一种电磁屏蔽膜及其制备方法
技术领域
本发明属于屏蔽膜领域,具体涉及一种电磁屏蔽膜及其制备方法。
背景技术
近年来,随着无线电技术的普遍使用,电磁污染越来越普遍,同时电路本身低电压低功耗的使用,使得电路本身的抗电磁干扰(EMI)的能力显著下降。在产品外壳镀覆抗EMI薄膜,既可以保护本产品不受外界EMI影响,又可以降低自身对外界的干扰,欧盟89/336/EEC(EMC)标准已经明确指出电子产品必须在产品外壳内壁镀覆抗EMI薄膜。目前使用的屏蔽材料主要有导电型、填充型、本征型以及吸波型,制备方法主要是贴金属箔、溅射镀、电镀或化学镀和涂敷导电涂料等方法。
随着柔性线路板布线线路的越来越密集,对电磁屏蔽膜的要求越来越高,屏蔽效能大于60db的电磁屏蔽膜越来越受到市场的青睐。屏蔽效能与导通有着直接的关系,导通数值越小,屏蔽效能越高。
CN 104853577A公开了一种超薄电磁屏蔽膜及制备方法,该发明提供的超薄电磁屏蔽膜将胶层设置呈网状,且将导电金属填充于胶层的网状孔隙内,置于胶层的网状孔隙内的导电金属层构成网状的电磁屏蔽层,实现电磁屏蔽效果。根据本发明提供的超薄电磁屏蔽膜,通过将胶层设置呈网状、将用于实现电磁屏蔽效果的导电金属层填充于胶层的网状孔隙内,使得本发明提供的超薄电磁屏蔽膜在不影响电磁屏蔽效果的前提下厚度能够达到8μm以下。然而该发明所述电磁屏蔽膜胶层为网状,金属层时在网格的边角处不能与金属充分接触,导致电磁屏蔽膜的导通系数升高,电磁屏蔽性能受到影响。
CN 106003959A公开了一种电磁屏蔽膜及制备方法,具体涉及一种电磁屏蔽膜及其制备方法,包括从下往上依次设置的载体膜、绝缘层、金属层、导电胶层和离型膜,绝缘层的下表面、上表面分别与载体膜的上表面和金属层的下表面贴合,导电胶层的下表面、上表面分别与金属层的上表面和离型膜的下表面贴合。本发明的电磁屏蔽膜结构简单,电磁屏蔽效果好,成本低。本发明的制备方法相比于真空镀膜与测控溅射,生产效率高,且可以免除镀膜的相关设备,同时减少生产空间,节省投入及生产成本。但是该发明提供的电磁屏蔽膜的金属层涂覆过程中均匀度差,表面平整度差,不能与导电胶层充分基础,导致电磁屏蔽膜的导通系数升高,电磁屏蔽性能受到影响。
因此,制备一种金属层与导电胶层接触充分,导通值低,电磁屏蔽性能好,且生产工艺简单,有利于工业化生产的电磁屏蔽膜十分重要。
发明内容
针对现有技术中电磁屏蔽膜金属层与导电胶层接触不充分,导致电磁屏蔽性差,以及生产工艺复杂,不利于工业化生产等问题,本发明提供一种电磁屏蔽膜及其制备方法,所述电磁屏蔽膜金属层与导电胶层接触充分,导通值低,电磁屏蔽性能好,所述制备方法生产工艺简单,有利于工业化生产。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明目的之一在于提供一种电磁屏蔽膜,所述电磁屏蔽膜包括依次连接的离型膜、导电胶层、金属层、绝缘层以及载体膜,所述金属层中包括金属粒子,所述金属粒子为具有规则的几何形状且有序排列的金属粒子。
以下作为本发明优选的技术方案,但不作为本发明提供的技术方案的限制,通过以下技术方案,可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案,所述金属层中金属粒子的几何形状选自球形、半球形、三角形或梯形中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:球形和半球形的组合、球形和三角形的组合、半球形和三角形的组合、三角形和梯形的组合或球形、半球形和三角形的组合等,优选为球形。
优选地,所述金属粒子的有序排列为所述球形或半球形金属粒子相切排列。
优选地,所述金属粒子的有序排列为所述三角形或梯形金属粒子锯齿状排列。
优选地,所述金属层的层数1层。
传统的电磁屏蔽膜的金属层由于沉积过程的不均匀,会使金属层表面不平整,导致导电胶涂布时,金属层不能与导电胶完全接触,从而导致电磁屏蔽膜的导通值提高。金属粒子呈球形、半球形的相切有序排列或金属粒子呈三角形、梯形的锯齿状有序排列,会使金属粒子紧密接触,同时金属粒子间形成规则的缝隙,当涂布导电胶时,导电胶在重力的作用下会自发进入缝隙,导电胶充满缝隙的同时保证了金属层表面与导电胶的完全接触,从而降低了电磁屏蔽膜的导通值,增加了电磁屏蔽膜的屏蔽效能。
作为本发明优选的技术方案,所述离型膜的厚度为10~100μm,如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,优选为50μm。
优选地,所述导电胶层的厚度为5~6μm,如5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、5.6μm、5.7μm、5.8μm、5.9μm或6μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为5μm。
优选地,所述金属层(3)的厚度为0.1~0.3μm,如0.1μm、0.11μm、0.12μm、0.15μm、0.18μm、0.2μm、0.22μm、0.25μm、0.28μm、0.29μm或0.3μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为0.2μm。
当金属层厚度小于0.1μm时,会造成涂布的金属粒子间的缝隙过小,由于导电胶本身的粘度胶大,会导致导电胶不能充满空隙,从而金属层无法与导电胶层完全接触;当金属层厚度大于0.3μm时,金属粒子的尺度过大,从而导致金属粒子的密度降低,影响电磁屏蔽效果。
