CN102469754A - 塑料表面电磁屏蔽处理方法及其制品 - Google Patents

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陈文荣
蒋焕梧
陈正士
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Abstract

一种塑料表面电磁屏蔽处理方法，其包括如下步骤：提供塑料基体；采用磁控溅射镀膜法，于所述塑料基体上形成过渡层，所述过渡层为Al层；依次于所述过渡层上沉积电磁屏蔽层及防护层。该塑料表面电磁屏蔽处理方法简单、快捷、生产效率较高，且几乎无环境污染。本发明还提供一种由上述方法制得的塑料制品。

Description

塑料表面电磁屏蔽处理方法及其制品
技术领域
本发明涉及一种塑料表面电磁屏蔽处理方法及其制品。
背景技术
随着电子产品的普及，以及电子产品小型化和高速电子元件的发展，如何防止外部的电磁干扰和自身静电放电的防护，已成为电子产品设计的必然要求。
目前屏蔽电磁干扰的主要方法之一是采用外覆导电层的高分子塑料制品来屏蔽电磁干扰，如在塑料制品表面镀覆铜、银及铝等金属导电层。由于通过蒸发镀膜法制备的金属导电层与塑料基体之间的结合力不佳，蒸发镀膜技术应用于塑料制品表面电磁屏蔽处理存在一定的局限性。
为解决上述问题，中国专利CN 101175394A公开了一种防护电磁干扰的多层复合膜材料的制造方法，该方法为：在真空镀覆金属导电层之前于塑料基体上涂敷一底漆层如紫外固化漆层或聚氨酯漆涂层，用以提高所述塑料基体与金属导电层之间的结合力。但，所述底漆层的制造工艺存在生产周期长、生产效率低及环境污染严重等缺点。另外，中国专利CN 100471989C公开了一种塑料基体上镀覆防电磁干扰薄膜的制造方法，该方法为：对塑料基体进行喷砂处理；将喷砂处理后的塑料基体进行超声波清洗；以真空溅射镀膜法，依次于塑料基体上镀覆铜层、银层及铜层。该防电磁干扰薄膜的制造方法几乎无环境污染，但仍然存在制造工序复杂、生产周期长等缺点。
发明内容
鉴于此，提供一种生产效率较高且环境友好的塑料表面电磁屏蔽处理方法。
另外，还有必要提供一种由上述方法制得的塑料制品。
一种塑料表面电磁屏蔽处理方法，其包括如下步骤：
提供塑料基体；
采用磁控溅射镀膜法，于所述塑料基体上形成过渡层，所述过渡层为Al层；
于所述过渡层上依次形成电磁屏蔽层及防护层。
一种塑料制品，该塑料制品包括塑料基体、依次形成于该塑料基体上的过渡层、电磁屏蔽层及防护层，所述过渡层为Al层。
以上述塑料表面电磁屏蔽处理方法处理后的塑料基体与所述电磁屏蔽层、防护层之间具有较强的结合力，更重要的是，与所述紫外光固化漆层、聚氨酯漆涂层及喷砂后镀覆的铜层相比，磁控溅射镀膜法形成所述Al的过渡层的工艺简单、快捷，且几乎无环境污染。如此，简化了塑料表面电磁屏蔽处理的工艺流程，提高了制造所述塑料制品的生产效率，同时大大降低了对环境造成的污染。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式塑料制品的剖视示意图。
主要元件符号说明
塑料制品    10
塑料基体    11
过渡层      13
电磁屏蔽层  14
防护层      15
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施例的塑料表面电磁屏蔽处理整个过程均在一连续式真空镀膜机(图未示)中进行。所述连续式真空镀膜机包括一等离子清洗室、一第一金属镀膜室、一第二金属镀膜室、一第三金属镀膜室、一传动装置及置于该传动装置上的若干工件承载装置。将塑料基体11置于所述工件承载装置上，所述塑料基体11随传动装置由等离子清洗室依次进入第一金属镀膜室、第二金属镀膜室及第三金属镀膜室，如此在塑料制品10上依次镀覆过渡层13、电磁屏蔽层14及防护层15。所述连续式真空镀膜机可采用友威科技股份有限公司生产的型号为UVAT-4100的连续式真空镀膜机。
所述塑料表面电磁屏蔽处理方法主要包括如下步骤：
提供塑料基体11，该塑料基体11可以通过注塑成型得到，其具有待制得的塑料制品10的结构。所述塑料基体11的材质为聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)或聚氯乙烯(PVC)。
对经上述处理后的塑料基体11的表面进行氩气等离子清洗，其具体操作及工艺参数为：将所述塑料基体11置于连续式真空镀膜机的等离子清洗室内的工件承载装置上，对所述等离子清洗室、第一金属镀膜室、第二金属镀膜室及第三金属镀膜室进行抽真空处理至各室真空度均为5.0×10-3Pa，向等离子清洗室内通入流量为100～350sccm的氩气，设置射频电源功率为700～1000W，使所述氩气发生离子化而产生氩气等离子对塑料基体11的表面进行物理轰击。所述等离子清洗时间为0.5～10min。该等离子清洗工序可去除塑料基体11表面的油污，更重要的是，可代替喷砂工序以改善塑料基体11表面与后续涂层的结合力，从而使所述塑料基体11表面的电磁屏蔽处理可一次性在所述连续式真空镀膜机中完成。
