CN101567231A - 一种通孔导电薄膜及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通孔导电薄膜及其制备方法和用途，该通孔导电薄膜的制备方法按如下步骤进行：a.取厚度为3～1000μm的单层或多层薄膜进行等离子体、离子束或电晕处理，使表面达因值为30－75；b.对经过处理后的薄膜进行打孔；c.将打好孔的薄膜的孔壁和至少一个表面进行离子镀、磁控溅射镀、蒸镀或化学敏化至产生厚度为0.005μm－0.5μm的导电层；d.在导电层外进行电镀或化学镀金属至镀层为0.01μm～5μm，阻值为0.003Ω－10³Ω/sq，产品的孔径为 1μm～5000μm。该通孔导电薄膜表面电阻和垂直电阻在0.005Ω－10Ω之间，附着力好，屏蔽效能大于70dB，用于软体电磁屏蔽领域和全方位导电胶，可以获取耐热、阻燃等各种功能性材料。

Description

一种通孔导电薄膜及其制备方法和用途

技术领域：

本发明涉及软体屏蔽技术领域，尤其涉及一种通孔导电薄膜；同时还涉及该通孔导电薄膜的制备方法；另外还涉及该通孔导电薄膜的用途。

背景技术：

目前市场上电磁屏蔽导电布以其优良的垂直导通和屏蔽效能广泛应用在软体屏蔽领域，主要用作导电胶带，导电泡棉，屏蔽室等，不足之处是导电布的原布加工合格率低，厚度很难做薄，而且导电布产品加工过程中因原材料本身不稳定，造成生产运行不稳定，操作控制困难，产品合格率较低，造成成本偏高。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种可以在通孔薄膜上形成镀层，垂直导电和表面导电性好，可以做得更薄，产品的屏蔽效能强，附着力好的通孔导电薄膜；目的之二是提供生产效率高，成本低廉的该通孔导电薄膜的制备方法；目的之三是提供该通孔导电薄膜的用途。

本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现：

在达因值为3-75和厚度为3～1000μm单层或多层薄膜上有任意形状及任意排列的孔，薄膜的孔壁和至少一个表面上有导电层，导电层外有金属镀层，产品的孔径为1μm～5000μm。

本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述的导电层厚度为0.005μm-0.5μm；所述的金属镀层厚度为0.01μm-5μm，阻值为0.003Ω-10³Ω/sq；所述的薄膜是聚酯、聚丙烯、聚乙稀、聚丁烯、烯烃共聚物、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚奈二酸乙二酯、CPP或PA薄膜；所述的金属镀层是指铝、镍、镁、铜、镍、铁、钴、锌、锡、银、金、钛、铋，硅、砷、不锈钢或含该金属的化合物或它们的组合物构成的镀层。

所述的厚度为3～1000μm的薄膜是经离子体、离子束或电晕处理的达因值为30-75的单层或多层薄膜，孔可以为任意形状，孔与孔可以任意排列，打孔薄膜外连有离子镀、真空蒸镀、磁控溅射镀或化学敏化产生导电层，在该通孔薄膜导电层外连有金属功能性镀层。

本发明的通孔导电薄膜具有很好的垂直导通和屏蔽效能，它可以比导电布更薄，原材料成本低廉，而且原材料性能稳定，经过通孔后进行镀覆导电层，生产效率高，工艺稳定，产品合格率高，选用不同的薄膜，还可以赋予导电薄膜耐热、阻燃等性能。

本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现：

该方法按如下步骤进行：

a.取厚度为3～1000μm的单层或多层薄膜进行等离子体、离子束或电晕处理，使表面达因值为30-75；

b对经过处理后的薄膜进行打孔；

c.将打好孔的薄膜的孔壁和至少一个表面进行离子镀、磁控溅射镀、蒸镀或化学敏化至产生厚度为0.005μm-0.5μm的导电层；

d.在导电层外进行电镀或化学镀金属至镀层为0.01μm～5μm，阻值为0.003Ω-10³Ω/sq，产品的孔径为1μm～5000μm。

本发明的目的之二还可通过如下技术措施来实现：

所述的打孔是机械打孔或激光打孔。

本发明所述的施镀方式为成卷或片状，其中优选成卷连续施镀方式。

本发明的目的之三可通过如下技术措施来实现：

该通孔导电薄膜，应用领域为软体电磁屏蔽领域和全方位导电胶、以及阻燃，耐热导电屏蔽材料。

本发明首先在经过表面处理的膜上进行打孔，在打好孔的薄膜的孔壁和至少一个表面上产生导电层，然后在导电层外进行镀覆金属镀层，可以保证膜的表面导电性和垂直导电性，此产品用于软体屏蔽方面，在应用方面具有导电布的性能，同时，它兼有导电布所不能具备的优点，比导电布更薄，成本更低廉；打孔可以任意形状和孔距，适用领域广；原材料质量稳定，各种厚度的原料更容易获取，且成本低廉；生产运行稳定，易于操作控制，成品合格率高；可以获取耐热、阻燃等各种功能性材料。

