CN108513521A - 具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性emi屏蔽膜及其制备方法 - Google Patents
具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性emi屏蔽膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，包括金属层、黑色聚酰亚胺层和导电胶层，黑色聚酰亚胺层是硬度为4H‑6H且粗糙度为0.02‑0.5μm的聚酰亚胺层，同时为独立产品化的单轴或双轴延伸聚酰亚胺薄膜，本发明以黑色聚酰亚胺层取代油墨，这种黑色聚酰亚胺层具有表面形态学的粗化设计，这种粗化设计可以增强与金属层的接着强度，改善以前的工艺其接着力小于5N/cm的缺点，且其吸水率极低，在高温度高湿度环境下也具有极佳的可靠度，本发明电气特性好、抗化性佳、屏蔽性能高、接着强度佳、传输损失少、传输质量高、信赖度佳等特性，相比一般的电磁屏蔽膜具有更高的传输质量,使之在很小的空间内互相之间不受干扰，从而能够取代一般屏蔽膜。
Description
技术领域
本发明涉及FPC(柔性线路板)用薄型化屏蔽膜及其制备技术领域，特别涉及一种具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI(电磁干扰)屏蔽膜。
背景技术
在电子及通讯产品趋向多功能复杂化的市场需求下，电路基板的构造需要更轻、薄、短、小；而在功能上，则需要强大且高速讯号传输。因此，线路密度势必提高，载板线路之间的彼此间距离越来越近，以及工作频率朝向高宽带化，再加上如果线路布局、布线不合理下电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)情形越来越严重，因此必须有效管理电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC),从而来维持电子产品的正常讯号传递及提高可靠度。轻薄且可随意弯曲的特性，使得软板在走向诉求可携带式信息与通讯电子产业的发展上占有举足轻重的地位。
由于电子通讯产品更臻小趋势，驱使软板必须承载更多更强大功能，另一方面由于可携式电子产品走向微小型，也跟着带动高密度软板技术的高需求量，功能上则要求强大且高频化、高密度、细线化的情况之下，目前市场上已推出了用于薄膜型软性印刷线路板(FPC)的屏蔽膜，在手机、数位照相机、数位摄影机等小型电子产品中被广泛采用。
市面常见的油墨型屏蔽膜相比使用聚酰亚胺的屏蔽膜其表面通常较脆弱，容易有刮伤影响外观与屏蔽性能，且油墨的机械性能弱，无法匹配大范围的高段差设计，在弯折后也会因变形或是断裂而使得电阻上升率急剧增加，屏蔽效果大受影响。此外，油墨型屏蔽膜需使用载体层，其离型剥离的问题在自动产线中也造成加工的麻烦。而含有单层金属层的屏蔽膜考虑成本通常使用的是铜箔层，其可以解决接着力的问题，相比不含金属层于其中的屏蔽膜，屏蔽性能也有较大的提升，但是铜箔相比银箔仍旧较容易氧化且电传导性能较低，信赖度、可靠度有所不足。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，本发明以黑色聚酰亚胺层取代油墨，这种黑色聚酰亚胺层具有表面形态学的粗化设计，粗糙度在0.02μm至0.5μm之间(优选>0.2μm)，这种粗化设计可以增强与金属层的接着强度，改善以前的工艺其接着力小于5N/cm的缺点，且其吸水率极低，水气不容易入侵，在高温度高湿度环境下也具有极佳的可靠度。本发明电气特性好、抗化性佳、屏蔽性能高、接着强度佳、传输损失少、传输质量高、信赖度佳等特性，相比一般的电磁屏蔽膜具有更高的传输质量,使之在很小的空间内互相之间不受干扰，从而能够取代一般屏蔽膜。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，包括金属层、黑色聚酰亚胺层和导电胶层，所述金属层位于所述黑色聚酰亚胺层和所述导电胶层之间；
所述黑色聚酰亚胺层是硬度为4H-6H且粗糙度为0.02-0.5μm的聚酰亚胺层，所述黑色聚酰亚胺层为独立产品化的单轴或双轴延伸聚酰亚胺薄膜；
