CN103547132B - 屏蔽电磁干扰结构以及具有该结构的软性印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屏蔽电磁干扰结构以及具有该结构的软性印刷电路板，本发明的屏蔽电磁干扰结构包括覆金属箔层，覆金属箔层的第一表面上形成有载体膜，覆金属箔层的第二表面上形成有胶黏层，覆金属箔层与载体膜的厚度总和介于56至143微米之间，本发明的软性印刷电路板包括具有线路结构的本体层以及粘接于本体层的上述的屏蔽电磁干扰结构，本发明的屏蔽电磁干扰结构作为软性印刷电路板的EMI屏蔽材料，可以在具有屏蔽效果同时，使软性印刷电路板具有较佳的柔软性、较佳的挠曲性及优异强度与电气特性。

Description

屏蔽电磁干扰结构以及具有该结构的软性印刷电路板

技术领域

本发明涉及一种具有屏蔽电磁干扰功能的层结构以及具有该结构的软性印刷电路板。

背景技术

由于电子产品朝向轻薄短小型、高功能化以及高速度化发展。因此，小型电子产品的配线材料大多采用设计自由度高、弯曲性良好的软性印刷电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)，并且在不断向高功能化及高速度化发展的同时制定了各种电磁波干扰(EMI)的对策。目前，市场上已推出适用于薄膜型FPC的屏蔽膜，并广泛应用在手机、数字照相机、数字摄影机等小型电子产品中。

习知技术中，是采用塑料材料作为抗电磁干扰的屏蔽膜，其制造方法可为于塑料材与导电胶之间掺杂导电性的纤维或金属颗粒，以形成导电型塑料材料，然而，塑料材与导电性的纤维或金属颗粒的膨胀系数、玻璃转移温度(Tg)等特性不同，易造成结合性不佳、导电性降低等问题。另一方面，或可通过制程较繁复的离子束法、真空蒸镀法、溅镀法、电镀法等于塑料材表面形成导电金属膜，藉由导电金属膜对电磁波的屏蔽效率以降低电磁波干扰。

另外，聚酰亚胺树脂已广泛地应用于电子材料中，其中，主要是用于铜箔基板的绝缘层，一般复区分为单面板或双面板。习知制造铜箔基板的方式主要有三种：(1)溅镀法(Sputtering)或电镀法(Electroplating)：即是以聚酰亚胺膜为基材，利用真空溅镀在该聚酰亚胺膜镀上一层铜箔后，再以电镀法使铜厚度增加；(2)涂布法(Casting)：即以铜箔为基材，将合成好的聚酰胺酸以精度的模头挤压涂布在成卷的铜箔上，经烘箱干燥及亚酰胺化后形成无胶软板基材，但，此涂布法仅适用于单面软板，若铜厚低于12微米以下，则不适于双面软板基材的制造； (3)热压法(Lamination)：即以聚酰亚胺膜为基材，先涂上一层薄的热可塑性聚酰亚胺树脂，经高温硬化后，再利用高温高压将该热可塑性聚酰亚胺重新熔融并压合铜箔，但，此热压法同样不适用于厚度为12微米以下的铜箔。

有鉴于此，亟待开发一种新颖的屏蔽电磁干扰的材料。

发明内容

为了实现上述技术，本发明提供了一种屏蔽电磁干扰结构以及具有该结构的软性印刷电路板，本发明的屏蔽电磁干扰结构可以替代传统工程塑料作为软性印刷电路板的EMI遮罩材料，在提高屏蔽效果的同时能够使软性印刷电路板具有较佳的柔软性与挠曲性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种屏蔽电磁干扰结构，包括覆金属箔层，所述覆金属箔层具有相对的第一表面及第二表面，所述覆金属箔层的第一表面上形成有载体膜，所述覆金属箔层的第二表面上形成有胶黏层，其中，所述覆金属箔层与所述载体膜的厚度总和介于56至143微米之间。

