ПОЛОТНО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ, СОДЕРЖАЩЕЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ К ДАВЛЕНИЮ КЛЕЯЩИЙСЯ СЛОЙ СО СТРУКТУРИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SUPPRESSION SHEET COMPRISING PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE LAYER WITH STRUCTURED SURFACE

Область применения
Настоящее изобретение относится к полотну для подавления электромагнитных помех, содержащему чувствительный к давлению клеящийся слой на одной стороне слоя, подавляющего электромагнитные помехи, и, в частности, относится к полотну для подавления электромагнитных помех, имеющему структурированную поверхность на стороне, находящейся напротив стороны, контактирующей со слоем, подавляющим электромагнитные помехи, то есть стороны, связывающейся с основанием, на которое наклеивается полотно.
Уровень техники
В последние годы в цифровых электронных устройствах все чаще используются полотна, подавляющие электромагнитные помехи, возникающие вследствие нежелательной интерференции электромагнитных волн и передачи посторонних шумов по проводам. Пример структуры полотна, подавляющего электромагнитные помехи, описан в японской нерассмотренной патентной публикации HEI 07-212 079 как «подавитель интерференции электромагнитных волн, обладающий эффектом электромагнитного экранирования, содержащий проводящую основу и изолирующий слой из мягкого магнитного материала по меньшей мере на одной из поверхностей проводящей основы, и при этом изолирующий слой из мягкого магнитного материала содержит мягкий магнитный порошок, диэлектрический порошок и органическое связующее».
3
Полотна для подавления электромагнитных помех, как правило, устанавливаются на интегральные микросхемы, излучающие нежелательные электромагнитные волны внутри электронного устройства, или на шины, идущие от микросхем, или на иные провода, например, на провода, передающие высокочастотные сигналы, по которым передаются шумы, которые могут, в свою очередь, также являться источниками нежелательных электромагнитных волн. Один из примеров применения такого способа подавления электромагнитных помех описан в японской патентной публикации 3528427, как «способ подавления электромагнитных помех, при котором по меньшей мере часть шины покрывается композитным магнитным полотном, содержащим мягкий магнитный порошок, органическое связующее, препятствующее движению магнитных частиц, и при этом мягкий магнитный порошок содержит мягкие магнитные частицы, имеющие отношение ширины к высоте более чем 5:1, и оксидную пленку на поверхности, и при этом поверхностное сопротивление композитного магнитного материала составляет по меньшей мере 10 Ом»; описано также воплощение, в котором композитный магнитный материал содержит чувствительный к давлению клеящийся слой, состоящий в основном из резины, декстрина или поливинилового спирта».
Патентный документ 1: Японская Нерассмотренная Патентная Публикация HEI 07-212079
Патентный документ 2: Японская патентная публикация 3528427
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Сечение полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг 2. График зависимости эффекта подавления электромагнитных помех от расстояния между слоем, подавляющим электромагнитные помехи, и сигнальным проводом.
Фиг.3. Частичный вид чувствительного к давлению клеящегося слоя со структурированной поверхностью в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.4. Сечение чувствительного к давлению клеящегося слоя со структурированной поверхностью в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.5. Форма структур, образующих структурированную поверхность чувствительного к давлению клеящегося слоя в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.6. Форма структур, образующих структурированную поверхность чувствительного к давлению клеящегося слоя в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения.
Фиг.7. Сечение полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения.
Фиг.8. Сечение полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с воплощением, изображенным на фиг.7, дополнительно содержащего клеящий слой.
Фиг.9. Сечение полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения.
Фиг.10. Аксонометрический вид удаляемого защитного слоя в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.11. Результаты измерений потерь мощности для образцов полотна А.
Фиг.12. Результаты измерений потерь мощности для образцов полотна В.
Наименование позиций на чертежах
10 Полотно для подавления электромагнитных помех
20 Слой, подавляющий электромагнитные помехи
21 Мягкий магнитный порошок
22 Диэлектрический порошок
23 Органическое связующее
30 Чувствительный к давлению клеящийся слой
31 Структурированная поверхность
32 Трапециевидная канавка
33 Структура
34 Боковая стенка структуры
35 Структура в форме четырехгранной пирамиды
36 Структура в форме усеченной четырехгранной пирамиды
40 Армирующий материал
50 Клеящий слой
60 Удаляемый защитный слой
61 Вторая структурированная поверхность
62 Выступ
Подробное описание изобретения
Когда обычное полотно для подавления электромагнитных помех приклеивают к какому-либо основанию, между данным основанием и полотном для подавления электромагнитных помех может попадать воздух, который необходимо удалять после окончания приклеивания, или же проводить приклеивание при помощи специального приспособления, предотвращающего попадание воздуха между полотном и основанием. Изобретатели обнаружили, что в местах, где между полотном и основанием попадает воздух, расстояние между полотном и основанием увеличивается, и соответственно эффект подавления электромагнитных помех уменьшается; кроме того, так как места попадания воздуха являются достаточно локализованными, а объем попадающего воздуха значительно варьирует от места к месту, в целом по поверхности основания расстояние между основанием и полотном является очень неравномерным и соответственно эффект подавления электромагнитных помех также сильно варьирует по поверхности приклеивания.