完成所述氩气等离子清洗后，塑料基体11随所述传动装置进入所述第一金属镀膜室，通过磁控溅射镀膜法于所述塑料基体11上形成所述过渡层13，其具体操作方法如下：调节氩气(工作气体)流量至100～300sccm，加热所述镀膜室至50～150℃(即镀膜温度为50～150℃)；开启已置于所述第一金属镀膜室中的铝(Al)靶的电源，并设定其功率为300～800W，于塑料基体11上沉积Al，形成所述过渡层13。形成的Al的过渡层13较真空镀膜法形成的Cu层或Ag层相比与所述塑料基体11之间具有更好的结合力。
完成所述过渡层13的沉积后，塑料基体11随传动装置进入所述第二金属镀膜室，以于该过渡层13上磁控溅射形成电磁屏蔽层14，其具体操作方法如下：选择Cu、Ag中的至少一种为靶材，设置该靶材的电源功率为500～1500W，向所述第二金属镀膜室中通入流量为100～300sccm的工作气体氩气，设置所述第二金属镀膜室的温度为50～150℃(即溅射温度为50～150℃)，磁控溅射形成所述电磁屏蔽层14。由于Cu或Ag的电阻率小，使形成的所述电磁屏蔽层14具有良好的电磁屏蔽功能，如此可减少电磁波的外泄，对人体造成伤害。
完成所述电磁屏蔽层14的沉积后，所述塑料基体11随传动装置进入所述第三金属镀膜室，以于该电磁屏蔽层14上磁控溅射形成防护层15，其具体操作方法如下：采用不锈钢靶为靶材，设置其电源功率为1～10kw，向所述第三金属镀膜室中通入流量为75～150sccm的工作气体氩气，设置所述第三金属镀膜室的温度为50～150℃(即溅射温度为50～150℃)，沉积防护层15。所述不锈钢防护层15的形成可提高所述塑料制品10的耐腐蚀性及抗氧化性，避免电磁屏蔽层14由于被氧化和/或被腐蚀而失去电磁屏蔽功能。
在沉积所述过渡层13、电磁屏蔽层14及防护层15的过程中，通过控制所述传动装置的传动速度来控制沉积的膜层的厚度。本实施例中，传动装置的传动速度为0.5～2.0m/s。
由上述塑料表面电磁屏蔽处理方法制得的塑料制品10包括塑料基体11、依次形成于该塑料基体11表面的过渡层13、电磁屏蔽层14及防护层15。
所述过渡层13为Al层，其厚度为30～150nm。
所述电磁屏蔽层14为金属层，其中所述金属选自为铜(Cu)、银(Ag)中的至少一种，优选为Ag。所述电磁屏蔽层14的厚度为100～400nm。
所述防护层15为不锈钢层，该防护层15可提高塑料制品10的耐腐蚀性。该防护层15的厚度为50～300nm。
下面通过实施例来对本发明进行具体说明。
实施例1
(1)氩气等离子清洗
将塑料基体11置于连续式真空镀膜机的工件承载装置上轰击，对塑料基体11的表面进行采用氩气等离子清洗。对所述等离子清洗室、第一金属镀膜室、第二金属镀膜室及第三金属镀膜室进行抽真空处理至各室真空度均为5.0×10-3Pa，设置射频电源功率为900W，氩气流量为270sscm，该等离子清洗时间为1min。
(2)磁控溅射过渡层13
以氩气为工作气体，调节所述连续式镀膜机中氩气的流量为180sccm，加热各镀膜室至温度约为80℃(即镀膜温度约为80℃)；开启已置于所述第一金属镀膜室中的铝(Al)靶的电源，并设定其功率为500W。
(3)磁控溅射电磁屏蔽层14
塑料基体11随传动装置进入所述第二金属镀膜室，开启已安装于该第二金属镀膜室中的银(Ag)靶的电源，设置其功率为1000W，保持上述氩气的流量及溅射温度不变，磁控溅射形成所述电磁屏蔽层14。
(4)磁控溅射防护层15
塑料基体11随传动装置进入所述第三金属镀膜室，开启已安装于该第二镀膜室中的不锈钢靶的电源，设置其功率为1000W，保持上述氩气的流量及溅射温度不变，磁控溅射形成所述防护层15。
本实施例中，传动装置的传动速度为1.3m/s。
实施例2
实施例2与实施例1类似，不同的是，本实施例中磁控溅射所述电磁屏蔽层14时，采用铜(Cu)靶为靶材，设置其电源功率为1000W，其它条件均与实施例1相同。
对由实施例1和实施例2的方法所制得的塑料制品10进行35℃中性盐雾(NaCl浓度为5％)测试。结果发现，由本发明实施例1和实施例2的方法所制备的塑料制品10在48小时后才出现腐蚀现象，且经所述表面处理方法形成于塑料基体11表面的磁控溅射层完好、未发生脱落现象。可见，由本发明实施例的塑料表面电磁屏蔽处理方法制得的塑料制品10具有良好的耐腐蚀性。
对由本发明实施例1和实施例2的方法所制得的塑料制品10进行百格测试，其测试结果为0B，即没有膜层脱落。
可见，由本发明实施例的塑料表面电磁屏蔽处理方法后，所述塑料基体11与电磁屏蔽层14、防护层15之间具有较强的结合力，更重要的是，与所述紫外光固化漆层、聚氨酯漆涂层及喷砂后镀覆的铜层相比，磁控溅射镀膜法形成所述Al的过渡层13的工艺简单、快捷，且几乎无环境污染。如此，简化了塑料表面电磁屏蔽处理的工艺流程，提高了制造所述塑料制品10的生产效率，同时大大降低了对环境造成的污染。

