CN112831290A - 一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法。该方法包括以下步骤：1)将非硅离型剂涂布到PET薄膜上，得到非硅离型膜；2)在所述非硅离型膜上涂布黑色绝缘油墨，再经过熟化得到黑色绝缘层；3)在所述黑色绝缘层上通过磁控溅射或者电镀金属层得到屏蔽层；4)在载体离型膜上涂布导电胶黏剂得到导电胶层；5)将所述屏蔽层与所述导电胶层复合得到可挠电磁屏蔽胶带。本发明中的制备方法所制备的胶带可挠电磁屏蔽胶带能够用于电子线路的遮蔽中，特别是用于柔性线路的遮蔽使用时，具备良好的抗开裂性能、抗冲击性能、层间结合强度、剥离粘合强度和热循环性能。

Description

一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法

技术领域

本发明涉及胶带领域，特别涉及一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法。

背景技术

目前，越来越多的电子设备呈现小型化及轻量化的趋势，该类电子设备的飞速的普及，连在工作单位或家庭中也会产生大量的电磁波，因此，随着电子产业的发展，电磁干扰(Electromagnetic interference，EMI)的威胁越来越高。

电磁干扰的具体表现为从电子设备的操作不当至工厂的烧毁事故等多种多样的形式，而且随着陆续发表电磁波对人体起到负面影响的研究结果，人们对健康的担忧和关注也逐渐提高，在此情况下，以发达国家为中心正在为对电磁干扰的监管强化及对策准备费尽心思。因此，对各种电子、电器产品的电磁波屏蔽技术也成为电子技术产业的核心领域。

现有的电磁波屏蔽技术大致分为两种方法：即屏蔽电磁波的发生源周围以保护外部设备的方法以及在屏蔽物质内存放设备，以从外界的电磁波的发生源保护设备的方法。其中，在考虑工序的操作性、可靠性及高性能化等时，采用薄膜保护形式最有利。

以往的电磁波屏蔽膜由黑色绝缘层、金属薄膜层及粘合性树脂来构成。众所周知，电磁波不会进入金属内，因而会被屏蔽；而当电磁波接触电导体时，其会部分被吸收或通过，但大部分在电导体表面上被反射。这是因为当电磁波接触导体时，在导体内通过电感产生涡电流，并且该涡电流反射电磁波。

金属层通常都是通过沉积(deposition)或印刷(sputtering)的方法来形成，而通过这种方法形成的电磁波屏蔽膜会由于金属层的刚硬(rigid)的性质而弯曲性下降，导致电磁波屏蔽膜的耐久性可能会产生问题。

此外，在通过沉积或印刷的方法形成金属层时，金属的厚度往往不均匀且附着力之间有差异，因此可能会产生电磁波的屏蔽性的下降，在制作如PCB或FPCB等电路板的工序中难以粘合薄膜的问题。因此，开发一种在制造电磁波屏蔽膜时提高构成薄膜的各层间的粘合力且具有可挠特性的电磁波屏蔽胶带，则显得很有必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，包括以下步骤

1)将非硅离型剂涂布到PET薄膜上，得到非硅离型膜；

2)在所述非硅离型膜上涂布黑色绝缘油墨，再经过熟化得到黑色绝缘层；

3)在所述黑色绝缘层上通过磁控溅射或者电镀金属层得到屏蔽层；

4)在载体离型膜上涂布导电胶黏剂得到导电胶层；

5)将所述屏蔽层与所述导电胶层复合得到可挠电磁屏蔽胶带。

本发明中的方法所制备的胶带可挠电磁屏蔽胶带能够用于电子线路的遮蔽中，特别是用于柔性线路的遮蔽使用时，具备良好的抗开裂性能、抗冲击性能、层间结合强度、剥离粘合强度和热循环性能。

在一些实施方式中，在步骤1)中，所述非硅离型膜由将所述非硅离型剂通过微凹涂布或者凹版涂布到基材为20～75μm的所述PET薄膜上制成。由此，设置了非硅离型膜的制造方式。

在一些实施方式中，所述非硅离型剂为普通聚乙烯醇改性的非硅离型剂、耐热的改性亚克力非硅离型剂或者水性非硅离型剂。由此，设置了用于非硅离型膜中的非硅离型剂的种类选择。

在一些实施方式中，在步骤2)中，所述黑色绝缘油墨的各组分及其质量比例为：有机黑色母5％～15％，反应性液态丁腈橡胶5％～15％，溶剂 40％～60％，环氧树脂1％～5％，固化剂0.1％～0.5％，有机阻燃剂0.1％～0.5％，促进剂0.01％～0.05％，填料10％～20％，哑光粉10％～20％。由此，设置了黑色绝缘油墨的具体组成成分以及配比范围。

