一種內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 一種內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法屬于光學(xué)窗技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)窗在遙測(cè)遙感、醫(yī)療診斷、保密通訊、航空航天裝備等領(lǐng)域均具有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的光學(xué)窗為單純的電磁波透過(guò)窗口。然而，用電設(shè)備的不斷增長(zhǎng)，不僅會(huì)使電磁波的強(qiáng)度大幅增加，而且會(huì)使電磁波的波段不斷拓寬，造成空間電磁環(huán)境日趨惡化，由于傳統(tǒng)光學(xué)窗對(duì)電磁波具有通透性，因此電磁環(huán)境的惡化會(huì)對(duì)電磁敏感的設(shè)備產(chǎn)生不利影響。為了降低電磁干擾，需要在光學(xué)窗上增加電磁屏蔽功能。
[0003]名稱為“電磁波屏蔽薄膜及其制造方法(申請(qǐng)?zhí)?200610084149.8)”，以及“具有圓環(huán)金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗(申請(qǐng)?zhí)?200610010066.4) ”等發(fā)明專利和學(xué)術(shù)論文，均公開(kāi)了一類表面分布有線條寬度在微米或亞微米量級(jí)的周期金屬網(wǎng)狀圖案的光學(xué)窗，這類光學(xué)窗具有明顯的電磁屏蔽效果。然而，周期性或亞周期性圖案，會(huì)使光學(xué)窗產(chǎn)生很強(qiáng)的光學(xué)衍射效應(yīng)，從而降低了光學(xué)窗的光學(xué)性能。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01310122824.1的發(fā)明專利“一種基于龜裂模板法制備多孔金屬薄膜透明導(dǎo)電電極的方法”，公開(kāi)了一種電極制備方法，該方法利用二氧化鈦溶液龜裂成的非周期龜裂模板，制作出非周期金屬網(wǎng)狀圖案。如將其用于制作電磁屏蔽光學(xué)窗，具有解決高級(jí)次衍射能量分布不均勻問(wèn)題的潛在能力。
[0005]然而，將該專利用于制作電磁屏蔽光學(xué)窗，所存在的問(wèn)題如下:
[0006]由于采用了磁控濺射方式沉積導(dǎo)電金屬，因此會(huì)使導(dǎo)電金屬覆蓋到裂縫模板表面，影響光學(xué)窗的透光性能；為了解決該問(wèn)題，必須去除裂縫模板，這就會(huì)帶來(lái)以下兩個(gè)問(wèn)題:
[0007]第一、增加了去除裂縫模板的步驟，浪費(fèi)制作時(shí)間和制作成本；
[0008]第二、去除裂縫模板后，烘干后的納米銀漿會(huì)裸露在襯底之上，缺少保護(hù)，容易損壞，造成光學(xué)窗電磁屏蔽性能破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，該方法可以在與申請(qǐng)?zhí)枮?01310122824.1的發(fā)明專利“一種基于龜裂模板法制備多孔金屬薄膜透明導(dǎo)電電極的方法”具有相同效果的同時(shí)，省略步驟，節(jié)省制作時(shí)間和制作成本，并具有保護(hù)烘干后的納米銀漿的作用。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，包括以下步驟:
[0012]步驟a，制作二氧化鈦溶膠；
[0013]步驟b，采用旋涂法在襯底上涂覆厚度為2?5 μ m的二氧化鈦溶膠，并使二氧化鈦溶膠自然干燥，形成裂縫模板；
[0014]步驟C，在裂縫模板表面連續(xù)刮涂摻有疏水溶劑的納米銀漿，直到納米銀漿充滿裂縫，并在50?80°C溫度范圍內(nèi)加熱烘烤。
[0015]上述內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，步驟a具體為:
[0016]將體積份數(shù)為40?80份的乙醇和體積份數(shù)為O?40份的乙酸進(jìn)行混合，得到第一混合液；
[0017]將體積份數(shù)為20份的鈦酸丁酯在劇烈攪拌條件下緩慢加入第一混合液，得到第二混合液；
[0018]將體積份數(shù)為5?10份的無(wú)水乙醇，體積份數(shù)為8?13份的冰醋酸，和體積份數(shù)為I份的去離子水均勻混合，得到第三混合液；