优选地,所述绝缘层的厚度为7~11μm,如7μm、7.2μm、7.5μm、7.8μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.2μm、10.5μm、10.8μm或11μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为9μm。
优选地,所述载体膜的厚度为10~100μm,如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为50μm。
作为本发明优选的技术方案,PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、BOPP离型膜、TPX离型膜、PVC剥离膜、PTFE离型膜、单硅离型膜或聚脂离型膜中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:PE离型膜和PET离型膜的组合、OPP离型膜和PC离型膜的组合、PS隔离膜和PMMA离型膜的组合的组合、BOPP离型膜和TPX离型膜的组合、PVC剥离膜和PTFE离型膜的组合、单硅离型膜和聚酯型离型膜的组合或PE离型膜、PET离型膜和PC离型膜的组合等,优选为PET离型膜。
优选地,所述导电胶层的材质选自聚丙烯酸树脂、环氧树脂或聚氨酯中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:聚丙烯酸树脂和环氧树脂的组合、环氧树脂和聚氨酯的组合、聚丙烯酸树脂与聚氨酯的组合或聚丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨酯的组合等,进一步优选为聚丙烯酸树脂。
优选地,所述导电胶层中含有Ni粉、Co粉、Fe粉,或由Ni、Co或Fe包覆的导电金属粉中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:Ni粉和Co的组合、Co粉和Fe粉的组合、Ni粉和Fe粉的组合、Ni包覆的到点金属粉和Ni粉的组合、Co包覆的导电金属粉和Co粉的组合、Fe包覆的导电金属粉和Fe粉的组合、Ni包覆的导电金属粉和Co包覆的到导电金属粉的组合或Ni粉、Co粉和Fe粉的组合等,进一步优选为Ni粉。
优选地,所述金属层的材质选自镍、铬、铜、铜镍合金、银、钛、铝或不锈钢中任意一种或至少两种的组合,如镍和铬的组合、镍和铜的组合、铜和铜镍合金的组合、银和钛的组合、铝和不锈钢的组合、铜和银的组合、钛和铝的组合或镍、铜和银的组合等,进一步优选为铜镍合金。
优选地,所述绝缘层为油墨绝缘层。
优选地,所述载体膜选自PET薄膜、PEN薄膜、PI薄膜、PBT薄膜和PPS薄膜中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:PET薄膜和PEN薄膜的组合、PI薄膜和PBT薄膜的组合、PET薄膜和PPS薄膜的组合、PEN薄膜和PBT薄膜的组合或PET薄膜、PBT薄膜和PPS薄膜的组合等,进一步优选为PEN薄膜。
本发明目的之二在于提供一种本发明所述电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在载体膜的一面涂布一层油墨,形成油墨绝缘层;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层的表面涂覆金属,得到金属层;
(3)在步骤(2)得到的金属层的表面涂布导电胶,得到导电胶层;
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆离型膜,得到电磁屏蔽膜。
其中,步骤(2)所述油墨绝缘层表面为未与载体膜接触的一面;步骤(3)所述金属层的表面为未与油墨绝缘层接触的表面;步骤(4)所述导电胶层的表面为未与金属层接触的表面。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述油墨的涂布方法选自微型凹版涂布法、逗号锟涂布法或夹缝式挤压型涂布法中的任意一种。
优选地,对步骤(1)所述油墨绝缘层进行烘干,所述烘干温度为60~80℃,如60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为70℃;
优选地,所述烘干的时间为1~5min,如1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为2min。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述金属的涂覆方法选自气相沉积法、液相生成法、氧化法、扩散法、电镀法、真空蒸镀法、直流溅射法、磁控溅射法、射频溅射法、脉冲激光沉积法或分子束外延生长法中任意一种,优选为真空蒸镀法。
优选地,所述真空蒸镀法的蒸发温度为1400℃~1800℃,如1400℃、1450℃、1500℃、1550℃、1600℃、1650℃、1700℃、1750℃或1800℃等,进一步优选为1500℃。
