CN109392296B - 电磁屏蔽膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁屏蔽膜的制备方法，包括以下步骤：提供载体膜层，在所述载体膜层上制备绝缘层；采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理；将经导电化处理的绝缘层基体置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述导电化的基体表面进行至少三次电镀沉降，制备金属屏蔽层；将金属屏蔽层置于微蚀液中，进行表面微蚀，得到微蚀层；将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，制备发泡金属层；在所述发泡金属层表面依次制备导电胶层和保护膜层，得到电磁屏蔽膜。

Description

电磁屏蔽膜的制备方法

技术领域

本发明属于电磁屏蔽膜技术领域，尤其涉及一种电磁屏蔽膜的制备方法。

背景技术

随着现代电子工业的快速发展，大量电器和电子设备广泛应用于工业生产和人们日常生活，促进了工业技术的发展，改善了人们的生活，提升了人们的生活质量。但电器和电子设备在使用过程中会辐射出大量的电磁波，电磁波对电子设备的正常安全运行和人类的生存环境造成了不可忽视的危害。随着各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加，电磁干扰现象和电磁污染问题日渐突出。人类生存环境中的电磁能量逐年增加，21世纪电磁环境恶化难以避免。

现有挠性线路板(FPC)产品中，为了选择性地覆盖保护线路、消除外源性干扰电磁信号的影响、并露出焊点，在FPC的表面均设置有屏蔽膜层。比如公开号为CN101176388的发明专利中公开了一种屏蔽膜，其屏蔽膜包括：分离膜；设于该分离膜的一个表面上的覆膜；各功能层采用印制方式形成。使用该屏蔽膜可对线路板的线路进行保护，同时对干扰电磁信号进行屏蔽。但是由于屏蔽膜层材质和工艺性能限制，此类屏蔽膜在高频线路板中屏蔽效果很不乐观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁屏蔽膜的制备方法，旨在解决现有电磁屏蔽膜在高频线路板上屏蔽效能和导电性能差的问题。。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种电磁屏蔽膜的制备方法，包括以下步骤：

提供载体膜层，在所述载体膜层上制备绝缘层；

采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理；

将经导电化处理的绝缘层基体置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述导电化的基体表面进行至少三次电镀沉降，制备金属屏蔽层；

将经过碱液处理的金属屏蔽层置于微蚀液中，进行表面微蚀，得到微蚀层；

将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，制备发泡金属层；

在所述发泡金属层表面依次制备导电胶层和保护膜层，得到电磁屏蔽膜。

本发明提供的电磁屏蔽膜的制备方法，在对绝缘层进行导电化处理后，置于碱性电解液中，采用碱液沉降法在所述导电层表面进行多次沉降，得到金属屏蔽层；并进一步将金属屏蔽层置于酸性电解液中，采用酸液沉降法在所述金属屏蔽层表面进行处理，得到发泡金属层。由此得到的电磁屏蔽膜，具有三维多孔的粗糙表面结构。首先，在发泡金属层的基础上进一步沉积导电胶层，导电胶层的材料能够渗透到发泡金属层的凹点中，形成双层咬合结构，避免发泡金属层和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。其次，其中制备微蚀层这一步，在金属屏蔽层中间制备获得多孔结构，可以有效减少电磁屏蔽膜使用中出现气泡的现象，增进屏蔽膜的使用可靠性。再次，至少三次的碱液沉降后进行酸液沉降，可提高沉积的金属层的厚度，进一步增强导电性能，提高电磁屏蔽效果。由此得到的电磁屏蔽膜，其屏蔽效能可高达70dB。

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。

本发明实施例提供了一种电磁屏蔽膜的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供载体膜层，在所述载体膜层上制备绝缘层；

S02.采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理；

S03.将经导电化处理的绝缘层基体置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述导电化的基体表面进行至少三次电镀沉降，制备金属屏蔽层；