Поэтому в настоящем изобретении предлагается полотно для подавления электромагнитных помех, содержащее слой, подавляющий электромагнитные помехи и содержащий мягкий магнитный порошок и органическое связующее, и чувствительный к давлению клеящийся слой, имеющий структурированную поверхность и сторону, противоположную структурированной поверхности, ламинируемую со слоем, подавляющим электромагнитные помехи, и характеризующееся тем, что в структурированной поверхности сформированы сплошные канавки, достигающие внешнего края чувствительного к давлению клеящегося слоя. В соответствии с настоящим изобретением при приклеивании полотна для подавления электромагнитных помех к основанию между ними образуются пути для выхода воздуха, в результате чего предотвращается образование изолированных пузырьков воздуха между полотном для подавления электромагнитных помех и основанием. В результате этого обеспечивается постоянное расстояние между полотном для подавления электромагнитных помех и основанием по всей его поверхности без образования локальных пузырьков воздуха, и соответственно равномерный эффект подавления электромагнитных помех по всей поверхности приклеивания.
Приведенное выше краткое описание изобретения не следует рассматривать как охватывающее все его воплощения и все его преимущества. Ниже будут подробно описаны основные воплощения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Необходимо, однако, понимать, что настоящее изобретение не ограничивается данными воплощениями.
На фиг.1 представлено сечение полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения. Полотно 10 для подавления электромагнитных помех содержит слой 20, подавляющий электромагнитные помехи, и чувствительный к давлению клеящийся слой 30 со структурированной поверхностью 31, и при этом сторона чувствительного к давлению клеящегося слоя 30, противоположная структурированной поверхности 31, ламинирована со слоем 20, подавляющим электромагнитные помехи. Слой 20, подавляющий электромагнитные помехи, содержит мягкий магнитный порошок 21 и органическое связующее 23 и подавляет и/или поглощает нежелательные помехи, вызванные интерференцией электромагнитных волн, или шумы, передающиеся по проводам. Как показано на данном чертеже и других чертежах, слой 20, подавляющий электромагнитные помехи, в качестве дополнительного компонента может также содержать диэлектрический порошок 22. Для удобства дальнейшего описания магнитный порошок 21 показан в виде овалов, а диэлектрический порошок 22 - в виде квадратов, хотя на самом деле, конечно, частицы данных порошков могут иметь и любую другую форму, и ни в коем случае не ограничиваются данными формами. Чувствительный к давлению клеящийся слой 30, на котором располагается слой 20, подавляющий электромагнитные помехи, накладывается непосредственно на интегральную схему, шину или провод передачи сигналов. Структурированная поверхность 31, сформированная в чувствительном к давлению клеящемся слое 30, служит для предотвращения попадания изолированных пузырьков воздуха между полотном 10 для подавления электромагнитных помех и основанием, обеспечивая расположение слоя, подавляющего электромагнитные помехи, на практически постоянном расстоянии от основания по всей поверхности приклеивания.
Мягкий магнитный порошок, содержащийся в слое, подавляющем электромагнитные помехи, предпочтительно является материалом с относительно высокой магнитной проницаемостью, составляющей по меньшей мере 1000, а еще более предпочтительно - по меньшей мере 10000 (при измерении в толще материала). В качестве примеров мягкого магнитного порошка могут быть упомянуты карбонилированное железо, железо-алюминиево-кремниевый сплав (сендаст) и железно-никелевый сплав (пермаллой). Частицы магнитного порошка могут иметь любую форму, но для обеспечения наивысшего эффекта подавления электромагнитных помех предпочтительной представляется хлопьевидная или некруглая форма частиц с большим отношением длины к толщине (например, 5:1 или более). Мягкий магнитный порошок может иметь коэрцитивную силу менее чем 100 А/м (измеренную в толще магнитного материала); пригодным будет также порошок, имеющий коэрцитивную силу менее чем 10 А/м.
Слой, подавляющий электромагнитные помехи, может дополнительно содержать диэлектрический порошок. Диэлектрический порошок смешивается с магнитным порошком, препятствуя непосредственному контакту частиц магнитного порошка между собой. Предпочтительно, чтобы диэлектрический порошок имел высокую диэлектрическую постоянную в высокотемпературном диапазоне и довольно ровную частотную характеристику диэлектрической постоянной. В качестве примеров диэлектрических порошком можно привести керамические порошки на основе титаната бария, титаната циркония и пероксида свинца. Органическое связующее в составе слоя, подавляющего электромагнитные помехи, служит для равномерного распределения в нем мягкого магнитного порошка и диэлектрического порошка (если последний добавлен), электрической изоляции частиц порошка друг от друга, а также для связывания порошков между собой и обеспечения механической прочности слоя, подавляющего электромагнитные помехи. В качестве органического связующего могут использоваться термопластические смолы, включая полиолефины такие, как полиэтилен или попипропилен, полистирол, хлорированный полиэтилен, полиэфиры, поливинил хлорид, поливинил бутирал, полиуретан, целлюлоза, бутадиен-нитрил, бутадиен-стирол и им подобные, или сополимеры перечисленных выше соединений, а также термоотверждающиеся смолы такие, как, например, эпоксидные смолы, фенольные смолы, полиамиды, полиимиды и им подобные; из которых наиболее часто используются полиолефины, в том числе полистирол и хлорированный полиэтилен.