优选地,所述真空蒸镀法的蒸发速率为30~75m/min,如30m/min、35m/min、40m/min、45m/min、50m/min、55m/min、60m/min、65m/min、70m/min或75m/min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为50m/min。
金属镀层的结构主要决定于金属镀层的成核与生产过程,粒子速度与衬底温度是关键,是形成不同形状金属镀层的主要因素。本发明通过对真空蒸镀法的蒸发温度以及蒸发速率的合理调控,控制生成的金属层的粒子形状,进而形成球形、半球形、梯形或三角形等形状。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述导电胶层的涂布方法选自微型凹版涂布法、逗号锟涂布法或夹缝式挤压型涂布法中的任意一种。
优选地,对步骤(3)所述油墨绝缘层进行烘干,所述烘干温度为60~80℃,如60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为70℃;
优选地,所述烘干的时间为1~5min,如1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为2min。
与现有技术方案相比,本发明至少具有以下有益效果:
(1)本发明提供的电磁屏蔽膜金属层采用真空蒸镀法,控制真空蒸镀的条件,可使金属粒子呈球形、半球形、三角形或梯形等形状,且金属粒子有序排列,涂布导电胶时由于金属粒子之间存在缝隙,当导电胶进入到缝隙中时可使导电胶与金属层表面完全接触,降低电磁屏蔽膜的导通值30mΩ,从而提高了电磁屏蔽膜的屏蔽能力,屏蔽能力可达65DB。
(2)本发明提供的电磁屏蔽膜的制备方法,生产工艺简单,有利于进行工业化生产。
附图说明
图1a是本发明提供的一种电磁屏蔽膜(金属粒子为球形)的结构示意图;
图1b是本发明提供的一种电磁屏蔽膜(金属粒子为球形)的金属层与导电胶层的局部示意图;
图2a是本发明提供的一种电磁屏蔽膜(金属粒子为三角形)的结构示意图;
图2b是本发明提供的一种电磁屏蔽膜(金属粒子为三角形)的金属层与导电胶层的局部示意图;
图1a和2a中:1-离型膜,2-导电胶层,3-金属层,4-绝缘层,5-载体膜。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施例部分提供一种电磁屏蔽膜,所述电磁屏蔽膜包括依次连接的离型膜1、导电胶层2、金属层3、绝缘层4以及载体膜5,所述金属层3中包括金属粒子,所述金属粒子为具有规则的几何形状且有序排列的金属粒子。同时提供所述电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在载体膜5的一面涂布一层油墨,形成油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面涂覆金属,得到金属层3;
(3)在步骤(2)得到的金属层3的表面涂布导电胶,得到导电胶层2;
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆离型膜1,得到电磁屏蔽膜。
实施例1
一种电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在10μm厚的载体膜5(PET薄膜)的一面涂布一层油墨,在60℃下烘干5min,形成7μm厚的油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面采用真蒸镀法在1400℃,蒸发速率为30m/min的条件下涂覆铜,得到金属粒子为三角形的0.3μm厚的铜金属层(3);
(3)在步骤(2)得到的铜金属层3的表面涂布含有Ni粉的聚丙烯酸树脂导电胶,在60℃下烘干5min,得到5μm厚的导电胶层(2);
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆10μm厚的离型膜1(PET薄膜),得到电磁屏蔽膜。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为70DB。
实施例2
一种电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在100μm厚的载体膜5(PEN薄膜)的一面涂布一层油墨,在80℃下烘干1min,形成11μm厚的油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面采用真空蒸镀法在1800℃,蒸发速率75m/min的条件下涂覆银,得到金属粒子为梯形的0.1μm厚的银金属层(3);
(3)在步骤(2)得到的金属层3的表面涂布含有Co粉的导电胶(环氧树脂),在80℃下烘干1min,得到6μm厚的导电胶层(2);
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆100μm厚的离型膜1(PE离型膜),得到电磁屏蔽膜。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为63DB。
实施例3
一种电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在50μm厚的载体膜5(PI薄膜)的一面涂布一层油墨,在70℃下烘干2min,形成9μm厚的油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面采用真空蒸镀法在1500℃,蒸发速率50m/min的条件下涂覆镍,得到金属粒子为半球形的0.2μm厚的镍金属层3;
