[发明专利]基于镀银碳纤维的电磁屏蔽复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于镀银碳纤维APCF的电磁屏蔽复合材料的制备方法，主要解决现有环氧树脂复合材料对电磁波屏蔽频率低、屏蔽频宽较窄、屏蔽性能差的问题。其制备方法是：1)对碳纤维CF依次进行清洁、粗化、敏化和活化的表面处理；2)通过无极化学镀银方法在碳纤维CF表面镀银，制得镀银碳纤维APCF；3)将环氧树脂EP、固化剂和稀释剂按100:5:10的质量比进行均匀混合；4)将镀银碳纤维APCF加入环氧树脂EP混合物中依次进行剪切混合和固化，得到镀银碳纤维APCF复合材料。本发明操作简单、条件要求低，制得复合材料在X波段内的较宽频带具备极佳的电磁屏蔽效果，可广泛应用于具有电磁屏蔽要求的芯片封装。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种电磁屏蔽复合材料，可用于电子芯片的封装，以提供稳定的电磁工作环境。

技术背景

近年来，随着现代电子设备向微小化、高集成度以及高频率高功率方向快速发展，电磁环境已经成为影响电子设备稳定性的重要因素。微型化、高频化的电子器件便捷了人们的生活，提升了人们的效率。高频电子器件在工作时会产生电磁辐射，对环境中的电磁敏感元器件造成干扰，严重的可导致重大生命财产损失。与此同时，长期处于电磁辐射中会对人类的神经系统和免疫系统产生影响，严重可导致人体患病。因此，研究具有电磁屏蔽性能的电子封装材料对保障现代电子设备稳定运行、改善人类生存环境、保证信息安全具有重要意义。

现阶段国内外电子封装领域高性能复合材料的研究主要集中于聚合物基复合材料，聚合物基复合材料具备质轻、耐腐蚀、易加工的特点。但聚合物复合材料对电磁波的屏蔽效能仍存在一些问题，如工作频率低、工作频宽较窄、屏蔽性能不足等。碳系材料作为复合材料理想的填料，可以提高复合材料的导热和力学性能，但因其本身的电导率低、磁导率低，导致电磁屏蔽性能差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提出一种基于镀银碳纤维的电磁屏蔽复合材料的制备方法，以在保证材料的力学、散热性能的同时，有效屏蔽外部复杂电磁波，为封装体内部芯片提供稳定的电磁环境。

实现本发明目的的技术思路是：通过对碳纤维进行表面金属化以显著提高碳纤维的导电性能，将兼具力学、热学和优异电磁屏蔽性能的镀银碳纤维APCF与环氧树脂EP材料进行复合，制备出具有电磁屏蔽效果的复合材料。

根据上述思路，本发明制作基于镀银碳纤维的电磁屏蔽复合材料方法，包括如下步骤：

(1)将碳纤维CF先在200～350℃的高温下焙烧处理5～20min，再超声洗涤25～40min后干燥；

(2)在洗涤干燥后的碳纤维CF表面通过无极电镀法制备银镀层，得到镀银碳纤维APCF:

2a)采用无极电镀法对碳纤维CF依次进行粗化、敏化、活化的表面处理；

2b)在AgNO₃中加入浓度为0.898～0.901g/ml的氨水配制银氨溶液，将经过表面处理的碳纤维CF分散在配制好的银氨溶液中，并以0.025～0.075ml/s的速率缓慢滴加HCHO溶液进行反应20～40min，再对碳纤维CF依次进行抽滤、洗涤、干燥，得到400～500nm厚的镀银碳纤维APCF；

(3)将环氧树脂EP、固化剂和稀释剂三者按100:5:10的质量比进行混合，再将镀银碳纤维APCF以4％～10％比例加入到该混合物中搅拌，使其不断剪切形成分散均匀的混合物；

(4)将分散均匀的混合物倒入模具中，在30℃～50℃下抽真空100～125min，再加热至70～90℃固化250min～400min，得到基于镀银碳纤维的电磁屏蔽复合材料。本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明由于采用无极电镀法对碳纤维CF进行表面镀银，操作简单、条件要求低；