Для достижения максимального эффекта подавления или поглощения электромагнитных помех толщина слоя, подавляющего электромагнитные помехи, должна быть как можно большей. Однако в современных малогабаритных электронных устройствах таких как, например, сотовые телефоны, цифровые фото- и видеокамеры, портативные аудиоустройства, плотно насыщенных электронными компонентами, полотна для подавления электромагнитных помех должны быть как можно более тонкими, обладая при этом высокими функциональными характеристиками. Особенно это касается гибких оснований таких, как например, гибкие провода или кабели для передачи высокочастотных сигналов, и полотна, подавляющие электромагнитные помехи и предназначенные для их покрытия, должны быть достаточно гибкими, чтобы, будучи приклеенными, они существенно не нарушали гибкость основания. С этой точки зрения толщина слоя, подавляющего электромагнитные помехи, предпочтительно должна быть не более чем примерно 1 мм, а более предпочтительно от примерно 0,025 мм до примерно 0,3 мм.
Вместо снижения толщины полотна для подавления электромагнитных помех целесообразным является использование более гибкого материала для изготовления такого полотна, особенно предназначенного для использования с гибкими основаниями, такими как провода передачи высокочастотных сигналов. Так, предел прочности на разрыв слоя, подавляющего электромагнитные помехи, полотна для подавления электромагнитных помех предпочтительно должен быть не более 14 МПа, и еще более предпочтительно - не более 7 МПа, при измерении по процедуре JIS К6251. Чрезмерно низкая прочность на разрыв слоя, подавляющего электромагнитные помехи, может создавать проблемы при его производстве и приклеивании к основе, поэтому прочность на разрыв должна быть предпочтительно по меньшей мере 1 МПа, и более предпочтительно - по меньшей мере 3 МПа.
Чувствительный к давлению клеящийся слой имеет структурированную поверхность на стороне, контактирующей со слоем, подавляющим электромагнитные помехи. На структурированной поверхности сформированы сплошные канавки, образованные множеством имеющихся на данной поверхности структур. Канавки представляют собой непрерывные открытые каналы или тонкие углубления, имеющие глубину в направлении от открытой стороны слоя в его толщину. Глубина канавок может быть постоянной или переменной по их длине, и различной для различных канавок. Канавки доходят до наружного края чувствительного к давлению клеящегося слоя или связаны с другими канавками, доходящими до наружного края чувствительного к давлению клеящегося слоя. Каналы, образованные канавками, обеспечивают связь воздуха, попавшего между полотном для подавления электромагнитных помех и основанием, с воздухом за их пределами, то есть данные канавки при склеивании полотна с основанием направляют находящийся между ними воздух наружу и таким образом препятствуют образованию изолированных пузырьков воздуха между полотном для подавления электромагнитных помех и основанием после их приклеивания друг к другу. В результате этого слой, подавляющий электромагнитные помехи, располагается на постоянном расстоянии от основания по всей поверхности склеивания без образования изолированных пузырьков воздуха между ними, и соответственно по всей поверхности склеивания достигается существенно равномерный эффект подавления электромагнитных помех. Чувствительный к давлению клеящийся слой может содержать чувствительное к давлению клеящее вещество, выбираемое в соответствии с типом основания, к которому предполагается его приклеивать. Основными типами чувствительных к давлению клеящих веществ являются полиакрилаты, липкие резины, липкие синтетические резины, этилен-винил ацетат, силикон и прочие. Подходящие акриловые клеящие вещества представлены, например, в патентах США 3239478, 3935338, 5169727, RE 24906, 4952650 и 4181752. Предпочтительными клеящими веществами, чувствительными к давлению, являются продукты взаимодействия по меньшей мере одного алкил-акрилата и по меньшей мере одного армирующего сомономера. Подходящие алкил-акрилаты включают алкил-акрилаты, имеющие температуру гомополимерного остекления не выше, чем примерно -10°C, такие, как, например, n-бутил акрилат, 2-элилгексил-акрилат, изооктил-акрилат, изононил-акрила и октадецилакрилат. Подходящие армирующие мономеры включают армирующие мономеры, имеющие температуру гомополимерного остекления не выше, чем примерно -10°C, такие, как, например, акриловая кислота, итаконовая кислота, изоборнил-акрилат, N,N-диметилакриламид, N-винилкапролактам и N-винилпирролидон.
Толщина полотна для подавления электромагнитных помех может варьировать в зависимости от ряда факторов, включая требуемое расстояние между слоем, подавляющим электромагнитные помехи, и основанием, толщину слоя, подавляющего электромагнитные помехи, состав чувствительного к давлению клеящегося слоя, форму структур, образующих структурированную поверхность, а также тип основания. Толщина чувствительного к давлению клеящегося слоя, как правило, должна быть большей, чем высота структур, образующих структурированную поверхность. Под толщиной чувствительного к давлению клеящегося слоя в данном случае понимается измеренное по перпендикуляру к поверхности склеивания расстояние от наивысшей точки структур, образующих структурированную поверхность, до границы клеящегося слоя с другим слоем или материалом, к нему прилегающим, таким, как, например, слой, подавляющий электромагнитные помехи, или армирующий материал.