[0019]將第三混合液以I?5滴/秒的速度滴入劇烈攪拌的第二混合液中，得到第四混合液；
[0020]將第四混合液攪拌Ih后，密封靜置I?2天，得到二氧化鈦溶膠。
[0021]所述的劇烈攪拌是指轉(zhuǎn)速大于800r/min的磁力攪拌或超聲振蕩。
[0022]上述內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，步驟b中，使二氧化鈦溶膠自然干燥的條件為:溫度為15?25°C，濕度為70?80% RH。
[0023]上述內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，還包括步驟d，拋光裂縫模板表面。
[0024]有益效果:
[0025]第一、由于連續(xù)刮涂摻有疏水溶劑的納米銀漿，其中，連續(xù)刮涂和疏水溶劑都可以避免納米銀漿覆蓋到裂縫模板表面，因此不會(huì)出現(xiàn)因納米銀漿覆蓋到裂縫模板表面而影響光學(xué)窗透光性能的問(wèn)題，所以，無(wú)需去除裂縫模板，實(shí)現(xiàn)在與申請(qǐng)?zhí)枮?01310122824.1的發(fā)明專利“一種基于龜裂模板法制備多孔金屬薄膜透明導(dǎo)電電極的方法”具有相同效果的同時(shí)，省略去除裂縫模板的步驟，節(jié)省制作時(shí)間和制作成本。
[0026]第二、由于沒(méi)有去除裂縫模板，因此烘干后的納米銀漿嵌入到裂縫模板內(nèi)，裂縫模板起到了對(duì)納米銀漿保護(hù)的作用，有效避免因納米銀漿損壞而造成光學(xué)窗電磁屏蔽性能被破壞的問(wèn)題。
[0027]第三、限定了二氧化鈦溶膠厚度為2?5 μ m ;該參數(shù)所解決的技術(shù)問(wèn)題在于:在眾多厚度參數(shù)選擇范圍中，2?5 μ m厚度范圍內(nèi)，形成的裂縫模板的裂縫寬度細(xì)小，裂縫幾乎不發(fā)生翹曲，因此可以避免因翹曲造成裂縫寬度增加而降低光學(xué)窗透光性能的問(wèn)題；此外，當(dāng)厚度小于2 μ m時(shí)，納米銀漿很難充滿裂縫，影響電磁屏蔽效果；而當(dāng)厚度大于5 μ m時(shí)，高級(jí)次衍射能量分布不均勻問(wèn)題又會(huì)出現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法流程圖。
[0029]圖2是本發(fā)明方法步驟a所述二氧化鈦溶膠的具體配置方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0031]具體實(shí)施例一
[0032]本實(shí)施例的內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，流程圖如圖1所示。該方法包括以下步驟:
[0033]步驟a，制作二氧化鈦溶膠；
[0034]步驟b，采用旋涂法在襯底上涂覆厚度為2?5 μ m的二氧化鈦溶膠，并使二氧化鈦溶膠自然干燥，形成裂縫模板；
[0035]步驟C，在裂縫模板表面連續(xù)刮涂摻有疏水溶劑的納米銀漿，直到納米銀漿充滿裂縫，并在50?80°C溫度范圍內(nèi)加熱烘烤。
[0036]具體實(shí)施例二
[0037]本實(shí)施例的內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，還包括步驟d，拋光裂縫模板表面。
[0038]步驟d所解決的技術(shù)問(wèn)題在于:雖然在具體實(shí)施例一中已經(jīng)使光學(xué)窗獲得了較為理想的光學(xué)性能，但由于刮涂摻有疏水溶劑的納米銀漿也不可能保證納米銀漿完全不覆蓋到裂縫模板表面，因此具體實(shí)施例一還有可以進(jìn)一步提升光學(xué)性能的空間。對(duì)裂縫模板進(jìn)行拋光，可以去除可能覆蓋到裂縫模板表面的納米銀漿，進(jìn)一步提高光學(xué)窗的透光性能。
[0039]以上實(shí)施例中，步驟a的具體配置方法如圖2所示。為:
[0040]將體積份數(shù)為40?80份的乙醇和體積份數(shù)為O?40份的乙酸進(jìn)行混合，得到第一混合液；
[0041]將體積份數(shù)為20份的鈦酸丁酯在劇烈攪拌條件下緩慢加入第一混合液，得到第二混合液；
[0042]將體積份數(shù)為5?10份的無(wú)水乙醇，體積份數(shù)為8?13份的冰醋酸，和體積份數(shù)為I份的去離子水均勻混合，得到第三混合液；
[0043]將第三混合液以I?5滴/秒的速度滴入劇烈攪拌的第二混合液中，得到第四混合液；
[0044]將第四混合液攪拌Ih后，密封靜置I?2天，得到二氧化鈦溶膠。