如上所述，本发明提供了一种通孔薄膜的制备方法，将磁控溅射、离子镀、真空蒸镀与湿法电镀、化学镀相结合，在通孔薄膜上形成功能性镀层。

制备工艺：

首先将30-1000m长，3～1000μm厚的薄膜至少一个表面进行等离子体、离子束、电晕前处理，控制其表面达因值为30-75；

再对经过处理后的薄膜基材表面上进行激光或机械打孔；

本发明所述的孔径是指孔内对边或对角或角至对边边缘的长度。

然后将打好孔的薄膜的孔壁和至少一个表面进行离子镀、离子镀、真空蒸镀或化学敏化均匀一致的导电层，该导电层可以是金、银、白金、锌、铜、钴、镍或不锈钢等金属层，此金属层厚度一般为0.005μm-0.5μm；

最后在薄层金属上进行电镀或化学镀金属功能性镀层，所述的金属镀层是指铝、镍、镁、铜、镍、铁、钴、锌、锡、银、金、钛、铋，硅、砷、不锈钢或其合金或含该金属的化合物或它们的组合物构成的镀层，镀层厚度0.01μm-5μm。

此种工艺产品附着力好，电阻值在0.003Ω-10³Ω/sq之间，垂直导通好，利用此工艺生产效率高，成本低廉，产品可以应用在软体屏蔽领域，与导电屏蔽布相比，打孔导电薄膜可以做的更薄，成本低廉，合格率高，应用范围广。

所述的真空磁控溅射镀工艺条件：其中射频磁控溅射方法是非常可取的，真空度为100Pa或者更少，比较可取的大约为10^-3-1Pa，连续卷绕式镀速为0.4-8.0m/min。

所述的离子镀工艺条件：气体分压为10^-1-10Pa，电流：3-300A，电压：500-3000v。

所述的真空蒸镀工艺条件：电压2-3KV、电流60-200mA，真空度为10^-3-10^-1Pa。

本发明可以在所有打孔薄膜上形成镀层，制备方法如下：

先将薄膜采用离子束、等离子体或电晕进行表面处理后进行打孔，在打孔薄膜上进行离子镀、磁控溅射镀、真空蒸镀或化学敏化产生导电层后，再电镀或化学镀铝、银、锡、锌、铜、镍，金、铁金属镀层或含该金属的化合物或它们的组合物构成的镀层，所镀镀层附着力强，垂直导通好(产品电阻值在0.003Ω-10³Ω/sq之间)，生产效率高，应用领域为软体电磁屏蔽领域和全方位导电胶、以及阻燃，耐热导电屏蔽材料，此产品比导电布重量轻，可以更薄，成本更低廉，具有特别广的应用前景。

具体实施方式：

为了更清楚地理解本发明，下面以实施例作更进一步说明，但范围并不仅限于此。

实施例1：

在长200米、宽1080mm、厚度为3微米的聚丙烯单层表面用等离子体进行表面前处理，表面达因值为55，然后对经过处理后的聚丙烯薄膜进行机械打圆形孔，在打孔后的表面进行真空磁控溅射镀镍，真空度为2.5×10^-2Pa，聚丙烯移动速度1.5m/min，电流为5A，电压：400V，磁控溅镀镍镀层厚度为0.005μm，最后在磁控镀镍层上电镀铜功能性镀层1μm，这样就生产出通孔孔径为5000μm的导电薄膜产品，可以用于导电胶带和泡棉。此时材料的表面和垂直电阻为0.003Ω/sq；

实施例2：

在长400米、宽1060mm、厚度为70微米的聚丙烯单层表面用等离子体进行表面前处理，表面达因值为63，然后对经过处理后的聚丙烯薄膜进行激光打菱形孔，离子镀镍，氩气压力：4.3×10^-1Pa，空心阴极等离子电子束功率为5.1KW、基片直流电压为2KV的镍膜材上进行的；磁控溅镀镍镀层厚度为0.05μm，最后在真空磁控溅射镀层上电镀铜功能性镀层1.5μm，这样就生产出通孔孔径为3000μm的导电薄膜产品，可以用于阻燃、耐热屏蔽材料，此时材料的表面和垂直电阻为1000Ω/sq。

实施例3：

在长400米、宽1080mm、厚度为1000微米的聚丙烯多层表面用等离子体进行表面前处理，表面达因值为70，然后对经过处理后的聚丙烯薄膜进行机械打椭圆形孔，在打孔后的表面进行真空磁控溅射镀镍，真空度为2.5×10^-2Pa，聚丙烯移动速度1.5m/min，电流为5A，电压：400V，磁控溅镀镍镀层厚度为0.5μm，最后在磁控溅射镀镍层上化学镀镍功能性镀层0.1μm，这样就生产出通孔孔径为1000μm的导电薄膜产品，可以用于屏蔽杀菌服装。此时材料的表面和垂直电阻为0.01Ω/sq。