loss
21
11
11
21
3
2
На фиг.2 представлен график измеренной изобретателями зависимости эффекта подавления электромагнитных помех от расстояния между слоем, подавляющим электромагнитные помехи, и сигнальным проводом, по которому передаются шумы. Зависимость эффекта подавления электромагнитных помех от расстояния является важным фактором, определяющим выбор толщины чувствительного к давлению клеящегося слоя. Для данного эксперимента в качестве провода, по которому передается сигнал, использовалась тонкая полоска длиной 90 мм с характерным импедансом 50 Ом. Полоска закреплялась по центру поверхности основания размером 300×200 мм, и имеющего относительную диэлектрическую постоянную 3,5, а вся задняя сторона основания была покрыта медной фольгой. Различные образцы полотен для подавления электромагнитных помех, полученных путем наложения чувствительных к давлению клеящихся слоев различной толщины к слою, подавляющему электромагнитные помехи, размером 50×50 мм и толщиной 0,3 мм клали на полоску, в результате чего достигалось различное расстояние между помехоподавляющим слоем и полоской. Расстояние в 0 мкм между помехоподавляющим слоем и полоской, имитирующей провод, означало, что помехоподавляющий слой находился в непосредственном контакте с проводом, и чувствительного к давлению клеящегося слоя между ними не было. Потери мощности измерялись в соответствии с процедурой «Определение коэффициента ослабления мощности при передаче», описанном в стандарте IEC62333-2 (2006-05, первое издание), с небольшими, указанными выше изменениями. Для измерений использовался сетевой анализатор НР8510С Network Analyzer производства HP. Потери мощности рассчитывались по формуле: P=1-|S|-|S| (где S - потери при отражении, а S - потери при передаче), при этом большее значение потерь мощности соответствует большему эффекту подавления электромагнитных помех.
Как видно из фиг.2, потери мощности уменьшаются по мере увеличения расстояния от полоски, имитирующей провод, до помехоподавляющего слоя от 0 мкм до 200 мкм, и чем меньше расстояние, тем сильнее эффект подавления электромагнитных помех. Поэтому для более эффективного использования описанного выше помехоподавляющего слоя важно уменьшить расстояние между помехоподавляющим слоем и основанием. Более того, так как при изменении расстояния довольно сильно изменяется степень подавления электромагнитных помех, поэтому для обеспечения подавления электромагнитных помех, соответствующего техническим характеристикам помехоподавляющего полотна и равномерного по всей поверхности склеивания, необходимо, чтобы расстояние от основания до помехоподавляющего слоя также было выдержано практически одинаковым по всей поверхности склеивания.
Как было указано выше, более предпочтительной является малая толщина чувствительного к давлению клеящегося слоя с точки зрения усиления эффекта подавления электромагнитных помех. С другой стороны, по мере уменьшения толщины чувствительного к давлению клеящегося слоя уменьшается сила склеивания полотна с основанием, и особенно сильное уменьшение силы склеивания может иметь место в случае сильно шероховатых оснований. С точки зрения данных взаимно противоположных факторов, оптимальная толщина чувствительного к давлению клеящегося слоя должна предпочтительно составлять от примерно 0,02 мм до примерно 1,0 мм, и более предпочтительно - от примерно 0,02 мм до примерно 0,05 мм. Форма канавок, сформированных в структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя, может быть различной в зависимости от метода обработки, но предпочтительно они должны быть V-образной, U-образной, прямоугольной или трапециевидной формы в поперечном сечении. На фиг.3 и 4 показаны соответственно частичный вид структурированной поверхности 31 и поперечное сечение чувствительного к давлению клеящегося слоя 30, имеющего такую поверхность, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения. На данных чертежах показано, что в чувствительном к давлению клеящемся слое 30 имеются трапециевидные канавки 32. Трапециевидные канавки 32 и соответствующие структуры 33 сформированы в чувствительном к давлению клеящемся слое 30. Стороны 34 структур 33 образуют боковые стенки канавок 32.
Канавки обычно формируются путем тиснения или формирования множества структур в чувствительном к давлению клеящемся слое. Структуры могут быть равномерно расположенными по определенной схеме, или быть неравномерно распределенными. Отдельные структуры по меньшей мере частично формируют грани канавок чувствительного к давлению клеящегося слоя. Наличие множества структур может обеспечивать наличие непрерывных канавок в структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя.
Структуры, сформированные в чувствительном к давлению клеящемся слое и образующие его структурированную поверхность, могут иметь любую требуемую форму. Форма структур может быть любой из следующих: полусфера, призмы (косоугольные, прямоугольные, цилиндрические или многоугольные), пирамиды, эллипсоиды без каких-либо ограничений в их отношении. Могут использоваться также и сочетания различных форм при формировании структур. Предпочтительными формами являются следующие: полусфера, призмы или пирамиды. Отдельные структуры имеют высоту от по меньшей мере 3 мкм до значения суммарной толщины чувствительного к давлению клеящегося слоя, предпочтительно - от примерно 3 мкм до примерно 50 мкм. На фиг.5 показана четырехгранная пирамида 35 как пример подходящей формы структуры, которая может использоваться в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.6 показана усеченная четырехгранная пирамида 35 как пример подходящей формы структуры, которая может выполняться тиснением в чувствительном к давлению клеящемся слое в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения.
