CN109338448B - 对金属薄膜表面进行发泡处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，包括以下步骤：提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体；采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理，在所述表面金属镀层表面形成多孔结构；采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，制备得到预金属发泡层；采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理，制备得到金属发泡层。

Description

对金属薄膜表面进行发泡处理的方法

技术领域

本发明属于电磁屏蔽膜技术领域，尤其涉及一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法。

背景技术

电磁屏蔽，是指对两个区域之间进行隔离，以控制磁场、电场、电磁信号等有一个区域扩散到另一个区域造成感应和辐射的行为。具体的，屏蔽体将元器件、电路、组合件等包裹起来，防止受到外界的电磁信号的干扰。电磁屏蔽膜作为一种常用的屏蔽体，广泛用于各电子元器件中。

电磁屏蔽膜包括至少一层金属层，该金属层一方面用来完成对屏蔽对象的屏蔽保护作用，另一方面用来实现与接地点之间的连接。在电磁屏蔽膜的制备过程中，一般通过表面处理制备具有一定屏蔽性和导电性的金属层。但是这种金属层表面比较光亮，在其表面布置导电胶层时，容易由于结合不紧密导致分层的风险，往往需要布置较厚的胶层才能达到比较合适的粘结性能与导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，旨在解决现有技术制备电磁屏蔽膜金属层时，得到的金属层表面光亮，与导电胶层之间的结合牢固度差的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，包括以下步骤：

提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体；

采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理，在所述表面金属镀层表面形成多孔结构；

采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，制备得到预金属发泡层；

采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理，制备得到金属发泡层。

优选的，将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理的步骤中，所述碱性电解液中的金属离子浓度为10-30g/L，pH为7-13，所述表面处理的电流为30-35A。

优选的，采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理的步骤中，所述第一级电解液包括无机酸和微蚀剂，其中，所述无机酸的质量浓度为150-300g/L，所述微蚀剂的质量浓度100-200g/L；采用所述第一级电解液进行微蚀处理的处理条件为：电流强度5-30A，温度15-35℃。

优选的，采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解处理的步骤中，所述第二级电解液中的H⁺浓度为100-350g/L，Cu²⁺浓度为30-100g/L；采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面处理层进行电解处理的条件为：电流强度50-100A，温度30-50℃。

优选的，采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理的步骤中，所述第三级电解液中的Zn²⁺浓度为0.1-10g/L、Ni²⁺浓度为0.1-20g/L、Cr²⁺的浓度为0.1-10g/L、pH为0-6；采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理的条件为：电流为1-30A，温度10-30℃。

优选的，所述金属发泡层具有疏松结构，且所述金属发泡层的粗糙度Ra为5-20。

优选的，所述金属发泡层的厚度为0.1μm-10μm。

优选的，对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，包括以下步骤：

提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体；

采用第一级电解液，在电流强度为5-30A、温度为15-35℃的条件下，对所述表面金属镀层进行微蚀处理，在所述表面金属镀层表面形成多孔结构，其中，所述第一级电解液由无机酸和微蚀剂组成，且所述无机酸的质量浓度为150-300g/L，所述微蚀剂的质量浓度为100-200g/L；

采用第二级电解液，在电流强度为50-100A、温度为30-50℃的条件下对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，制备得到预金属发泡层，其中，所述第二级电解液中H⁺浓度为100-350g/L，Cu²⁺浓度为30-100g/L；

采用第三级电解液，在电流为1-30A、温度为10-30℃的条件下对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理，制备得到金属发泡层，其中，所述第三级电解液的Zn²⁺浓度为0.1-10g/L、Ni²⁺浓度为0.1-20g/L、Cr²⁺的浓度为0.1-10g/L、pH为0-6。