(3)在步骤(2)得到的金属层3的表面涂布含有Fe粉的导电胶(聚氨酯),在70℃下烘干2min,得到5.5μm厚的导电胶层2;
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆50μm厚的离型膜1(OPP离型膜),得到电磁屏蔽膜。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为65DB。
实施例4
一种电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在30μm厚的载体膜5(PBT薄膜)的一面涂布一层油墨,在75℃下烘干1.5min,形成10μm厚的油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面采用真空蒸镀法在1600℃,蒸发速率60m/min的条件下涂覆铜镍合金,得到金属粒子为球形的0.25μm厚的铜镍合金金属层3;
(3)在步骤(2)得到的金属层3的表面涂布含有Ni包覆的导电金属粉的导电胶(聚丙烯酸树脂),在75℃下烘干1.5min,得到5.8μm厚的导电胶层2;
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆30μm厚的离型膜1(PC离型膜),得到电磁屏蔽膜。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为68DB。
实施例5
一种电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)在60μm厚的载体膜5(PPS薄膜)的一面涂布一层油墨,在65℃下烘干3min,形成8μm厚的油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面采用真空蒸镀法在1700℃,蒸发速率65m/min的条件下涂覆钛,得到金属粒子为三角形的0.25μm厚的钛金属层3;
(3)在步骤(2)得到的金属层3的表面涂布含有Co包覆的导电金属粉的导电胶(聚丙烯酸树脂),在65℃下烘干3min,得到5.6μm厚的导电胶层2;
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆60μm厚的离型膜1(PS离型膜),得到电磁屏蔽膜。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为66DB。
实施例6
(1)在40μm厚的载体膜5(PEN薄膜)的一面涂布一层油墨,在75℃下烘干1.5min,形成8μm厚的油墨绝缘层4;
(2)在步骤(1)得到的油墨绝缘层4的表面采用真空蒸镀法在1650℃,蒸发速率45m/min的条件下涂覆铝,得到金属粒子为梯形的0.25μm厚的铝金属层3;
(3)在步骤(2)得到的金属层3的表面涂布含有Fe包覆的导电金属粉的导电胶(聚丙烯酸树脂),在75℃下烘干1.5min,得到5.2μm厚的导电胶层2;
(4)在步骤(3)得到的导电胶层的表面粘覆50μm厚的离型膜1(PMMA离型膜),得到电磁屏蔽膜。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为62DB。
对比例1
一种电磁屏蔽膜的制备方法,所述方法除了采用气相沉积法涂覆金属层外,其他步骤均与实施例3相同。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为45DB。
对比例2
一种电磁屏蔽膜的制备方法,除了真空蒸镀法的蒸发温度为1000℃外,其他步骤均与实施例3相同。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为53DB。
对比例3
一种电磁屏蔽膜的制备方法,除了真空蒸镀法的蒸发温度为2200℃外,其他步骤均与实施例3相同。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为57DB。
对比例4
一种电磁屏蔽膜的制备方法,除了真空蒸镀法的蒸发速度为15m/min外,其他步骤均与实施例3相同。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为52DB。
对比例5
一种电磁屏蔽膜的制备方法,除了真空蒸镀法的蒸发速度为100m/min外,其他步骤均与实施例3相同。
制备得到的电磁屏蔽膜的屏蔽效能为46DB。
以上屏蔽效能均在5000MHz频率下测试所得。
通过实施例1-6可以看出,本发明可以通过控制真空蒸度法的蒸发速度以及蒸发温度来调节金属层金属粒子的形状,使其呈球形、半球形、梯形以及三角形等,由于重力作用,导电胶在涂布时可以进入缝隙中,进而使导电胶层与金属层充分接触,降低了电磁屏蔽膜的导通值,增加了电磁屏蔽膜的屏蔽效能,屏蔽效能可达70DB。通过对比例1-5与实施例3相比较可以看出,当金属层采用非真空蒸镀法或者蒸发温度和蒸发速率超出规定的方位时,金属层的金属粒子不会呈现特殊结构,电磁屏蔽膜的屏蔽效能也不会有提高。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。