CN103619154B - 一种具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜 - Google Patents
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Abstract
一种具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜，它在基材的表面设置离型层，在离型层表面设置阻隔绝缘层，在阻隔绝缘层表面设置至少一层金属层，在金属层表面设置至少一层导电电磁吸收层。本发明电磁防护膜具有优良的屏蔽反射电磁波信号能力，并且对透过的电磁波信号能够有效吸收，全面的进行电磁防护，可广泛应用于移动电话、相机、医疗器械、笔记本等需要电磁防护的部位，例如FPC软板、PCB硬板等。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路封装用屏蔽膜领域，特别是一种具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
背景技术
鉴于无线电磁波、移动电话、各种电火花、雷电、太阳异常活动等带来的日益严重的外部电磁污染以及高频设备、可控电路、通讯系统内的高频化以及高速驱动下引发的内部电磁污染问题日益严重，电磁屏蔽与吸收成为防电磁污染的必要手段。
其中尤以手机、笔记本、数码相机、医疗器械等精密仪器的微处理器需要一定的电磁防护手段，现有的电磁防护手段中，贴装电磁防护膜具有更好的实用性、更好的操作性、更具成本优势、更能满足薄型化要求而更被各大电子厂商青睐。
现有屏蔽膜主要分为以下几种结构；
第一种结构如下：
申请号为200680016573.7的中国专利公开了屏蔽膜、屏蔽印刷电路板、屏蔽柔性印刷电路板、屏蔽膜制造方法及屏蔽印刷电路板制造方法，其公开了一种屏蔽膜结构，由耐磨硬层与柔韧的软层组成绝缘层，在其上形成金属层，然后再金属层上形成一层热固化的导电胶层。该屏蔽在较宽的频率范围内能实现50dB的屏蔽效能。
第二种结构如下：
申请号为200680005088.X的中国专利公开了电磁波屏蔽性薄膜、其制备方法以及被粘合物的电磁屏蔽方法，其公开了一种屏蔽膜结构，由绝缘层与各向同性导电粘合剂层组成，该屏蔽膜在高频段只有40dB的屏蔽效能。
第三种结构如下：
申请号为201220297494.0的中国专利公开了一种高屏蔽效能的极薄屏蔽膜，其由绝缘层、两种以上不同材料金属层、导电胶层组成，其利用两种以上不同材料的金属层的多次反射，达到了60dB的高屏蔽效能。
上述三种结构的屏蔽膜或是靠金属层反射达到较高的屏蔽效能，或是各向同性导电胶层屏蔽电磁波，但均不能对透过屏蔽膜的少量的电磁信号进行吸收，因此会影响精密仪器的准确操作，从而使设备出现不良的运行状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足之处，提供一种具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜，在基材的表面设置离型层，在离型层表面设置阻隔绝缘层，在阻隔绝缘层表面设置至少一层金属层，在金属层表面设置至少一层导电电磁吸收层。
上述电磁防护膜，所述导电电磁吸收层由含有下述重量百分比的物质组成的涂布液涂敷固化得到：导电金属粉末20～40%，电磁吸收剂20～30%，粘合剂树脂30～60%。
上述电磁防护膜，所述导电金属粉末是银粉、铜粉、镍粉、银包铜粉、银包镍粉。
上述电磁防护膜，所述电磁吸收剂是铁氧体吸波材料、羰基铁吸波材料、金属超细粉末或金属氧化物磁性超细粉末吸波材料、纳米吸波材料、导电高分子吸波材料。
上述电磁防护膜，所述粘合剂树脂是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂。
上述电磁防护膜，所述导电电磁吸收层的厚度为8～20μm 。
上述电磁防护膜，所述阻隔绝缘层由耐高温的树脂和炭黑填料组成的涂布液涂敷固化形成，阻隔绝缘层的厚度为4～6μm。
上述电磁防护膜,所述金属层的厚度为0.05～0.5μm。
与现有技术相比，本发明通过在产品中设置至少一层金属层和至少一层导电电磁吸收层，金属层反射电磁波信号，而导电电磁吸收层将穿透防护膜金属层的少量电磁波信号吸收转化成热能消耗；金属层与导电电磁吸收层相互配合，满足了产品接地使用要求，阻隔绝缘层阻隔了外界水、气、热量对电器元件的损坏；因此通过各层之间的配合，使产品既具有高的屏蔽效能又能够对透过屏蔽膜的少量的电磁信号进行吸收，从而更好的对精密仪器起到了抗干扰和保护作用。
具体说明
图1为本发明实施例1、3、4的产品结构示意图。
图2为本发明实施例2的产品结构示意图。
图3为本发明实施例5的产品结构示意图。
图中各标号为：1基材；2离型层；3阻隔绝缘层；4、5金属层；6、7导电电磁吸收层。
具体实施方式
本发明提供的具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜由基材、离型层、阻隔绝缘层、至少一层金属层和至少一层导电电磁吸收层组成，其中，离型层在基材的表面，阻隔绝缘层位于离型层和金属层之间，导电电磁吸收层位于电磁防护膜的最外层。