所述黑色聚酰亚胺层的厚度为5-50μm；
所述金属层的厚度为0.1-8μm；
所述导电胶层的厚度为5-10μm。
进一步地说，所述黑色聚酰亚胺层是粗糙度为0.2-0.5μm的黑色聚酰亚胺层。
进一步地说，所述金属层是下列三种结构中的一种：
一、所述金属层为单层结构；
二、所述金属层为由两层金属层构成的双层结构，所述金属层在逐层表面上依次形成；
三、所述金属层为由三层金属层构成的三层结构，所述金属层在逐层表面上依次形成。
进一步地说，所述金属层的材料是铜、银、镍、锡、金、钯、铝、铬、钛或锌，或者是包含上述金属中任意一种以上的金属合金。
进一步地说，所述导电胶层为下列这两种结构中的一种：
一、所述导电胶层为具有导电粒子的单层导电胶层；
二、所述导电胶层为双层结构，且所述导电胶层是由一层不带导电粒子的粘着层和一层带导电粒子的导电粘着层叠合构成，其中，不带导电粒子的粘着层粘接于所述金属层和所述带导电粒子的导电粘着层之间，或者带导电粒子的导电粘着层位于所述金属层和所述不带导电粒子的粘着层之间。
进一步地说，所述黑色聚酰亚胺层的表面有载体层。
进一步地说，所述导电胶层的表面有离型层，所述离型层是下列两种结构中的一种：
一、所述离型层为离型膜，所述离型膜的厚度25-60μm，所述离型膜为PET氟塑离型膜、PET含硅油离型膜、PET亚光离型膜和PE离型膜中的一种；
二、所述离型层为离型纸，所述离型纸的厚度为25-130μm，所述离型纸为PE淋膜纸。
进一步地说，所述黑色聚酰亚胺层具有相对的两个表面，且与所述金属层接触的一面为粗糙面。
优选的，所述金属层为由两层金属层构成的双层结构，且一层为铜箔层，另一层为银箔层，所述银箔层的厚度为0.01-0.05μm。
优选的，所述金属层的厚度为0.1-0.6μm。
进一步地说，本发明更可以选择使所述金属层的厚度为0.5-0.6μm，从而达到60-70dB的高遮蔽率。
进一步地说，所述金属层的形成方式是真空溅镀、真空蒸镀、化学气相沉积(CVD)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)、电子束蒸镀或电解电镀。
进一步地说，本产品发明的黑色聚酰亚胺层的拉伸强度为330-350Mpa，伸长率为80-90％；本发明的黑色聚酰亚胺层与金属层所组成的叠构的机械强度为375-390Mpa，伸长率为85-90％；本发明的成品的MIT测试＞2000次(JISC5016-8.7)，耐弯折测试(10mm间距导通阻值Ω)为0.5-0.7Ω。
一种所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层上形成金属层；
步骤二：在金属层表面涂布导电胶层；
步骤三：在导电胶层表面贴合离型层。
进一步地说，一种所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层上形成一层金属层；
步骤二：在黑色聚酰亚胺层上贴上载体层；
在步骤二之后执行步骤三或步骤四：
步骤三：在金属层表面继续形成金属层，然后进行步骤四；
步骤四：在金属层表面涂布导电胶层，然后贴合离型层。
进一步地说，一种所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层的一侧贴上载体层；
步骤二：在黑色聚酰亚胺层的另一侧形成金属层；
步骤三：在金属层表面涂布导电胶层，然后贴合离型层。
本发明的有益效果是：故本发明至少具有以下优点：
一、本发明的屏蔽膜，以黑色聚酰亚胺层取代油墨，这种黑色聚酰亚胺层具有表面形态学的粗化设计，粗糙度在0.02μm至0.5μm之间(优选>0.2μm)，这种粗化设计可以增强与金属层的接着强度，改善以前的工艺其接着力小于5N/cm的缺点，且其吸水率极低，水气不容易入侵，在高温度高湿度环境下也具有极佳的可靠度；
二、本发明的黑色聚酰亚胺层的硬度达到4H-6H,高硬度可以防止表面刮伤，再加上分子排列紧密，其相对于油墨树脂型绝缘层具有较为优异的拉伸强度、延伸率、耐候性、吸水性、挺性和耐挠曲性等，可以使本产品得以匹配1至10mil的高断差FPC部位使用；本发明因聚酰亚胺层为独立产品化的单轴或双轴延伸薄膜，非传统的聚酰亚胺涂布薄膜，且具有良好的机械强度，可以按需求不同，决定使用载体层与否，具有更良好的加工性，对于产业加工制程有益；更佳的是，屏蔽膜的制程中本身会使用化学试剂，如氢氧化钠、盐酸、硫酸、氨水等，另外由于制程中还会沾染油污，需要借助有机溶剂擦除，由于聚酰亚胺层具有良好的耐候性，使上述化学试剂或有机溶剂不会对屏蔽膜造成腐蚀；