Конфигурация канавок может быть любой, исключающей образование изолированных пузырьков воздуха в любой части поверхности полотна для подавления электромагнитных помех. Это включает правильные повторяющие конфигурации и неправильные конфигурации. В качестве примеров правильных повторяющихся конфигураций канавок, образованных группами структур, можно привести прямоугольные решетки, косоугольные решетки и гексагональные решетки. Канавки могут быть также сформированы в виде сочетания нескольких типов различных конфигураций, например, в виде сочетания концентричных колец с центром в определенной точке, и радиально протяженных линий, исходящих из данной точки. Канавки, расположенные по такой схеме, или достигают края чувствительного к давлению клеящегося слоя, или прямо или косвенно связаны с другими канавками, достигающими края. Это позволяет удалить пузырьки воздуха из полотна для подавления электромагнитных помех через данные канавки, независимо от того, в каком участке полотна данные пузырьки образовались.
Если структуры, образующие канавки, расположены в виде правильной повторяющейся схемы, среднее значение шага такой схемы, то есть расстояние между соответственными точками соседних повторяющихся структур, предпочтительно должен быть как можно меньше, для более легкого удаления пузырьков воздуха, и данный шаг повторяющейся схемы, как правило, должен быть не более чем примерно 0,4 мм, а предпочтительно - не более чем примерно 0,3 мм.
3
3
3
3
7
3
Канавки должны иметь определенный объем на единицу площади структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя. Больший объем канавок способствует более легкому удалению воздуха из границы раздела между чувствительным к давлению клеящимся слоем и основанием. Объем канавок на единицу площади предпочтительно должен составлять по меньшей мере примерно 1·10 мкм на площадь, равную площади круга диаметром 500 мкм на плоскости чувствительного к давлению клеящегося слоя, и более предпочтительно -примерно от 1·10 мкм до примерно 1·10 мкм на площадь круга диаметром 500 мкм. С другой стороны, для обеспечения достаточной силы склеивания между чувствительным к давлению клеящимся слоем важно, чтобы была обеспечена достаточная площадь контакта между ними, зависящая, в свою очередь, от типа применяемого клейкого вещества, чувствительного к давлению, материала основания и состояния его поверхности. С этой точки зрения начальный коэффициент смачивания между чувствительным к давлению клеящимся слоем и основанием предпочтительно должен составлять по меньшей мере 85%.
Измерение начального коэффициента смачивания проводится следующим образом. Данный способ испытания применяется для оценки коэффициента смачивания чувствительного к давлению клеящегося слоя со структурированной поверхностью при контакте с гладким прозрачным основанием. Устройство, применяемое для проведений измерений по данному методу, включает стереомикроскоп Olympus (модель SZH-ZB), установленную на микроскоп видеокамеру Cohu (модель 4815), вертикальный осевой осветитель Olympus (модель TL2) и компьютер Hewlett-Packard Vectra QS/20, имеющий карту оцифровки видеоизображений (производства Imaging Technologies PCVISION plus), позволяющей компьютеру фотографировать и оцифровывать получаемые изображения. Полученные изображения могут быть сохранены в памяти компьютера для последующего анализа с помощью стандартного программного обеспечения (Jandel JAVA™). Свет направляется на объект съемки от вертикального осевого осветителя через линзу, находящуюся на его оптической оси. Свет проходит через круговой поляризатор, установленный на объективе микроскопа. Сама процедура измерения включает следующие этапы. (1) Клейкая лента раскатывается по поверхности стекла (или другой оптически прозрачной плоской поверхности) однократно валиком с усилием 2 кг. (2) Приклеенная лента устанавливается так, что граница раздела между клейким веществом и стеклом может быть видна через слой стекла в стереомикроскоп. (3) Положение образца настраивается таким образом, чтобы поверхность стекла была перпендикулярной оптической оси прибора. (4) Настраивается положение кругового поляризатора для достижения оптимального контраста и интенсивности света. (5) С помощью компьютера проводится съемка образца и оцифровка изображения. (6) Через диалоговое окно «серый цвет» программное обеспечение настраивается таким образом, что анализируются только участки изображения, для которых значения серого цвета (то есть уровень яркости) выше некоторого минимального уровня, что говорит о том, что на данном участке произошло смачивание. (7) Через 48 часов после прикрепления образца к основанию измеряется суммарная площадь смоченных участков основания, и вычисляется ее процент от всей площади сфотографированного участка образца, и данный процент считается коэффициентом смачивания для данного типа полотна для подавления электромагнитных помех.