本发明对基材没有特殊的限定，它可以选择公知的工程塑料薄膜，例如：聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺酰胺薄膜、聚苯硫薄膜、聚丙烯薄膜等。在对阻燃性要求较高时，可以选择聚苯硫薄膜，在耐热性要求较高时，可以选择聚酰亚胺薄膜，在对耐热性不高时，优选聚酯薄膜。
本发明对离型层没有特别要求，只要能够通过公知的加工工艺使基材与电磁防护膜分离即可，优选无硅离型层。
本发明中阻隔绝缘层的作用主要是在电磁防护膜加工应用到线路板上时提供优良的耐磨、隔热、绝缘等功能，所述阻隔绝缘层由耐高温的树脂和炭黑填料组成的涂布液涂敷固化形成，其耐高温树脂可以选用公知环氧类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂等热固性树脂的一种或者几种组成，也可以选用公知的丙烯酸类、甲基丙烯酸类、聚氨酯改性的丙烯酸类紫外固化树脂的一种或者几种组成，如市售环氧树脂E-20。阻隔绝缘层厚度为4~6um，如果绝缘层厚度小于4um，则耐磨、隔热、绝缘等作用差，如果阻隔绝缘层厚度大于6um，则其柔韧性下降，挠曲性不佳。
所述的阻隔绝缘层中炭黑填料的作用是提供黑色的表观，满足公知的电磁防护膜后续加工不反光的要求。
本发明中的金属层作用是反射电磁波信号，它的材料可以选择市售的铝、镍、铜、银、金，或者是由以上两种或者数种材料组合形成，优选为银层或者铜层。其厚度为0.05～0.5μm，优选0.1～0.2μm。当金属层厚度小于0.1um时，屏蔽效能小于50dB，当金属层厚度大于0.2um，该层应力较大，挠曲性实验易断裂。金属层是通过真空蒸镀、溅射等工艺在阻隔绝缘层表面形成。
本发明中导电电磁吸收层一方面使产品满足了接地要求，另一方面可以将穿透防护膜的少量电磁波信号吸收并转化成热能消耗掉，它由含有下述重量百分比的物质组成的涂布液涂敷固化得到：导电金属粉末20～40%，电磁吸收剂20～30%，粘合剂树脂30～60%。涂布液可以将上述物质混合后通过公知的高速搅拌、球磨、快手、研磨等工艺分散而成。其厚度控制在8～20μm为宜。
适合本发明的粘合剂树脂可以选自公知的聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、乙酸乙酯树脂、聚丙烯酸树脂或聚甲基丙烯酸树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂的一种或者几种，或者使用环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂热固性树脂的一种或者几种，包括但不限于下述公知物质：环氧树脂E-20、800号聚酯树脂等；适合本发明的导电金属粉末可以选自市售的银粉、铜粉、镍粉、银包铜粉、银包镍粉的一种或者几种。适合本发明的电磁吸收剂可以选自铁氧体吸波材料、羰基铁吸波材料、金属超细粉末或金属氧化物磁性超细粉末吸波材料、纳米吸波材料、导电高分子吸波材料的一种或者几种，包括但不限于下述公知物质：BASF EW羰基铁粉、LDT-20等。
本发明提供的电磁防护膜可以通过以下方法制备：
在基材上涂布离型层，经过固化后，在离型层表面涂布阻隔绝缘层，在阻隔绝缘层上真空蒸镀至少一层金属层，在金属层涂布至少一层导电电磁吸收层，得到具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
涂布方式采用公知的涂布方法，如挤出涂布、喷嘴涂布、三辊涂布、网纹辊涂布、印刷涂布等。
本发明提供的具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜用于柔性线路板时，通过高温层压在柔性板上，再揭去基材和离型层。
具体实施方式
实施例1
1.导电电磁吸收层6的涂布液的制备：
银含量10%的银包铜粉 20克
磷化羰基铁粉LDT-20（陕西兴化化学股份有限公司） 20克
环氧类通用树脂E-20 60克
将上述物质加入到容器中，高速搅拌，得到涂布液，备用。
2. 电磁防护膜的制备
在50um的PET载体膜1涂布氟改性的氨基树脂离型层2，固化后在离型层表面涂布由环氧改性的聚氨酯树脂和炭黑填料组成的涂布液，形成厚度为5um阻隔绝缘层3；在阻隔绝缘层表面真空蒸镀厚度为0.1um的镀银层4，在镀银层表面涂布上述配置的导电电磁吸收层涂布液，形成厚度为10um的导电电磁吸收层6，固化后得到具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
实施例2
1.导电电磁吸收层6的涂布液的制备：
铜粉 30克
磷化羰基铁粉LDT-20（陕西兴化化学股份有限公司） 20克
800号聚酯树脂 50克
将上述物质加入到容器中，高速搅拌，得到涂布液，备用。
2. 电磁防护膜的制备