Claims (10)

1.一种塑料表面电磁屏蔽处理方法，其包括如下步骤：
提供塑料基体；
采用磁控溅射镀膜法，于所述塑料基体上形成过渡层，所述过渡层为Al层；
于所述过渡层上依次形成电磁屏蔽层及防护层。
2.如权利要求1所述的塑料表面电磁屏蔽处理方法，其特征在于：形成所述过渡层的工艺参数为：采用铝靶为靶材，设置其电源功率为300～800W，以氩气为工作气体，氩气的流量为100～300sccm，溅射温度为50～150℃。
3.如权利要求1所述的塑料表面电磁屏蔽处理方法，其特征在于：形成所述电磁屏蔽层的工艺参数为：选择Cu、Ag中的至少一种为靶材，设置该靶材电源功率为500～1500W，以氩气为工作气体，氩气流量为100～300sccm，溅射温度为50～150℃。
4.如权利要求1所述的塑料表面电磁屏蔽处理方法，其特征在于：形成所述防护层的工艺参数为：采用不锈钢靶为靶材，设置其电源功率为500～1500W，以氩气为工作气体，其流量为100～300sccm，溅射温度为50～150℃。
5.如权利要求1所述的塑料表面电磁屏蔽处理方法，其特征在于：所述塑料表面电磁屏蔽处理方法采用一连续式真空镀膜机，在形成所述过渡层、电磁屏蔽层及防护层过程中，控制所述连续式真空镀膜机的传动装置的传动速度为0.5～2.0m/s。
6.如权利要求1所述的塑料表面电磁屏蔽处理方法，其特征在于：所述塑料表面电磁屏蔽处理方法还包括在形成所述过渡层之前对塑料基体进行氩气等离子体清洗的步骤。
7.一种塑料制品，包括塑料基体，其特征在于：该塑料制品还包括依次形成于该塑料基体上的过渡层、电磁屏蔽层及防护层，所述过渡层为Al层。
8.如权利要求7所述的塑料制品，其特征在于：所述过渡层通过磁控溅射镀膜法形成，其厚度为30～150nm。
9.如权利要求7所述的塑料制品，其特征在于：所述电磁屏蔽层为金属层，其中所述金属选自为铜、银中的至少一种，该电磁屏蔽层的厚度为100～400nm。
10.如权利要求7所述的塑料制品，其特征在于：所述防护层为不锈钢层，其厚度为50～300nm。
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