三、本发明的金属层采用双层结构，且一层为铜箔层，另一层为银箔层，银箔层具有极佳的抗氧化性与传导性，可以提高信赖度与屏蔽性能，金属层中铜箔层可以提高接着力及屏蔽性能，可以得到高信赖度且在金属层厚度0.5μm时可以达到70dB的遮蔽率；
四、本发明的导电胶层是由一层不带导电粒子的粘着层和一层带导电粒子的导电粘着层叠合构成的双层结构，于下游制程压合于FPC后，导电胶层中的导电粒子刺穿不含导电粒子的粘着层，与金属层直接导通，使得金属层与印刷电路板上的接地走线直接接触导通，其作用为与软板上的接地走线形成导通电路，经由一段时间下使得导电胶层达到完全交联固化以维持良好电性及机械物性，使得软板接地阻抗值减低，达到降低电磁波干扰的目的。
故本发明的电磁屏蔽膜其电气特性好、抗化性佳、屏蔽性能高、接着强度佳、传输损失少、传输质量高、信赖度佳等特性，相比一般的电磁屏蔽膜具有更高的传输质量,使之在很小的空间内互相之间不受干扰，从而能够取代一般屏蔽膜。
本发明的上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图(有载体层)；
图2是本发明的又一种结构示意图(无载体层)；
附图中各部分标记如下：
100-黑色聚酰亚胺层、200-金属层、201-第一金属层、202-第二金属层、300-导电胶层、301-第一导电胶层、302-第二导电胶层、400-离型层和500-载体层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，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予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例：一种具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，如图1和图2所示，包括金属层200、黑色聚酰亚胺层100和导电胶层300，所述金属层200位于所述黑色聚酰亚胺层100和所述导电胶层300之间；
所述黑色聚酰亚胺层是硬度为4H-6H且粗糙度为0.02-0.5μm的聚酰亚胺层，所述黑色聚酰亚胺层100为独立产品化的单轴或双轴延伸聚酰亚胺薄膜；
所述黑色聚酰亚胺层的厚度为5-50μm；
所述金属层的厚度为0.1-8μm；
所述导电胶层的厚度为5-10μm。
优选的，所述黑色聚酰亚胺层是粗糙度为0.2-0.5μm的黑色聚酰亚胺层。
所述金属层200是下列三种结构中的一种：
一、所述金属层为单层结构；
二、所述金属层为由两层金属层构成的双层结构，所述金属层在逐层表面上依次形成；
三、所述金属层为由三层金属层构成的三层结构，所述金属层在逐层表面上依次形成。
所述金属层200的材料是铜、银、镍、锡、金、钯、铝、铬、钛或锌，或者是包含上述金属中任意一种以上的金属合金。
所述导电胶层300为下列这两种结构中的一种：
一、所述导电胶层为具有导电粒子的单层导电胶层；
二、所述导电胶层为双层结构，且所述导电胶层是由一层不带导电粒子的粘着层和一层带导电粒子的导电粘着层叠合构成，其中，不带导电粒子的粘着层粘接于所述金属层和所述带导电粒子的导电粘着层之间，或者带导电粒子的导电粘着层位于所述金属层和所述不带导电粒子的粘着层之间。
优选的，本实施例中，不带导电粒子的粘着层即第一导电胶层301粘接于所述金属层200和所述带导电粒子的导电粘着层即第二导电胶层302之间。
所述黑色聚酰亚胺层100的表面有载体层500(图1所示)或者无载体层500(图2所示)，可以按需求不同，决定使用载体层与否。
所述导电胶层300的表面有离型层400，所述离型层400是下列两种结构中的一种：
一、所述离型层400为离型膜，所述离型膜的厚度25-60μm，所述离型膜为PET氟塑离型膜、PET含硅油离型膜、PET亚光离型膜和PE离型膜中的一种；
二、所述离型层400为离型纸，所述离型纸的厚度为25-130μm，所述离型纸为PE淋膜纸。