本发明提供的对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，先对绝缘层进行真空镀预处理，将预处理之后的绝缘层置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述绝缘层表面进行表面处理，得到一层均匀、致密的表面金属镀层，在此表面金属镀层上通过三次酸性环境下的电解处理，获得发泡金属层。一方面，通过采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理，可以在所述表面金属镀层表面形成多孔结构，形成多孔表面，从而在制备导电胶层时，可以通过表面多孔有效排气，使得到的发泡金属层与导电胶层贴附时层与层之间无气体残留，贴附更牢固。另一方面，通过采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，获得预金属泡沫层具有三维多孔的粗糙表面结构。在此基础上进一步制备导电胶层，所述导电胶层的材料能够渗透到所述发泡金属层的凹点中，形成双层咬合结构，避免所述发泡金属层和所述导电胶层中产生不导电缝隙，有效防止电磁泄露，从而提高电磁屏蔽性能。此外，采用第三级电解液在所述预金属发泡层中引入掺杂离子，对发泡层进行固化，并防止表面发生氧化影响发泡金属层的性能。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例提供一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，包括以下步骤：

S01.提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体；

S02.采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理，在所述表面金属镀层表面形成多孔结构；

S03.采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，制备得到预金属发泡层；

S04.采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理，制备得到金属发泡层。

本发明实施例提供的对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，先对绝缘层进行真空镀预处理，将预处理之后的绝缘层置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述绝缘层表面进行表面处理，得到一层均匀、致密的表面金属镀层，在此表面金属镀层上通过三次酸性环境下的电解处理，获得发泡金属层。一方面，通过采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理，可以在所述表面金属镀层表面形成多孔结构，形成多孔表面，从而在制备导电胶层时，可以通过表面多孔有效排气，使得到的发泡金属层与导电胶层贴附时层与层之间无气体残留，贴附更牢固。另一方面，通过采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，获得预金属泡沫层具有三维多孔的粗糙表面结构。在此基础上进一步制备导电胶层，所述导电胶层的材料能够渗透到所述发泡金属层的凹点中，形成双层咬合结构，避免所述发泡金属层和所述导电胶层中产生不导电缝隙，有效防止电磁泄露，从而提高电磁屏蔽性能。此外，采用第三级电解液在所述预金属发泡层中引入掺杂离子，对发泡层进行固化，并防止表面发生氧化影响发泡金属层的性能。

具体的，上述步骤S01中，提供载体膜作为载体，用于后续负载形成的表面金属镀层。所述载体膜可以选择常规用作电磁屏蔽膜的载体膜，优选为PET膜。进一步的，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层，优选采用溶剂加工法实现，即所述绝缘层采用溶液加工法制成。所述溶液加工法优选但不限于涂布法。所述绝缘层材料选自改性环氧树脂胶或耐高温油墨。具体的，在所述载体膜层上涂布厚度为3μm～50μm的改性环氧树脂胶或耐高温油墨，在50℃～180℃温度下烘烤固化，得到绝缘层。

采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成薄薄的真空金属层，为下一步骤通过碱性电解液的电解沉积提供较好的接触界面，即为在绝缘层上获得表面处理层做准备。在碱性电解液的电解出来的金属离子沉积的同时，所述金属真空层在碱性电解液中溶解。值得注意的是，若不对所述绝缘层的表面进行真空镀处理，则后续碱性电解液电解产生的金属离子难于在绝缘层表面直接沉积，得不到表面金属镀层。

将经预处理后的样品至于碱性电解液中，采用碱液沉淀法对所述真空金属层进行表面处理，在碱性条件下(pH为7-13)，金属离子电解沉淀形成在绝缘层表面，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体。