Полотно для подавления электромагнитных помех может также включать армирующий материал такой, как пленка или нетканое полотно. Армирующий материал обычно размещается между помехоподавляющим слоем и чувствительным к давлению клеящимся слоем, но он также может быть расположен рядом с помехоподавляющим слоем как внешний слой полотна для подавления электромагнитных помех. На фиг.7 схематически представлено сечение одного из таких воплощений. Как видно из данного чертежа, армирующий материал 40, такой как пленка или нетканое полотно, расположен между помехоподавляющим слоем 20 и чувствительным к давлению клеящимся слоем 30 полотна 10 для подавления электромагнитных помех. Введение такого армирующего слоя может способствовать повышению общей прочности полотна для подавления электромагнитных помех, и, кроме того, он может, например, препятствовать разрыву полотна для подавления электромагнитных помех, если понадобилось его отклеить от основания. Толщина армирующего материала предпочтительно должна быть не более чем 0,02 мм, чтобы, с одной стороны, придать достаточную прочность полотну для подавления электромагнитных помех, а с другой стороны, чтобы не ухудшить его гибкости, а также, чтобы, как было сказано выше по поводу суммарной толщины чувствительного к давлению клеящегося слоя, добиться максимального эффекта подавления электромагнитных помех и/или поглощения электромагнитных волн. Армирующий материал может быть ламинирован на помехоподавляющий слой способом совместной экструзии или ему подобным, или же армирующий материал может быть введен в конструкцию полотна для подавления электромагнитных помех путем нанесения состава, образующего помехоподавляющий слой, на армирующий слой, как покрытия.
При необходимости между армирующим материалом и слоем, подавляющим электромагнитные помехи, может быть расположен клеящий слой, прикрепляющий армирующий материал к помехоподавляющему слою. На фиг.8 представлено одно из таких воплощений, в котором армирующий слой 40 прикреплен к помехоподавляющему слою 20 при помощи клеящего слоя 50. Клеящий слой может содержать то же чувствительное к давлению клейкое вещество, что и чувствительный к давлению клеящийся слой, или же чувствительное к давлению клейкое вещество иного типа, подходящее для скрепления армирующего материала с помехоподавляющим слоем. В качестве альтернативы клеящий слой может содержат перманентный, а не чувствительный к давлению адгезив. Если клеящий слой содержит то же чувствительное к давлению клейкое вещество, что и чувствительный к давлению клеящийся слой, и армирующий материал находится между помехоподавляющим слоем и чувствительным к давлению клеящимся слоем, клеящий слой и чувствительный к давлению клеящийся слой образуют единый и структурно целый чувствительный к давлению клеящийся слой, и можно считать, что армирующий материал структурно расположен внутри чувствительного к давлению клеящегося слоя. Это не только усилит общую прочность полотна для подавления электромагнитных помех, но и существенно увеличит толщину чувствительного к давлению клеящегося слоя, что позволит обеспечить хорошую силу его склеивания с основанием, даже при сравнительно небольшой толщине чувствительного к давлению клеящегося слоя.
Полотно для подавления электромагнитных помех может также содержать удаляемый защитный слой, имеющий вторую структурированную поверхность, по форме дополняющую структурированную поверхность чувствительного к давлению клеящегося слоя. На фиг.9 схематически представлено сечение одного из таких воплощений. Как видно из данного чертежа, удаляемый защитный слой 60 расположен на структурированной поверхности 31 чувствительного к давлению клеящегося слоя 30 полотна 10 для подавления электромагнитных помех, и при этом удаляемый защитный слой 60 имеет вторую структурированную поверхность 61, по форме дополняющую структурированную поверхность 31. Вторая структурированная поверхность может быть использована для формирования структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя в процессе производства полотна для подавления электромагнитных помех, или же она может использоваться для сохранения формы структурированной поверхности, сформированной на отдельном этапе. В структуру полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с такими воплощениями также может быть введен армирующий слой и/или клеящий слой. Удаляемый защитный слой удаляется с поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя при использовании полотна для подавления электромагнитных помех, а до приклеивания полотна к основанию он обеспечивает сохранение клейкости чувствительного к давлению клеящегося слоя и защиту его структурированной поверхности.
Вторая структурированная поверхность удаляемого защитного слоя имеет топографию, дополняющую топографию структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя, например, если в структурированной поверхности сформированы канавки V-образной формы в поперечном сечении, в соответствующих местах второй структурированной поверхности будут иметься острые выступы. На фиг.10 показано воплощение удаляемого защитного слоя, имеющего такие выступы, расположенные по линиям прямоугольной решетки. Так, на удаляемом защитном слое 60 расположено множество выступов 62, образующих вторую структурированную поверхность 61. Если, например, удаляемый защитный слой используется для формирования структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя, эти выступы формируют V-образные канавки в структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя.
Удаляемый защитный слой может быть изготовлен из различных материалов. В качестве подходящих материалов можно упомянуть бумагу или пластические материалы такие, как, например, термопластические пленки, например, полиэтиленовые, полипропиленовые, полиэфирные, поливинилхлоридные, целлюлозно-ацетатные, поливинилиден-фторидные и им подобные, а также бумагу, покрытую или ламинированную такими пластическими материалами, и другие материалы.
Тисненая бумага с покрытием или термопластические пленки могут быть использованы непосредственно, но предпочтительно они должны использоваться после обработки кремнием или иным способом, улучшающим их отделение от клеящегося слоя. Толщина удаляемого защитного слоя может варьировать в широких пределах в зависимости от требуемых свойств полотна. Как правило, толщина удаляемого защитного слоя должна составлять от примерно 30 мкм до примерно 300 мкм.
Вторая структурированная поверхность удаляемого защитного слоя может быть сформирована традиционно применяемыми для этого способами. В качестве примеров таких способов можно упомянуть тиснение, прочие механические процессы или гравировку. Тиснение может, например, выполняться прокаткой валика с соответствующим рельефом («клише») по одной из сторон удаляемого защитного слоя.