其中，所述覆金属箔层由金属箔以及形成于金属箔上的聚合物膜构成，所述聚合物膜层夹置于所述金属箔和所述载体膜之间。

所述金属箔的厚度为1至5微米，所述聚合物膜的厚度为5至13微米。

较佳地，所述金属箔为铜箔。

较佳地，所述聚合物膜中分散有消光粉，所述消光粉占所述聚合物膜总重的3%至40％，且所述消光粉选自碳黑、二氧化钛和黑色颜料中的至少一种。

较佳地，所述聚合物膜是聚酰胺-酰亚胺膜或聚酰亚胺膜。

较佳地，所述载体膜是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)膜、聚乙烯(PE)膜或聚丙烯(PP)膜。

较佳地，所述载体膜的厚度为50至125微米。

一种具有屏蔽电磁干扰结构的软性印刷电路板，包括本体层，所述本体层具有线路结构，还具有上述的屏蔽电磁干扰结构，所述屏蔽电磁干扰结构通过所述胶黏层粘接于所述本体层。

本发明的有益效果是：本发明的屏蔽电磁干扰结构包括覆金属箔层，覆金属箔层的第一表面上形成有载体膜，覆金属箔层的第二表面上形成有胶黏层，覆金属箔层与载体膜的厚度总和介于56至143微米之间，本发明的屏蔽电磁干扰结构作为软性印刷电路板的EMI屏蔽材料，可以在具有屏蔽效果同时，使软性印刷电路板具有较佳的柔软性、较佳的挠曲性及优异强度与电气特性。

附图说明

图1为本发明的屏蔽电磁干扰结构的剖面图；

图2为本发明的具有屏蔽电磁干扰结构的软性印刷电路板的剖面图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式实施，即，在不背离本发明所揭示的范围内进行不同的修改与改变。

实施例：本实施例公开了一种屏蔽电磁干扰结构，如图1所示，该屏蔽电磁干扰结构110，包括覆金属箔层114，该覆金属箔层114具有相对的第一表面114a及第二表面114b，还包括载体膜116，载体膜形成于该覆金属箔层114的第一表面114a上，还设有胶黏层112，胶黏层形成于该覆金属箔层114的第二表面114b上，使该覆金属箔层114夹置于该载体膜116与胶黏层112之间，其中，该覆金属箔层114与该载体膜116的厚度总和介于56至143微米之间。

本实施例还公开了一种具有上述屏蔽电磁干扰结构的软性印刷电路板，该软性印刷电路板软性印刷电路板200，包括本体层220，本体层具有线路结构(未图标)，还包括设置于该本体层220的屏蔽电磁干扰结构110，该屏蔽电磁干扰结构110包括覆金属箔层114、形成于该覆金属箔层114上的载体膜116以及用于黏合于该本体层220上的胶黏层112，其中，该覆金属箔层214是由金属箔1142以及形成其上的聚合物膜1141构成。

在本发明中，覆金属箔层的聚合物膜可为聚酰胺-酰亚胺膜或聚酰亚胺膜，较佳为聚酰胺-酰亚胺膜，且该覆金属箔层的金属箔夹置于胶黏层和聚合物膜之间，其中，以重量百分比计，该聚合物膜含有3至40重量％的选自碳黑、二氧化钛、黑色颜料或其混合物的消光粉。

较佳地，使用铜箔作为金属箔，且该金属箔的厚度通常是介于1至5微米间，较佳是介于1至3微米间，且更佳是介于1至2微米间之范围。

本发明所使用的聚合物膜的厚度通常是介于5至13微米间，较佳是介于5至8微米间，且更佳是介于5至6微米间。

本发明的载体膜，例如可使用(但不限于)：聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等，其中，该载体膜的材质较佳是使用聚乙烯对苯二甲酸酯，且该载体膜的厚度是介于50至125微米间。

本发明的屏蔽电磁干扰结构可利用涂布法形成。例如，以具有支撑体的铜箔为基材，将合成所得的聚酰胺-酰亚胺溶于N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中，并加入20％（重量）比例的碳黑以调整黏度，待真空静置消泡后，以精密涂布方式涂布于具有支撑体的铜箔，接着在230℃以下的温度烘烤，以形成无胶的黑色覆铜箔层。之后，在黑色覆铜箔层上利用加压贴合一厚度50至125微米的载体膜之后，自该覆铜箔层剥离支撑体。据此，可有效率且确实地获得极薄铜箔与聚酰胺-酰亚胺的无胶覆铜箔层。