优选的，将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理的步骤中，所述碱性电解液中的金属离子浓度为10-30g/L，pH为7-13，所述表面处理的电流为30-35A。所述碱性电解液中的金属离子(电镀液中的主盐)选自铜离子、铬离子、镍离子、铅离子、银离子中的至少一种，最终形成铜、铬、镍、铅、银中的至少一种形成的表面金属镀层。优选的金属离子类型，具有较好的结构稳定性和优异的导电性，作为电池屏蔽膜的金属层，可以赋予其优异的导电性能和功能稳定性。所述电解液中，若金属离子浓度过低，一方面，形成的膜层在绝缘层上的结合力较差，容易脱落，另一方面电流效率下降，电镀效率下降，高电位区域会发生烧膜现象；；若金属离子浓度过高，则形成的膜层不均匀，导致最终经微蚀和发泡处理后得到的膜层表面缺陷严重(由于表面的膜层厚度不均匀，造成表面的电流密度不均匀，在后续的微蚀环节，导致微蚀不均)，影响产品的一致性，进而在作为电磁屏蔽膜金属层时，影响其屏蔽性能，且导电性差。此外，形成的表面金属镀层除了起到电磁屏蔽的作用之外，还担负着一部分导电的作用，和导电胶一同起到连接接地点的作用。若电磁屏蔽膜的金属镀层厚度不均匀，相应的屏蔽效能与导电性也不均匀，会出现不同位置检测的屏蔽效能、导电性出现差异，严重影响产品的一致性。在上述电流和碱性电解液条件下，可以在绝缘层表面形成一层均匀且致密的表面金属镀层。

上述步骤S02中，将所述表面金属镀层置于第一级电解液中进行微蚀处理。通过酸性、带有微蚀剂的第一级电解液对表面金属镀层进行微蚀处理，使其表面出现多孔结构，有利于后续在得到的发泡金属层表面制备导电胶层时，有利于层间气泡的排除，从而提高层与层之间的附着力。

优选的，采用第一级电解液对所述表面金属镀层进行微蚀处理的步骤中，所述第一级电解液包括无机酸和微蚀剂，所述微蚀剂作为主要的微蚀功能成分，所述无机酸作为催化剂，使所述微蚀剂发挥更好的性能，并有效把控微蚀程度。其中，所述无机酸包括但不限于硝酸、盐酸、硫酸。

进一步优选的，所述第一级电解液中，所述无机酸的质量浓度为150-300g/L，所述微蚀剂的质量浓度100-200g/L。若所述微蚀剂的质量浓度过低，则微蚀难度增加，甚至不能实现微蚀；若所述微蚀剂的质量浓度过高，则容易造成过度腐蚀，造成空洞过大或形成凹凸不平的表面，使得镀层无法作为电池屏蔽膜的金属层使用。而有机酸的浓度若过高，会影响微蚀剂反应过程中的化学平衡，影响可是效果，甚至引发微蚀作用以外的其他化学反应。只有在上述合适的无机酸和微蚀剂浓度的条件细，可以在所述表面金属镀层表面进行微蚀，形成均匀的多孔结构。

在上述第一级电解液条件下，采用所述第一级电解液进行微蚀处理的处理条件为：电流强度5-30A，温度15-35℃，获得的微蚀层的表面粗糙度Ra为5-20。

上述步骤S03中，将经过微蚀的表面金属镀层置于第二级电解液中，制备预发泡金属层。此时，通过该步骤已经获得发泡金属层结构，后续处理，是对发泡金属层进行进一步改性处理。本发明实施例通过在高离子浓度、强酸性环境下进行电解沉积处理，获得具有疏松结构的发泡金属层。

优选的，采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解处理的步骤中，所述第二级电解液中的H⁺浓度为100-350g/L，Cu²⁺浓度为30-100g/L。在高离子浓度、强酸性环境下进行电解沉积处理，一方面，第二级电解液中的金属离子在经微蚀处理后的表面金属镀层表面不规则排列，形成高低不同的微排列，提高表面粗糙度；另一方面，在不规则生长过程中，金属元素之间相互交叉，连接形成网状结构，进一步提高金属发泡层的导电性。所述第二级电解液中，若金属离子浓度过高，会造成表面沉积不均匀，厚度无法控制；若金属离子浓度过低无法实现沉积。本发明实施例合适的氢离子浓度能够提供合适的pH环境，有利于沉积过程在最合适的条件下进行。

在上述第二级电解液条件下，采用第二级电解液对将经微蚀处理后的表面处理层进行电解处理的条件为：电流强度50-100A，温度30-50℃。若电流过大会导致膜层被击穿，而电流过小又无法实现沉积。