Полотно для подавления электромагнитных помех может изготавливаться с помощью метода или набора различных методов, традиционно для этого применяемых. Ниже будет представлен пример процесса изготовления полотна для подавления электромагнитных помех, имеющего структурированную поверхность на чувствительном к давлению клеящемся слое, сформированную при помощи удаляемого защитного слоя со второй структурированной поверхностью. В структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя сформирована решетка из канавок трапециевидного сечения. Полотно для подавления электромагнитных помех включает также армирующий материал.
(1) Обеспечивается удаляемый защитный слой со структурированной поверхностью, имеющей множество выступов трапециевидного сечения, расположенных по линиям решетки, то есть со второй структурированной поверхностью. Подходящим материалом для изготовления защитного слоя может быть, например, многослойный защитный материал, полученный нанесением полиэтиленового покрытия на обе стороны материала на бумажной основе (вместо материала на бумажной основе может также использоваться материал на полиэфирной основе). Одно из полиэтиленовых покрытий удаляемого защитного слоя обрабатывается путем нанесения на него раствора кремния. Затем в обработанном таким образом полиэтиленовом покрытии удаляемого защитного слоя (что улучшает его отделение от клеящегося слоя) формируются выступы трапециевидного сечения путем тиснения с помощью клише. Рельеф клише отпечатывается на полиэтиленовом покрытии, в результате чего получается удаляемый защитный слой со второй структурированной поверхностью, имеющий множество выступов трапециевидной формы, расположенных по линиям решетки.
(2) Затем вторая структурированная поверхность удаляемого защитного слоя покрывается слоем чувствительного к давлению клейкого вещества достаточной толщины, так чтобы оно полностью покрыло вторую структурированную поверхность, в результате чего получается чувствительный к давлению клеящийся слой. Например, полиэтиленовое покрытие удаляемого защитного слоя со сформированным в нем множеством выступов трапециевидного сечения покрывается слоем соответствующим образом подобранного чувствительного к давлению клейкого вещества нужной толщины, сушится и подвергается отвердеванию. Нанесение слоя чувствительного к давлению клеящегося вещества может проводиться способами нанесения покрытий, традиционно применяемыми в данной области техники, например, с помощью покрытия полосой.
(3) На чувствительный к давлению клеящийся слой ламинируется армирующий материал. Армирующим материалом может быть, например, ПЭТ-пленка толщиной примерно 6 мкм. Ламинирование армирующего материала может выполняться способами, традиционно применяемыми в данной области техники такими, как, например, скрепление под давлением с помощью валика.
(4) На армирующий материал наносится клеящий слой. В состав клеящего слоя может, например, входить то же самое чувствительное к давлению клейкое вещество, что было использовано на этапе (2).
(5) Способ, использованный для ламинирования армирующего материала на чувствительный к давлению клеящийся слой, используется для ламинирования слоя, подавляющего электромагнитные помехи, на клеящий, и данная операция является заключительной операцией формирования полотна для подавления электромагнитных помех.
При необходимости описанные выше этапы могут выполняться в другом порядке. При необходимости в способ формирования полотна для подавления электромагнитных помех могут дополнительно включаться и прочие операции и режимы обработки.
Полотно для подавления электромагнитных помех в соответствии с настоящим изобретением будет особенно полезным и эффективным при его применении для защиты от помех интегральным схем электронных устройств с высокой плотностью электронных компонентов и работающих на высоких частотах таких, как, например, сотовые телефоны, цифровые видеокамеры, портативные аудиоустройства, а также шин, исходящих из интегральных микросхем, проводов передачи высокочастотных сигналов и прочих компонентов электронных устройств.
Полотно может также приклеиваться к внутренним поверхностям стенок корпусов таких электронных устройств, для поглощения электромагнитных волн, излучаемых посредством отражения от внутренних поверхностей стенок корпусов.
Использование полотна для подавления электромагнитных помех в соответствии с настоящим изобретением позволяет избежать образования изолированных пузырьков воздуха между полотном и основанием во время их склеивания. Поэтому, если прикрепление полотна для предотвращения электромагнитных помех производится вручную, прикрепление его к основанию становится простой операцией, не требующей использования специальных приспособлений, и практически полностью позволяющей избежать последующего отрыва тех или иных участков полотна от основания, что часто бывает необходимым при использовании обычных полотен для подавления электромагнитных помех, для выпуска попавшего туда воздуха. Более того, эффективное предотвращение попадания воздуха между полотном и основанием позволяет обеспечить постоянное расстояние между слоем, подавляющим электромагнитные помехи и основанием по всей поверхности склеивания, и соответственно, достичь равномерный эффект подавления электромагнитных помех по всей поверхности склеивания.