[0045]其中，劇烈攪拌是指轉(zhuǎn)速大于800r/min的磁力攪拌或超聲振蕩。
[0046]選擇以上原料及配比所解決的技術(shù)問(wèn)題在于:同申請(qǐng)?zhí)枮?01310122824.1的發(fā)明專利“一種基于龜裂模板法制備多孔金屬薄膜透明導(dǎo)電電極的方法”相比，得到的二氧化鈦溶膠含溶劑較多，在二氧化鈦溶膠厚度為2?5 μ m的條件下，干燥過(guò)程較緩慢，利于應(yīng)力緩慢釋放，緩解裂縫模板翹曲，因此不會(huì)出現(xiàn)因翹曲造成裂縫寬度增加而降低光學(xué)窗透光性能的問(wèn)題。
[0047]此外，在這些參數(shù)共同作用下，對(duì)得到的光學(xué)窗進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)不僅解決了高級(jí)次衍射能量分布不均勻的問(wèn)題，而且達(dá)到了不發(fā)生明顯衍射的效果，提高了光學(xué)窗的透光性會(huì)K。
[0048]以上實(shí)施例中，步驟b中，使二氧化鈦溶膠自然干燥的條件為:溫度為15?25°C，濕度為70?80% RH。好處:此條件下，二氧化鈦溶膠干燥緩慢，使裂縫模板形成過(guò)程中的應(yīng)力均勻釋放，同樣起到緩解裂縫模板翹曲的作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟a，制作二氧化鈦溶膠； 步驟b，采用旋涂法在襯底上涂覆厚度為2?5 μ m的二氧化鈦溶膠，并使二氧化鈦溶膠自然干燥，形成裂縫模板； 步驟C，在裂縫模板表面連續(xù)刮涂摻有疏水溶劑的納米銀漿，直到納米銀漿充滿裂縫，并在50?80°C溫度范圍內(nèi)加熱烘烤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，其特征在于，步驟a具體為: 將體積份數(shù)為40?80份的乙醇和體積份數(shù)為O?40份的乙酸進(jìn)行混合，得到第一混合液； 將體積份數(shù)為20份的鈦酸丁酯在劇烈攪拌條件下緩慢加入第一混合液，得到第二混合液； 將體積份數(shù)為5?10份的無(wú)水乙醇，體積份數(shù)為8?13份的冰醋酸，和體積份數(shù)為I份的去離子水均勻混合，得到第三混合液； 將第三混合液以I?5滴/秒的速度滴入劇烈攪拌的第二混合液中，得到第四混合液； 將第四混合液攪拌Ih后，密封靜置I?2天，得到二氧化鈦溶膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，其特征在于，所述的劇烈攪拌是指轉(zhuǎn)速大于800r/min的磁力攪拌或超聲振蕩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，其特征在于，步驟b中，使二氧化鈦溶膠自然干燥的條件為:溫度為15?25°C，濕度為70?80% RH。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，其特征在于，還包括步驟d，拋光裂縫模板表面。
【專利摘要】一種內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法屬于光學(xué)窗技術(shù)領(lǐng)域；該方法首先制作二氧化鈦溶膠；然后采用旋涂法在襯底上涂覆二氧化鈦溶膠，并使二氧化鈦溶膠自然干燥，形成裂縫模板；最后在裂縫模板表面連續(xù)刮涂摻有疏水溶劑的納米銀漿，直到納米銀漿充滿裂縫，并在50～80℃溫度范圍內(nèi)加熱烘烤；本發(fā)明內(nèi)嵌式金屬網(wǎng)柵電磁屏蔽光學(xué)窗制備方法，可以實(shí)現(xiàn)在與現(xiàn)有技術(shù)相同效果的同時(shí)，省略現(xiàn)有技術(shù)必須的去除裂縫模板的步驟，節(jié)省制作時(shí)間和制作成本；同時(shí)，烘干后的納米銀漿嵌入到裂縫模板內(nèi)，有效避免因納米銀漿損壞而造成光學(xué)窗電磁屏蔽性能被破壞的問(wèn)題，此外，還考慮到二氧化鈦溶膠厚度的變化會(huì)影響光學(xué)窗透光性能問(wèn)題，給出了二氧化鈦溶膠的合理厚度。
【IPC分類】H05K9-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104837325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510262960
【發(fā)明人】金鵬, 韓余
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日