S04.将金属屏蔽层置于微蚀液中，进行表面微蚀，得到微蚀层；

S05.将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，制备发泡金属层；

S06.在所述发泡金属层表面依次制备导电胶层和保护膜层，得到电磁屏蔽膜。

本发明实施例提供的电磁屏蔽膜的制备方法，在对绝缘层进行导电化处理后，置于碱性电解液中，采用碱液沉降法在所述导电层表面进行多次沉降，得到金属屏蔽层；将金属屏蔽层置于微蚀液中，进行表面微蚀，得到微蚀层；并进一步将金属屏蔽层置于酸性电解液中，采用酸液沉降法在所述金属屏蔽层表面进行处理，得到发泡金属层。由此得到的电磁屏蔽膜，具有三维多孔的粗糙表面结构。首先，在发泡金属层的基础上进一步沉积导电胶层，导电胶层的材料能够渗透到发泡金属层的凹点中，形成双层咬合结构，避免发泡金属层和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。其次，其中制备微蚀层这一步，在金属屏蔽层中间制备获得多孔结构，可以有效减少电磁屏蔽膜使用中出现气泡的现象，增进屏蔽膜的使用可靠性。再次，至少三次的碱液沉降后进行酸液沉降，可提高沉积的金属层的厚度，进一步增强导电性能，提高电磁屏蔽效果。由此得到的电磁屏蔽膜，其屏蔽效能可高达70dB。

具体的，上述步骤S01中，所述载体膜层可以选择本领域常规的载体膜层。具体的，所述载体膜层通过在基膜表面涂布硅油离型剂或无硅离型剂，进一步经UV固化形成。其中，所述基膜可选自聚酰亚胺薄膜、聚苯硫醚(PPS)薄膜、聚酯薄膜中的一种，所述基膜的厚度为15μm～200μm；所述硅油离型剂或无硅离型剂的厚度为0.1μm～30μm。所述固化方法为：将涂布有硅油离型剂或无硅离型剂的基膜进行UV固化后，再经50-180℃烘烤固化处理，形成含有离型层的载体膜层。

进一步的，在所述载体膜层上沉积绝缘层，优选采用溶液加工法实现，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1μm～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。

上述步骤S02中，采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理，为在绝缘层上获得金属镀层做准备。所述导电化处理，获得的导电层为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少一种，或者为以上所列金属单质中的至少两种形成的合金。

优选的，采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理的工艺参数为：

工作真空镀压强：0.1～100Pa，速度：0.5～50m/min；阻值：≤200Ω，工作电压：500～1000V，工作电流：50～500A，氩气量：10～500SCCM。

上述步骤S03中，将经导电化处理的基体置于碱性电解液中，采用碱铜沉淀法在所述导电化的基体表面至少进行三次电镀沉铜，得到金属屏蔽层。通过至少三次电镀沉铜，可以达到比较合适的厚度，能够完成屏蔽效能大于60dB，表面电阻小于50mΩ的要求。若单次沉铜或只进行两次镀铜，无法完全覆盖屏蔽膜半成品的表面，无法得到比较完好的金属层。

优选的，碱液沉降获得金属屏蔽层的工艺参数为：

将经真空镀预处理的绝缘层基体置于金属离子浓度为1-30g/L、pH为7-13的碱性电解液中，在电流为1-50A的条件下，进行碱液沉降处理。具体的，在若电流为1-50A的条件，可以获得较好的沉积膜层。若电流过高，会导致膜面发生烧膜现象，电流过低会影响金属在膜面的沉积。合适的金属离子的浓度，有利于得到均匀致密的膜层。若金属离子的浓度过低会影响金属的沉积，金属离子的浓度过高会导致金属层的厚度无法控制，导致厚度不均匀。在pH为7-13的条件下，溶液中的金属离子具有最强的活性，有利于膜层的沉积。

本发明实施例中，经过碱液沉降处理得到的金属屏蔽层通常光亮度很高，不利于导电胶层的结合，并限定了导电胶层的厚度，进一步限制了电磁屏蔽膜的导电性能和屏蔽性能。

有鉴于此，本发明实施例上述步骤S04中，将经碱液沉降处理的所述金属屏蔽层基体置于置于微蚀液中，进行表面微蚀。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，采用微蚀液对所述表面金属镀层进行微蚀处理的步骤中，所述微蚀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，所述微蚀液中，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10-50A，温度15-35℃，获得的微蚀层的表面粗糙度Ra为5-20。经过微蚀处理的金属屏蔽层会出现多孔结构，其孔径为小于0.1mm。

此后，在上述步骤S05种，在经过微蚀处理之后，将金属屏蔽层置于酸性电解液中，采用酸液沉降法在所述金属屏蔽层表面制备发泡金属层。该发泡金属层直接制作与金属屏蔽层，表面粗糙而且疏松多孔，在之后设置导电胶层时，胶水可以渗透进入其中，使得金属层与导电胶层的结合可以更加紧密。

优选的，先将金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，通过控制合适的离子浓度和电流大小，对表面光亮的所述金属屏蔽层进行预处理。优选的，所述酸性电解液中的金属离子浓度为10-150g/L、氢离子浓度为100-500g/L，所述电流为10-200A。通过采用强酸性、大电流的电解条件，获得比较粗糙的发泡金属层。