在50um的PET载体膜1上涂布氟改性的氨基树脂离型层2，固化后在离型层表面涂布由环氧改性的聚氨酯树脂和炭黑填料组成的涂布液，形成厚度为4um阻隔绝缘层3；在阻隔绝缘层表面真空蒸镀厚度为0.25um的镀银层4，在镀银层表面再真空蒸镀厚度为0.25um镀铜层5，在镀铜层表面涂布上述配置的导电电磁吸收层涂布液，形成厚度为8um的导电电磁吸收层6，固化后得到具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
实施例3
1.导电电磁吸收层6的涂布液的制备：
银粉 30克
EW羰基铁粉（BASF 公司） 20克
环氧类通用树脂E-20 50克
将上述物质加入到容器中，高速搅拌，得到涂布液，备用。
2. 电磁防护膜的制备
在50um的PET载体膜1上涂布氟改性的氨基树脂离型层2，固化后在离型层表面涂布由环氧改性的聚氨酯树脂和炭黑填料组成的涂布液，形成厚度为5.5um阻隔绝缘层3，在阻隔绝缘层表面真空蒸镀厚度为0.2um的镀银层4，在镀铜层表面涂布上述配置的导电电磁吸收层涂布液，形成厚度为15um的导电电磁吸收层6，固化后得到具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
实施例4
1.导电电磁吸收层6的涂布液的制备：
镍粉 40克
EW羰基铁粉（BASF 公司） 30克
800号聚酯树脂 30克
将上述物质加入到容器中，高速搅拌，得到涂布液，备用。
2. 电磁防护膜的制备
在50um的PET载体膜1上涂布氟改性的氨基树脂离型层2，固化后在离型层表面涂布由环氧改性的聚氨酯树脂和炭黑填料组成的涂布液，形成厚度为6um的阻隔绝缘层3，在阻隔绝缘层表面真空蒸镀为0.05um的镀银层4，在镀银层表面涂布上述配置的导电电磁吸收层涂布液，形成厚度为20um的导电电磁吸收层6，固化后得到具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
实施例5
1.导电电磁吸收层6的涂布液的制备：
银含量10%的银包铜粉 25克
磷化羰基铁粉LDT-20（陕西兴化化学股份有限公司） 25克
环氧类通用树脂E-20 50克
将上述物质加入到容器中，高速搅拌，得到涂布液，备用。
导电电磁吸收层7的涂布液的制备：
银含量10%的银包铜粉 25克
EW羰基铁粉（BASF 公司） 25克
800号聚酯树脂 50克
将上述物质加入到容器中，高速搅拌，得到涂布液，备用。
2. 电磁防护膜的制备
在50um的PET载体膜1上涂布氟改性的氨基树脂离型层2，固化后在离型层表面涂布由环氧改性的聚氨酯树脂和炭黑填料组成的涂布液，形成厚度为6um阻隔绝缘层3，在阻隔绝缘层表面真空蒸镀厚度为0.2um的镀银层4，在镀银层表面涂布上述配置的导电电磁吸收层6的涂布液，形成厚度为10um的导电电磁吸收层6，在导电电磁吸收层6表面涂布上述配置的导电电磁吸收层7的涂布液，形成厚度为10um的导电电磁吸收层7，固化后得到具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜。
将上述实施例得到的电磁防护膜与申请号为CN200680016573.7、CN200680005088.X和CN201220297494.0专利公开的三种电磁屏蔽膜与杜邦聚酰亚胺薄膜KAPTON 100H在160~180℃，10Mpa条件下层压2min，后放入160℃烘箱中固化半小时,测试性能。
表1：性能数据表
1.屏蔽效能测试方法：
按照GJB 6190-2008《电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法》测试。
2.电磁吸收性能测试方法：
按照GJB 2038A-2011《射频吸波材料吸波性能测试方法》测试。
3.导电性测试：
用四线式毫欧表测试。
Claims (7)
1.一种具有高效屏蔽与电磁吸收的电磁防护膜，其特征在于，在基材的表面设置离型层，在离型层表面设置阻隔绝缘层，在阻隔绝缘层表面设置至少一层金属层，在金属层表面设置至少一层导电电磁吸收层；
所述导电电磁吸收层由含有下述重量百分比的物质组成的涂布液涂敷固化得到：导电金属粉末20～40%，电磁吸收剂20～30%，粘合剂树脂30～60%。
2.根据权利要求1所述的电磁防护膜，其特征在于，所述导电金属粉末是银粉、铜粉、镍粉、银包铜粉或银包镍粉。
3.根据权利要求2所述的电磁防护膜，其特征在于，所述电磁吸收剂是铁氧体吸波材料、羰基铁吸波材料、金属超细粉末、金属氧化物磁性超细粉末吸波材料、纳米吸波材料或导电高分子吸波材料。
4.根据权利要求3所述的电磁防护膜，其特征在于，所述粘合剂树脂是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂或聚酯类树脂。
5.根据权利要求4所述的电磁防护膜，其特征在于，所述导电电磁吸收层的厚度为8～20μm 。
6.根据权利要求5所述的电磁防护膜，其特征在于，所述阻隔绝缘层由耐高温的树脂和炭黑填料组成的涂布液涂敷固化形成，阻隔绝缘层的厚度为4～6μm。
7.根据权利要求6所述的电磁防护膜，其特征在于，所述金属层的厚度为0.05～0.5μm。
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