实施例4：

在长200米、宽1030mm、厚度为150微米的聚丙烯单层表面用等离子体进行表面前处理，表面达因值为30，然后对经过处理后的聚丙烯薄膜进行机械打三角形孔，在打孔后的表面进行真空磁控溅射镀镍，真空度为2.5×10^-2Pa，聚丙烯移动速度1.5m/min，电流为5A，电压：400V，磁控溅镀镍镀层厚度为0.01μm，最后在真空磁控溅射镀镍层上电镀金属镍层5μm，这样就生产出通孔孔径为500μm的导电薄膜产品，可以用于屏蔽室，此时材料的表面电阻和垂直电阻为0.1Ω/sq。

实施例5：

在长400米、宽1080mm、厚度为300微米的聚丙烯多层表面用等离子体进行表面前处理，表面达因值为75，然后对经过处理后的聚丙烯薄膜进行激光打方形孔，再进行离子镀镍，氩气压力：4.3×10^-1Pa，空心阴极等离子电子束功率为5.1KW、基片直流电压为2KV的镍膜材上进行的；镍镀层厚度为0.07μm，最后在真空磁控溅射镀层上双面电镀金属镍层5μm，在铜层上真空蒸镀铝功能性镀层，此时材料的表面电阻和垂直电阻为100Ω/sq，这样就生产出通孔孔径为1μm的导电薄膜产品，可以用于导电胶带。

实施例6：

在长400米、宽1080mm、厚度为700微米的聚丙烯多层表面用等离子体进行表面前处理，表面达因值为68，然后对经过处理后的聚丙烯薄膜进行激光打圆形孔，在打孔后的表面进行真空磁控溅射镀镍，真空度为2.5×10^-2Pa，聚丙烯移动速度1.5m/min，电流为5A，电压：400V，镍镀层厚度为0.09μm，最后在真空磁控溅射镀层上双面电镀金属镍层3μm，此时材料的表面电阻和垂直电阻为5Ω/sq，这样就生产出通孔孔径为80μm的导电薄膜产品，可以用于屏蔽材料。

实施例7：

分别用离子束或电晕表面前处理替代等离子体表面前处理，其他分别同实施例1-6。

实施例8：

分别用聚酯、聚丙烯、聚乙稀、聚丁烯、烯烃共聚物、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚奈二酸乙二酯、CPP或PA薄膜替代聚丙烯，其他分别同实施例1-7。

实施例9：

分别用铝、镁、铜、镍、铁、钴、锌、锡、银、金、钛、铋，硅、砷、不锈钢或含该金属的化合物或它们的组合物镀层替代镍镀层，其他分别同实施例1-8。

虽然业已多个优选的实验方案描述了本发明，但本领域内的技术人员将会很容易的知道，在不偏离本发明构思的前提下可以做出各种修改、替换和改变。因此本发明范围不受以上描述范围的限制，还包括它们的等效内容在内。

Claims (8)

1、一种通孔导电薄膜，其特征在于在达因值为3-75和厚度为3～1000μm单层或多层薄膜上有任意形状及任意排列的孔，薄膜的孔壁和至少一个表面上有导电层，导电层外有金属镀层，产品的孔径为1μm～5000μm。

2、根据权利要求1所述的一种通孔导电薄膜，其特征在于所述的导电层厚度为0.005μm-0.5μm。

3、根据权利要求1所述的一种通孔导电薄膜，其特征在于所述的金属镀层厚度为0.01μm-5μm，阻值为0.003Ω-10³Ω/sq。

4、根据权利要求1所述的一种通孔导电薄膜，其特征在于所述的薄膜是聚酯、聚丙烯、聚乙稀、聚丁烯、烯烃共聚物、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚奈二酸乙二酯、CPP或PA薄膜。

5、根据权利要求1所述的一种通孔导电薄膜，其特征在于所述的金属镀层是指铝、镍、镁、铜、镍、铁、钴、锌、锡、银、金、钛、铋，硅、砷、不锈钢或含该金属的化合物或它们的组合物构成的镀层。

6、一种通孔导电薄膜的制备方法，其特征在于：该方法按如下步骤进行：

a.取厚度为3～1000μm的单层或多层薄膜进行等离子体、离子束或电晕处理，使表面达因值为30-75；

b对经过处理后的薄膜进行打孔；

c.将打好孔的薄膜的孔壁和至少一个表面进行离子镀、磁控溅射镀、真空蒸镀湿法电镀或化学敏化至产生厚度为0.005μm-0.5μm的导电层；

d.在导电层外进行电镀或化学镀金属至镀层为0.01μm～5μm，阻值为0.003Ω-10³Ω/sq，产品的孔径为1μm～5000μm。

7、根据权利要求6所述的通孔导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的打孔是机械打孔或激光打孔。

8、权利要求1所述的通孔导电薄膜，用于软体电磁屏蔽领域和全方位导电胶、以及阻燃、耐热导电屏蔽材料。