进一步优选的，将经酸液沉降处理的基体置于酸性电解液中进行再次沉淀处理，使得到的金属层表面掺杂部分锌、镍离子，从而降低其表面活性，防止表面氧化影响性能。此处，值得注意的是，此次进行的沉淀处理，只是对所述发泡金属层进行表面离子掺杂，而并非形成一层锌镍合金层，以避免发泡金属层的均匀度会受影响，导致产品导电性下降。为了控制锌、镍离子的掺杂，同时控制掺杂浓度，优选的，所述酸性电解液中锌离子浓度为1-30g/L、镍离子浓度为0.1-50g/L、pH为0-6，同时在电流为1-50A的条件下进行沉降处理。由于发泡金属层因其疏松多孔，在半成品制作期间极易氧化，造成表面电阻变大，结合力下降，影响后续导电胶层的生产，以及导致成品的导电性下降。通过此种方式对发泡金属层进行处理，可以降低表面活性，使其不与空气发生氧化反应。

由此，所述电磁屏蔽膜在金属屏蔽层一表面结合有发泡金属层，金属屏蔽层与发泡金属层贴合设置，实现紧密结合。所述金属屏蔽层的分布非常致密，可以实现非常出色的屏蔽作用与导电作用。在此基础上形成表面疏松的金属发泡层，所述金属发泡层与金属屏蔽层结合紧密，使得设置在所述金属发泡层表面的导电胶层可以渗透进入其中，从而增强结合性。此外，金属屏蔽层与金属发泡层紧密结合，可以进一步增强金属层的屏蔽性和导电性。此外，本发明提供的屏蔽膜的导电胶层中含有金属导电粒子，可有效实现良好的导电性能，满足电子产品高速高频化的发展需求。

上述步骤S06中，在所述发泡金属层表面制备导电胶层，优选采用溶液加工法制备，具体的，所述溶液加工法包括但不限于刮刀式涂布、刮棒式涂布、逆转棍式。为了提高所述导电胶层的导电效果，优选的，所述导电胶层由改性环氧树脂和金属导电粒子复合形成的混合导电材料制成，且所述改性环氧树脂为热固性环氧树脂。环氧树脂本身无法导电，通过掺杂金属导电粒子，金属导电粒子混合在树脂中，作为导电基体构建导电网络中，完成接地点与金属层之间的连接，避免因为胶层的阻隔而导致的导电性能降低，从而提高导电性能。

优选的，以所述混合导电材料的总重量为100％计，所述金属导电粒子的重量百分含量为0.1％-50％。若所述金属导电粒子的重量百分含量过高，则由于导电材料过于密集，挤占相互空间，甚至填充触点，导致无法起到良好的导电作用。

进一步优选的，所述金属导电粒子可选用银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少一种。作为一种实施方式，所述金属导电粒子选用银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属单质粉体中的至少一种。作为另一种实施方式，所述金属导电粒子选自银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少两种形成的合金。作为再一种实施方式，所述金属导电粒子为核壳结构金属导电粒子，其中，核壳结构金属导电粒子的壳层材料选自银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少一种；核壳结构金属导电粒子的内核材料选自银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少一种，或所述内核材料选自玻璃珠、陶瓷，具体如银包铜、银包镍、银包铁、银包玻璃珠、银包陶瓷中的一种或几种复配。其中，金属粉体形状的形状没有明确限定，包括但不限于球状、柱状、锥状、不规则棱状中。

优选的，所述改性环氧树脂的制备方法为：

提供环氧树脂和羧基丁腈橡胶，将所述环氧树脂和所述羧基丁腈橡胶溶解、混合得到混合物，将所述混合物加热进行接枝反应，得到柔韧性环氧树脂；待冷却后，加入潜伏性固化剂，制备得到热固化的改性环氧树脂。

其中，所述环氧树脂可选用双酚A型、双酚F型、酚醛型和/或指环型环氧树脂，环氧当量为120～1000g/eq，优选190～500g/eq。所述增韧树脂可选择丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、丙烯酸酯橡胶、ABS、聚酰亚胺等热塑性树脂，优选羧基丁腈橡胶。所述潜伏性固化剂可选择咪唑、酸酐、芳香胺、双氰胺及其复配物。