所述黑色聚酰亚胺层100具有相对的两个表面，且与所述金属层200接触的一面为粗糙面。
优选的，所述金属层200为由两层金属层构成的双层结构，第一金属层201为铜箔层，第二金属层202为银箔层，所述银箔层的厚度为0.01-0.05μm。
优选的，所述金属层200的厚度为0.1-0.6μm。
本发明更可以选择使所述金属层的厚度为0.5-0.6μm，从而达到60-70dB的高遮蔽率。
所述金属层200的形成方式是真空溅镀、真空蒸镀、化学气相沉积(CVD)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)、电子束蒸镀或电解电镀。
本产品发明的黑色聚酰亚胺层100的拉伸强度为330-350Mpa，伸长率为80-90％；本发明的黑色聚酰亚胺层与金属层所组成的叠构的机械强度为375-390Mpa，伸长率为85-90％；本发明的成品的MIT测试＞2000次(JISC5016-8.7)，耐弯折测试(10mm间距导通阻值Ω)为0.5-0.7Ω。
实施例1和实施例2所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层上形成金属层；
步骤二：在金属层表面涂布导电胶层；
步骤三：在导电胶层表面贴合离型层。
实施例3所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层上形成一层金属层；
步骤二：在黑色聚酰亚胺层上贴上载体层；
在步骤二之后执行步骤三或步骤四：
步骤三：在金属层表面继续形成金属层，然后进行步骤四；
步骤四：在金属层表面涂布导电胶层，然后贴合离型层。
实施例4所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层的一侧贴上载体层；
步骤二：在黑色聚酰亚胺层的另一侧形成金属层；
步骤三：在金属层表面涂布导电胶层，然后贴合离型层。
实施例1金属层为单层结构，为铜箔层；实施例2的金属层为双层结构，为银箔层和铜箔层，且银箔层的厚度为0.05μm，铜箔层的厚度为0.45μm；实施例3的金属层为银箔层和镍箔层，厚度为0.03μm和0.17μm；实施例4的金属层为三层结构，为银箔层、铜箔层和镍箔层，厚度分别为0.04μm、0.25μm和0.31μm。
为方便理解本发明的优越性，表1和表2是本发明的实施例与比较例在电阻值、剥离强度和屏蔽性测试等性能指标方面的比较结果：
表1：
表2:
注：
1、无法测试：因市面油墨型屏蔽干扰膜绝缘层使用涂布法，其机械特性较差，上机测试开机即断裂，无法读示数据，因此判断无法测试；
2、成品MIT测试(JISC5016-8.7)：JISC5016-1994-8.7将铜箔蚀刻成MIT测试样本后，在蚀刻后的样本上覆贴覆盖膜(总厚度27.5μm)，投入快压机种，以仪表压力100kgf/cm2，预压时间：10S，正压时间：60S，温度：180±5℃，熟化160℃/1H；再将屏蔽膜贴合在试片的覆盖膜上，仪表压力100kgf/cm2，预压时间：10S，正压时间：60S，温度：180±5℃，熟化160℃/1H。
3、成品耐弯折测试：将1312规格铜箔蚀刻成导通测试样本后，在蚀刻后的样本上覆贴覆盖膜(厚度27.5μm)，投入快压，以表压压力100kgf/cm2，预压时间：10S，正压时间：60S，温度：180±5℃，熟化160℃/1H；再将屏蔽膜贴合在试片的覆盖膜上，仪表压力100kgf/cm2，预压时间：10S，正压时间：60S，温度：180±5℃，熟化160℃/1H。以2Kg砝码压弯折后的试片10次，每次压30S，分别量测10次压折后的阻值结果。
从表1和表2，可以明显看出,金属层加上黑色聚酰亚胺层的屏蔽膜，在严苛环境，特别是双85下的高温高湿环境，于可靠度方面比起市面油墨型屏蔽膜具有极大的优越性，能够维持低阻值使得屏蔽功能不失效。
由实施例可知，在金属层在0.2-0.5μm时，就可以达到60-70dB的高遮蔽率，而当金属层厚度增加至3-6μm时，甚至可以达到80-100dB，而其导通阻值在严苛环境下仍可以保持极低维持其屏蔽性能，具有极佳的信赖度。
