觸，促進了導電通路的形成，從而有利于網(wǎng)格屏蔽性能的提聞。
[0036]本發(fā)明沒有采用將導電網(wǎng)格圖案直接印刷在玻璃表面的方式，是因為玻璃表面狀態(tài)不適于微米級細線的精細印刷。玻璃的主要成分為S12，硅主要在玻璃內(nèi)部，氧原子在玻璃表面，這種結(jié)構(gòu)具有很高的表面能，易與空氣中的水分結(jié)合，形成親水基因浮在玻璃表面，使印刷漿料附著困難。玻璃表面還有堿離子，形成的Na-ο鍵很容易在空氣和水中斷鍵，也會導致印刷漿料難以附著。另外，玻璃表面屬于非吸收性表面，易造成印刷細線的流趟變形或粗化。而將網(wǎng)格圖案印刷在吸水性良好的紙基上，則非常容易實現(xiàn)精細印刷。另夕卜，精細印刷對干濕度、灰塵、靜電等環(huán)境因素要求極高，鋼化工廠難以達到專業(yè)印刷廠的條件。
[0037]具體實施例1
[0038]本發(fā)明提供的方法按以下步驟具體實施:
[0039](I)制備導電印刷漿料
[0040]選用粒徑為60?90nm的鎳包銅粉與粒徑為0.8?1.2 μ m的鎳包銅粉，按8:1的比例混合備用；
[0041 ]制備 B2O3-S12-Bi2O3 體系玻璃粉，按 Si022 5 %，B20332 %，Bi20327 %，Al203+Zn0+Mg0=16%質(zhì)量百分比熔制玻璃料，然后磨細到粒徑3.0?5.0ym備用；
[0042]選用粒徑為1.0?3.0 μ m的硼粉備用；
[0043]有機粘合劑由松油醇、乙基纖維素和羥基醇，加入有機酸為流延劑，加入特殊的鹽作觸變劑制成。
[0044]將上述準備好的鎳包銅粉、B2O3-S12-Bi2O3體系玻璃粉、硼粉和有機粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比65%:4%:15%:16%比例進行混合，經(jīng)充分攪拌，制成組分均勻、觸變性好、粘度適中、流延性好、揮發(fā)速度理想、印刷性能良好的漿料。
[0045](2)制作網(wǎng)格圖案的印刷網(wǎng)版，網(wǎng)格的目數(shù)為30目；
[0046](3)將網(wǎng)格圖案印刷在水轉(zhuǎn)印紙上；
[0047](4)將網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼在玻璃表面，選擇窗用6mm玻璃作為圖案載體，將玻璃表面潤濕，圖案貼在玻璃表面，待紙基脫離后，揭去紙基，網(wǎng)格圖案留在玻璃表面；
[0048](5)將玻璃送入鋼化爐，經(jīng)過600°C左右的鋼化溫度，玻璃均勻加熱完成后，經(jīng)急冷成為鋼化玻璃，圖案也在高溫過程中燒結(jié)在玻璃表面，制得電磁屏蔽玻璃。
[0049]具體實施例2
[0050]本例具體實施步驟同具體實施例1，制作的印刷網(wǎng)版網(wǎng)格的目數(shù)為80目。
[0051]對制得的兩種電磁屏蔽玻璃進行檢測:
[0052]實施例1:導電網(wǎng)格目數(shù)30目，線徑300 μ m，在30MHz?1000MHz的頻段范圍內(nèi)，屏蔽值75?45dB，透光度大于73%，玻璃表面應(yīng)力105Mp。
[0053]實施例2:導電網(wǎng)格目數(shù)80目，線徑160 μ m，在30MHz?1000MHz的頻段范圍內(nèi)，屏蔽值90?58dB，透光度大于70%，玻璃表面應(yīng)力105Mp。
[0054]檢測結(jié)果表明，兩片電磁屏蔽玻璃的屏蔽值與現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法制作的產(chǎn)品相當，透光度有所提高，玻璃的抗沖擊性能和抗冷熱沖擊性能大大提高，完全滿足作為電磁屏蔽玻璃的使用要求。
[0055]本發(fā)明提供的方法將導電網(wǎng)格圖案預(yù)先印刷在轉(zhuǎn)印紙上，然后轉(zhuǎn)貼在玻璃表面，再經(jīng)鋼化處理，使導電網(wǎng)格燒結(jié)在玻璃表面，制得高強度電磁屏蔽玻璃。這種電磁屏蔽玻璃不僅具有穩(wěn)定的電磁屏蔽性能，而且還具有極高的安全性能。由于只需一片玻璃，大大減輕了產(chǎn)品的重量和厚度，降低了產(chǎn)品成本，在屏蔽效果與現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法相近的情況下，透光度還有所提高。另外，網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼時可以根據(jù)玻璃的尺寸大小和外觀形狀對轉(zhuǎn)印紙進行任意的裁剪，甚至是拼接，具有高度的操作靈活性，這也是現(xiàn)有夾金屬絲網(wǎng)方法無法辦到的。
[0056]以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于導電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽玻璃的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)制備印刷漿料，將鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑混合攪拌均勻； (b)利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案； (c)將所述網(wǎng)格圖案轉(zhuǎn)貼在玻璃表面；并且 (d)使得所述玻璃鋼化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述鎳包銅粉，玻璃粉，硼粉，及有機粘結(jié)劑按質(zhì)量百分比(55?75% ):(1?7% ):(10?20% ):(14?16% )比例混合攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述鎳包銅粉是選用粒徑為60?90nm的鎳包銅粉與粒徑為0.8?1.2 μ m的鎳包銅粉以8: 1的比例混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述玻璃粉是B203-Si02-Bi203體系玻璃，質(zhì)量百分比為 Si0215 ?35%, B20310 ?50%, Bi20320 ?55%，余量為 Al203+Zn0+Mg0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述玻璃粉的粒徑為3.0?5.0 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述硼粉的粒徑為1.0?3.0μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，利用所述印刷漿料制作網(wǎng)格圖案包括制作網(wǎng)格圖案的印刷網(wǎng)版并且將網(wǎng)格圖案印刷在水轉(zhuǎn)印紙上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，使得所述玻璃鋼化包括將印有網(wǎng)格圖案的玻璃送入鋼化爐，經(jīng)過600°C左右的高溫均勻加熱后，所述玻璃急冷成為鋼化玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，調(diào)整所述網(wǎng)格圖案的目數(shù)和線徑，以達成需要的電磁屏蔽玻璃的屏蔽值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述網(wǎng)格圖案的導電網(wǎng)格目數(shù)為16?100目，線徑為85?500 μ m。
【文檔編號】C03B27/012GK104446001SQ201410751929
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】彭壽, 王東, 金良茂, 張家林, 石麗芬, 單傳麗, 王萍萍, 操芳芳, 湯永康, 甘治平 申請人:中國建材國際工程集團有限公司