本发明利用具有支撑体的铜箔直接涂布聚合物膜制得覆铜箔层，由于聚合物膜内掺杂有碳黑，故具有良好的遮蔽消光效果。

当然，本发明的屏蔽电磁干扰结构也可以是将聚酰胺酸涂布于铜箔上，经烘箱干燥以及亚酰胺化(imidization)，以形成单面无胶的覆铜箔膜。

在聚酰胺酸或聚酰胺-酰亚胺涂料的结构设计上，是利用卷绕式传输技术(RollTo Roll)薄铜化技术，以制得5微米厚度以下的铜箔。

较佳地，除了可将碳黑掺杂进聚酰胺-酰亚胺膜中外，也可掺杂二氧化钛、黑色颜料或其混合物等的消光粉，以使其具有良好的消光效果。于制作上，是利用含浸滚轮沾附包含胶黏剂及消光粉的液体，使得该液体得以被涂布于该聚酰胺-酰亚胺层表面上，能在保持该聚酰胺-酰亚胺膜的性能下，同时达到消光的效果。

综上所述，本发明的屏蔽电磁干扰结构的覆铜箔层是由极薄铜箔与聚合物（例如聚酰胺-酰亚胺）膜组成，其是将聚合物涂料均匀的涂布于成卷的具有支撑体的超薄铜箔上，由于是在相对较低温下成膜，故不会破坏支撑体与铜箔之间的有机层，使支撑体易于剥离，并具有不污染铜箔面的优点。

因此，本发明的屏蔽电磁干扰结构具有优异的屏蔽电磁干扰效果、良好的柔软性与可挠性及优异强度与电气特性，适用于翻盖、滑盖手机及扁平化电子产品中。

测试例：制备本发明的样品1至5：本发明的屏蔽电磁干扰结构可使用涂布法，将合成所得的聚酰胺-酰亚胺(PAI)完全溶解于N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中，并加入20wt％的碳黑以调整黏度，待真空静置消泡后，以精密涂布方式涂布于具有支撑体(材质为铜)的铜箔上，以形成半成品，将该半成品置入密闭式氮气烘箱，氮气烘箱氧含量需控制在低于0.5%，最佳地，可保持在0.2%以下或是更低，而其加热温度为50℃～350度(℃)、烘烤时间为15至240分钟，接着，进行脱水干燥及环化(imidization)或可直接干燥，以制作成覆铜箔层。之后，在该覆铜箔层上贴合一材质为聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)的载体膜，并将支撑体剥离。接着，藉异方向性导电胶膜(ACF)或等方向性导电胶膜的胶黏层直接使用于已完成线路部布局的软性印刷电路板上，并可剥离载体膜以形成不同厚度且具有屏蔽电磁干扰结构的软性印刷电路板，本发明样品1至5的参数如表1所示。

比较品1和2：分别使用厚度为18μm及9 μm的南亚电解铜箔做为金属箔，形成如图1所示的屏蔽电磁干扰结构，并制作软性印刷电路板。比较品1和2的参数如表1所示。

表1

	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5	比较品1	比较品2
								聚酰胺-酰亚胺膜 (μm)	13	13	8	5	5	13	13
聚乙烯对苯二甲酸酯(μm)	50	75	75	100	125	0	0
								铜箔 (μm)	5	3	2	1	1	18	9
导电胶膜 (μm)	17	17	17	12	10	17	10
								本体层(μm)	45	45	45	45	45	45	45
总厚度(μm)	85	108	102	118	141	48	32

测试：分别将上述样品1至5及比较品1及2所制成不同厚度的电路板样品裁取成合适大小的测试样片，进行柔软性、滑台测试与弯折测试，并于滑台测试与弯折测试后计算阻值变化率与电磁波屏蔽率(%)、表面电阻及热耐久性(Heat Durability)。

柔软性测试：使用柔软性测试仪，其测试条件为电压为AC220V、测量范围为410克、可读性为0.001克以及测试R角2.35毫米(mm)。柔软性的测试方法如下：

1.调整测试天平测试座的两个支撑脚，对其测试座进行水平校正。

2.开启天平电源，单击TARE键，将天平本身重量予以归零。

3.开启天平玻璃门，将试片300（尺寸10mm×30mm）一端固定于试片托盘上方的夹座处，另一端则卡在试片托盘中心的卡座上，使试片300弯曲成一“U”字形，并于上方夹座处放置一500克的砝码，做为测试时的荷重。试片300安置完毕后关上天平玻璃门。