本发明实施例所述导电胶层的厚度为1μm-200μm。

本发明实施例中，在所述导电胶层上制备保护膜层，得到电磁屏蔽膜。所述保护膜层可采用冷压贴合及热贴合方式进行，所述保护膜层可以是聚脂薄膜、聚脂离型膜、硅胶保护膜，但不限于此，其厚度在15μm～200μm之间。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种电磁屏蔽膜的制备方法，包括以下步骤：

S11.提供厚度为15μm～200μm的基膜，在基膜表面均匀涂布0.1μm～30μm的硅油离型剂或无硅离型剂，经UV固化，再经过50℃～180℃烘烤固化后形成含有离型层的载体膜；在载体膜层上均匀涂布厚度为1μm～50μm的改性环氧树脂胶或耐高温油墨，50℃～180℃温度下烘烤固化后形成绝缘层。

S12.采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理。

S13.将经导电化处理的基体置于碱性电解液中，采用碱液沉降法在所述导电层表面进行至少三次电镀沉降，得到半成品金属层；

S14.将经过碱液处理的金属屏蔽层置于微蚀液中进行微蚀处理，获得具有多孔结构的金属屏蔽层；

S15.将经微蚀处理后的金属屏蔽层置于酸性电解液中，采用酸铜沉淀法在所述金属屏蔽层表面进行至少一次酸性沉降处理，得到发泡金属层。

S16.在热固型环氧树脂胶中混入重量百分含量为0.1％～50％的金属导电粒子，制备导电胶材料，在所述发泡金属层表面依次涂布导电胶层；

在所述导电胶层表面冷压贴合或热贴合和保护膜层，得到电磁屏蔽膜。

本发明实施例1制备的电磁屏蔽膜，屏蔽效能高达70dB，能够满足10万次以上的弯曲寿命，阻值小于1Ω

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 (9)

1.一种电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供载体膜层，在所述载体膜层上制备绝缘层；

采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理；

将经导电化处理的绝缘层基体置于金属离子浓度为1-30g/L、pH为7-13的碱性电解液中，在电流为1-50A的条件下，采用碱液沉淀法在所述导电化的基体表面进行至少三次电镀沉降，制备金属屏蔽层；

将金属屏蔽层置于微蚀液中，进行表面微蚀，得到均匀多孔结构的微蚀层，所述微蚀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；

将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，制备发泡金属层；

在所述发泡金属层表面依次制备导电胶层和保护膜层，得到电磁屏蔽膜。

2.如权利要求1所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，将金属屏蔽层置于微蚀液中，进行表面微蚀的方法为：在经过碱性电解液的沉降处理之后，将所述金属屏蔽层置于无机酸浓度为150-300g/L，微蚀剂浓度100-200g/L的电解液中，在电流强度10-50A的条件下，进行表面微蚀，获得微蚀层。

3.如权利要求1所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，制备发泡金属层，包括：

将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于金属离子浓度为10-150g/L、氢离子浓度为100-500g/L的酸性电解液中，在电流为10-200A的条件下，进行酸液沉降处理。

4.如权利要求2所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，将经微蚀处理后的所述金属屏蔽层置于酸性电解液中，进行至少一次酸液沉降处理，制备发泡金属层，还包括：

将经至少一次酸液沉降处理的金属屏蔽层基体置于锌离子浓度为1-30g/L、镍离子浓度为0.1-50g/L、pH为0-6的第三酸性电解液中，在电流为1-50A的条件下，进行沉降处理。

5.如权利要求1-3任一项所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，所述导电胶层由改性环氧树脂和金属导电粒子复合形成的混合导电材料制成，且所述改性环氧树脂为热固性环氧树脂。

6.如权利要求5所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备方法为：

提供环氧树脂和增韧树脂，将所述环氧树脂和所述增韧树脂溶解、混合得到混合物，将所述混合物加热进行接枝反应，得到柔韧性环氧树脂；待冷却后，加入潜伏性固化剂，制备得到热固化的改性环氧树脂。

7.如权利要求4所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，所述导电化处理，获得的导电层为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少一种，或者为以上所列金属单质中的至少两种形成的合金。

8.如权利要求5所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，所述混合导电材料的总重量为100％计，所述金属导电粒子的重量百分含量为0.1％-50％。

9.如权利要求1-3任一项所述的电磁屏蔽膜的制备方法，其特征在于，采用真空镀的方式对所述绝缘层进行导电化处理的工艺参数为：

工作真空镀压强：0.1～100Pa，速度：0.5～50m/min；阻值：≤200Ω，工作电压：500～1000V，工作电流：50～500A，氩气量：10～500SCCM。