本发明所使用的具双层金属层之高遮蔽性薄型化电磁干扰屏蔽膜具有挠曲性高、电气特性好、抗化性佳、屏蔽性能高、接着强度佳、传输损失少、传输质量高、信赖度佳等特性，相比一般的电磁屏蔽膜具有更高的传输质量,使之在很小的空间内互相之间不受干扰，从而取代一般屏蔽膜材料。本发明因聚酰亚胺的强度高，可以按照产业加工的需求，制作有无载体层的使用之屏蔽膜，具有更良好的加工性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：包括金属层、黑色聚酰亚胺层和导电胶层，所述金属层位于所述黑色聚酰亚胺层和所述导电胶层之间；
所述黑色聚酰亚胺层是硬度为4H-6H且粗糙度为0.02-0.5μm的聚酰亚胺层，所述黑色聚酰亚胺层为独立产品化的单轴或双轴延伸聚酰亚胺薄膜；
所述黑色聚酰亚胺层的厚度为5-50μm；
所述金属层的厚度为0.1-8μm；
所述导电胶层的厚度为5-10μm。
2.根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：所述黑色聚酰亚胺层是粗糙度为0.2-0.5μm的黑色聚酰亚胺层。
3.根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：所述金属层是下列三种结构中的一种：
一、所述金属层为单层结构；
二、所述金属层为由两层金属层构成的双层结构，所述金属层在逐层表面上依次形成；
三、所述金属层为由三层金属层构成的三层结构，所述金属层在逐层表面上依次形成。
4.根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：所述金属层的材料是铜、银、镍、锡、金、钯、铝、铬、钛或锌，或者是包含上述金属中任意一种以上的金属合金。
5.根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：所述导电胶层为下列这两种结构中的一种：
一、所述导电胶层为具有导电粒子的单层导电胶层；
二、所述导电胶层为双层结构，且所述导电胶层是由一层不带导电粒子的粘着层和一层带导电粒子的导电粘着层叠合构成，其中，不带导电粒子的粘着层粘接于所述金属层和所述带导电粒子的导电粘着层之间，或者带导电粒子的导电粘着层位于所述金属层和所述不带导电粒子的粘着层之间。
6.根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：所述黑色聚酰亚胺层的表面有载体层。
7.根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜，其特征在于：所述导电胶层的表面有离型层，所述离型层是下列两种结构中的一种：
一、所述离型层为离型膜，所述离型膜的厚度25-60μm，所述离型膜为PET氟塑离型膜、PET含硅油离型膜、PET亚光离型膜和PE离型膜中的一种；
二、所述离型层为离型纸，所述离型纸的厚度为25-130μm，所述离型纸为PE淋膜纸。
8.一种根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，其特征在于：按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层上形成金属层；
步骤二：在金属层表面涂布导电胶层；
步骤三：在导电胶层表面贴合离型层。
9.一种根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，其特征在于：按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层上形成一层金属层；
步骤二：在黑色聚酰亚胺层上贴上载体层；
在步骤二之后执行步骤三或步骤四：
步骤三：在金属层表面继续形成金属层，然后进行步骤四；
步骤四：在金属层表面涂布导电胶层，然后贴合离型层。
10.一种根据权利要求1所述的具黑色聚酰亚胺薄膜之高遮蔽性EMI屏蔽膜的制备方法，其特征在于：按照如下步骤进行：
步骤一：在黑色聚酰亚胺层的一侧贴上载体层；
步骤二：在黑色聚酰亚胺层的另一侧形成金属层；
步骤三：在金属层表面涂布导电胶层，然后贴合离型层。
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