Более того, так как значительно снижается число случаев необходимого отрыва полотна от основания и повторного его приклеивания, даже полотно для подавления электромагнитных помех, состоящее только из слоя, подавляющего электромагнитные помехи и чувствительного к давлению клеящегося слоя, и не содержащее армирующего слоя, вследствие чего оно имеет несколько меньшую прочность, будет достаточно пригодным для практического применения. При использовании армирующего слоя можно уменьшить толщину слоя, подавляющего электромагнитные помехи и/или армирующего материала, необходимого для обеспечения требуемого уровня прочности полотна для подавления электромагнитных помех. Так как полотно для подавления электромагнитных помех в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнено меньшей толщины, чем полотна для подавления электромагнитных помех, применяемые в настоящее время, оно может особенно выгодно использоваться в малогабаритных электронных устройствах, в которых имеется минимум места для расположения и установки полотен для подавления электромагнитных помех. Кроме того, так как полотно для подавления электромагнитных помех в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнено достаточно малой толщины, оно может быть выполнено более гибким и вследствие этого может более плотно прилегать к сложным поверхностям и трехмерным объектам, к которым оно приклеивается.
Кроме того, как было сказано выше, так как использование полотна в соответствии с настоящим изобретением позволяет получить равномерный эффект подавления электромагнитных помех по всей поверхности его склеивания с основанием, устраняется необходимость в использовании полотен с большой толщиной помехоподавляющего слоя для компенсации возможных неравномерностей подавления помех. В результате, за счет более эффективного использования помехоподавляющего слоя меньшей толщины, становится возможным использование полотен для подавления электромагнитных помех меньшей толщины.
Примеры
Ниже подробно описан пример представительного воплощения настоящего изобретения. Сведущим в данной области техники будет понятно, что в описанное ниже воплощение могут быть внесены различные изменения в пределах масштаба настоящего изобретения, подробно изложенного в прилагаемой формуле.
6
3
Образцы для испытаний. Полотно для подавления электромагнитных помех в соответствии с настоящим изобретением (образец А) изготавливалось из слоя АВ5010, подавляющего электромагнитные помехи (производства Sumitomo 3 M, толщиной 0,1 мм), на который накладывался чувствительный к давлению клеящий слой толщиной 4 мкм, ПЭТ-пленка толщиной 6 мкм, и чувствительный к давлению клеящийся слой толщиной 30 мкм, имеющий структурированную поверхность в виде канавок трапециевидного сечения шириной около 15 мкм на стороне скрепления с основанием и глубиной около 10 мкм, расположенных по линиям решетки с шагом 0.2 мм, с суммарным объемом канавок около 1.2·10 мкм на площадь круга диаметром 500 мкм (общий вид структуры представлен фиг.8). Размеры канавок определялись посредством измерения размеров соответствующих структур на второй структурированной поверхности, то есть на поверхности удаляемого защитного слоя, который был использован для формирования структурированной поверхности чувствительного к давлению клеящегося слоя. Ширина канавок определялась как максимальная ширина поперечного сечения трапециевидных выступов. Таким образом, слой, подавляющий электромагнитные помехи при приклеивании полотна к основанию, располагался на расстоянии примерно 40 мкм от основания и имел толщину 0,1 мм. Контрольный образец (образец B) изготавливался таким же способом, что и образец A, с тем отличием, что использовался чувствительный к давлению клеящийся слой без структурированной поверхности.
loss
21
11
11
21
2
2
Метод оценки. Тонкая полоска с характерным импедансом 50 Ом, прикрепленная к основанию из диэлектрического материала (TF-3B, производства Keycom, Токио), имитировала провод электронного устройства, к которому прикреплялось полотно для подавления электромагнитных помех. С полоски удаляли защитную пластиковую пленку, и на нее накладывали квадратный образец полотна для подавления электромагнитных помех (образцы А и В) размером 40×40 мм. Сначала образец прижимали к основанию по краям, а затем по всей его поверхности терли пальцем, чтобы удалить как можно больше пузырьков воздуха, попавшего между полоской и образцом, после чего измеряли потери мощности, как было описано выше. Потери мощности рассчитывались по формуле: P=1-|S|-|S| (где S - потери при отражении, а S - потери при передаче), при этом большее значение потерь мощности соответствует большему эффекту подавления электромагнитных помех.
Эффективность удаления пузырьков воздуха. В случае использования образцов А, то есть образцов полотна, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, было возможно легко и полностью удалить пузырьки воздуха, попавшего между образцом и имитирующей провод полоской, путем растирания поверхности полотна для подавления электромагнитных помех пальцем. В противоположность этому в случае образцов В, пузырьки воздуха лишь немного смещались от своего начального положения при растирании образца пальцем, а удаление пузырьков воздуха, находящихся вблизи центра приклеиваемого образца, было совершенно невозможным.
Результаты измерения потерь мощности. При использовании различных образцов полотна типа А (изготовленного в соответствии с настоящим изобретением) было возможно равномерно прикрепить их к основанию с имитирующей провод полоской и избежать образования под ними пузырьков воздуха. Измерения потерь мощности дали стабильные результаты для всех четырех образцов (кривые (1)-(4) на графике фиг.11). С другой стороны, при использовании образцов полотна типа В (соответствующего обычному полотну для подавления электромагнитных помех, имеющему чувствительный к давлению клеящийся слой без структурированной поверхности), количество и объем пузырьков воздуха, попавших между полотном и основанием, было различным для каждого из 5 испытуемых образцов, вследствие чего потери мощности (кривые (1)-(5) на графике фиг.12) также различались для всех образцов, и были меньшими по сравнению с потерями мощности для образцов полотна А, которые можно было приклеить к основанию совершенно без пузырьков воздуха.