经过上述处理之后的半成品发泡金属层，表面为一层疏松的金属层，用作电池屏蔽膜金属功能层时，赋予电磁屏蔽膜更高导电性、更强结合力。

上述步骤S04中，在完成发泡金属层的沉积之后，为防止表面发生氧化影响发泡金属层的性能，需要对发泡金属层进行第三级电解处理，对发泡层进行固化，并在发泡层掺杂部分金属离子，降低表面活性，增强发泡金属层的抗氧化性。具体的，采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理。

优选的，采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理的步骤中，所述第三级电解液中的Zn²⁺浓度为0.1-10g/L、Ni²⁺浓度为0.1-20g/L、Cr²⁺的浓度为0.1-10g/L、pH为0-6。由此，在金属发泡层中掺杂镍离子和锌离子，提高发泡金属层的防氧化处理，以避免发泡金属层氧化，导致产品导电性下降。值得注意的是，此处第三级电解处理只是对发泡金属层进行表面离子掺杂，而不是又形成一层锌镍合金层。

在上述第三级电解液的条件下，采用第三级电解液对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理的条件为：电流为1-30A，温度10-30℃。在上述条件下，有利于金属离子掺杂反应的发生，而不是在预金属发泡层表面形成新的膜层。

由此得到的所述金属发泡层具有疏松结构，且所述金属发泡层的粗糙度Ra为5-20，有利于导电胶层的牢固结合。

优选的，所述金属发泡层的厚度为0.1μm-10μm。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，包括以下步骤：

提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体；

采用第一级电解液，在电流强度为5-30A、温度为15-35℃的条件下，对所述表面金属镀层进行微蚀处理，在所述表面金属镀层表面形成多孔结构，其中，所述第一级电解液由无机酸和微蚀剂组成，且所述无机酸的质量浓度为150-300g/L，所述微蚀剂的质量浓度为100-200g/L；

采用第二级电解液，在电流强度为50-100A、温度为30-50℃的条件下对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，制备得到预金属发泡层，其中，所述第二级电解液中H⁺浓度为100-350g/L，Cu²⁺浓度为30-100g/L；

采用第三级电解液，在电流为1-30A、温度为10-30℃的条件下对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理，制备得到金属发泡层，其中，所述第三级电解液的Zn²⁺浓度为0.1-10g/L、Ni²⁺浓度为0.1-20g/L、Cr²⁺的浓度为0.1-10g/L、pH为0-6。

本发明实施例1制备的发泡金属层，厚度为0.1μm～10μm，表面阻值为10mΩ～40mΩ。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理后的样品至于碱性电解液中，对所述真空金属层进行表面处理，形成表面金属镀层，得到发泡处理用基体；

采用第一级电解液，在电流强度为5-30A、温度为15-35℃的条件下，对所述表面金属镀层进行微蚀处理，在所述表面金属镀层表面形成多孔结构，其中，所述第一级电解液由无机酸和微蚀剂组成，且所述无机酸的质量浓度为150-300g/L，所述微蚀剂的质量浓度为100-200g/L；

采用第二级电解液，在电流强度为50-100A、温度为30-50℃的条件下对将经微蚀处理后的表面金属镀层进行电解沉积处理，制备得到预金属发泡层，其中，所述第二级电解液中H⁺浓度为100-350g/L，Cu²⁺浓度为30-100g/L；

采用第三级电解液，在电流为1-30A、温度为10-30℃的条件下对所述预金属发泡层进行固化及抗氧化处理，制备得到金属发泡层，其中，所述第三级电解液的Zn²⁺浓度为0.1-10g/L、Ni²⁺浓度为0.1-20g/L、Cr²⁺的浓度为0.1-10g/L、pH为0-6。

2.如权利要求1所述的对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，其特征在于，所述金属发泡层具有疏松结构，且所述金属发泡层的粗糙度Ra为5-20。

3.如权利要求1所述的对金属薄膜表面进行发泡处理的方法，其特征在于，所述金属发泡层的厚度为0.1μm-10μm。