4.逆时针方向慢慢旋转测试仪器右端旋钮，使试片卡座缓慢下降，直至其与下方垫片接触，此时试片R角即为2.35mm。

5.待测试天平“OK”指示灯亮后，即可读取天平上试片300反弹力读数。

6.测试完毕后，将旋钮顺时针旋转至原位，开启玻璃门，取下试片300。

7.重复3-6步骤，测试其他试片300。

滑台测试：通过滑台测试仪(ICP-TM-650)测试样片以计算其阻值变化率，其测试条件为电压为AC220V、间距3.0mm、R角处1.5mm以及速度= 400 (转速)rpm。滑台测试方法如下：

1.调整测试仪的两个支撑脚，将试片固定在测试机台上。

2.接通仪器电源，将仪器清零。

设定：测试条件：

间距3.0mm，R角处1.5mm

速度= 400 rpm

3.待指示灯亮后，既可记录试验测试数据。

4.测试完毕后，将旋钮顺时针旋至原位，取下试片。

5.重复上述步骤，测试其他试片。

弯折测试：藉由弯折实验机(JIS-C-5016 8.7)测试样片以计算其阻值变化率，其测试条件为电压为AC220V、弯曲角度为0至160度、弯曲速度为40次/分以及弯曲R角：1.5毫米(半径)。弯折测试的测试步骤如下：

1.开机前检查机器设备，确保无异常。

2.把开关至于“开”档，电源指示灯亮。

3.计数器清零。

4.用透明胶安装好试片，接通线路。

5.按“启动”健，开始弯折测试，调整速度旋钮至所需速度。

6.待指示灯亮后，既可记录试验测试数据。

测试结果如表2所示。

表2

根据表2的测试结果可知，本发明的屏蔽电磁干扰结构作为软性印刷电路板的EMI屏蔽材料，可以在具有屏蔽效果同时，使软性印刷电路板具有较佳的柔软性与挠曲性，且该软性印刷电路板测试样品试片经三十万次之滑台测试后，阻值变化率均未超过3.0﹪，远低于比较品1阻值变化率的30%。

综上所述，本发明的屏蔽电磁干扰结构在具有屏蔽效果同时具有优异的柔软性及可挠性，因此适用于翻盖或滑盖手机、数字照相机、数字摄影机、平版计算机、智能型手机等应用，可用来取代一般电磁波屏蔽膜中的电子EMI屏蔽材料。

上述实施例仅为例示性说明本发明原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (6)

1.一种屏蔽电磁干扰结构，其特征在于：包括覆金属箔层，所述覆金属箔层具有相对的第一表面及第二表面，所述覆金属箔层的第一表面上形成有载体膜，所述覆金属箔层的第二表面上形成有胶黏层，其中，所述覆金属箔层与所述载体膜的厚度总和介于56至143微米之间，所述覆金属箔层由金属箔以及形成于金属箔上的聚合物膜构成，所述聚合物膜层夹置于所述金属箔和所述载体膜之间，所述聚合物膜是聚酰胺-酰亚胺膜或聚酰亚胺膜，所述载体膜是聚乙烯对苯二甲酸酯膜、聚乙烯膜或聚丙烯膜。

2.如权利要求1所述的屏蔽电磁干扰结构，其特征在于：所述金属箔的厚度为1至5微米，所述聚合物膜的厚度为5至13微米。

3.如权利要求1所述的屏蔽电磁干扰结构，其特征在于：所述金属箔为铜箔。

4.如权利要求1所述的屏蔽电磁干扰结构，其特征在于：所述聚合物膜中分散有消光粉，所述消光粉占所述聚合物膜总重的3至40％，且所述消光粉选自碳黑、二氧化钛和黑色颜料中的至少一种。

5.如权利要求1所述的屏蔽电磁干扰结构，其特征在于：所述载体膜的厚度为50至125微米。

6.一种具有屏蔽电磁干扰结构的软性印刷电路板，包括本体层，所述本体层具有线路结构，其特征在于：具有如权利要求1至5中任意一项所述的屏蔽电磁干扰结构，所述屏蔽电磁干扰结构通过所述胶黏层粘接于所述本体层。