在一些实施方式中，在步骤2)中，将所述黑色绝缘油墨通过微凹涂布或者凹版涂布到非硅离型膜上，经固化后再置于温度为70℃的熟化间中熟化3～7天，得到黑色绝缘层。由此，设置了黑色绝缘层的具体制作方式。

在一些实施方式中，在步骤3)中，通过磁控溅射得到的所述屏蔽层为 2μm的镀铜层。由此，得到磁控溅射制作的屏蔽层种类。

在一些实施方式中，在步骤3)中，通过电镀金属层得到的所述屏蔽层为1.5μm的镀银层。由此，得到电镀金属层制作的屏蔽层种类。

在一些实施方式中，所述载体离型膜为经过低硅转移的离型膜。由此，设置了载体离型膜的种类。

在一些实施方式中，在步骤4)中，所述导电胶黏剂的各组分及其质量比例为：反应性液态丁腈橡胶30％～40％，溶剂30％～40％，环氧树脂10％～20％，固化剂1％～3％，有机阻燃剂0.5％～2％，促进剂0.5％～2％，导电粉5％～20％。由此，设置了导电胶黏剂的具体组成成分以及配比范围。

在一些实施方式中，在步骤4)中，将所述导电胶黏剂通过微凹涂布或者凹版涂布到载体离型膜上，经固化后得到导电胶层。由此，设置了导电胶层的具体制作方式。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细的说明。

该可挠电磁屏蔽胶带的制备方法主要包括以下步骤：

第一步，制作非硅离型膜。

非硅离型膜由将非硅离型剂底涂到PET薄膜上制成，其中，非硅离型剂为普通聚乙烯醇改性的非硅离型剂、耐热的改性亚克力非硅离型剂或者水性非硅离型剂，PET薄膜的厚度优选为20～75μm，而底涂方式为微凹涂布或者凹版涂布，。

第二步，在非硅离型膜上涂布黑色绝缘油墨，再经过熟化得到黑色绝缘层。

黑色绝缘油墨由多种组分按照一定的比例配置成的，其中，各组分及其质量比例的范围为：有机黑色母5％～15％，反应性液态丁腈橡胶5％～15％，溶剂40％～60％，环氧树脂1％～5％，固化剂0.1％～0.5％，有机阻燃剂 0.1％～0.5％，促进剂0.01％～0.05％，填料10％～20％，哑光粉10％～20％。

有机黑色母为有机高分子经高温加工得到，其不具有导电性。

反应性液态丁腈橡胶为端胺基丁二烯和丁二烯-丙烯晴聚合物、端羧基丁二烯和丁二烯-丙烯腈聚合物、甲基丙烯酸酯(乙烯基)端基丁二烯和丁二烯-丙烯腈聚合物、端环氧基丁二烯和丁二烯-丙烯晴缩水甘油酯聚合物中的一种或者多种的混合物，优选为端羧基丁二烯和丁二烯-丙烯腈聚合物、端环氧基丁二烯和丁二烯-丙烯晴缩水甘油酯聚合物的混合物。

溶剂为甲苯、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种的混合溶剂，优选甲苯和丁酮的混合溶剂。

环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的一种或多种的混合物，优选缩水甘油醚类环氧树脂、脂环族类环氧树脂两种环氧树脂的混合物。

固化剂为改性胺类、聚合胺类、聚合咪唑类、有机脲类、咪唑类、酸酐、苯酚树脂中的一种或多种的混合物，优选改性胺类和聚合咪唑类的混合物。

有机阻燃剂为基于特殊有机磷的高效无卤阻燃特细微粉，如科莱恩 OP935。

促进剂为咪唑型促进剂或者聚合咪唑型促进剂，优选聚合咪唑型促进剂。

填料为硅微粉或者氢氧化铝粉或者两者的混合物，优选1μm的超细高纯氢氧化铝粉。

哑亚光粉为沉淀法二氧化硅哑光粉、树脂合成哑光粉、滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙、低分子热塑性树脂中的一种或者多种的混合物，优选分散性好的树脂合成哑光粉。

黑色绝缘油墨的具体制备方式为：将有机黑色母用溶剂浸泡溶解，并将反应性液态丁腈橡胶用丁酮溶解分散后，再将两者混合，然后依次加入环氧树脂、固化剂、有机阻燃剂、促进剂、填料和哑光粉并分散均匀。

将黑色绝缘油墨涂布到非硅离型膜上，经热烘箱初步固化收卷，再放置于70℃的熟化炉中熟化3～7天，即可得到黑色绝缘层。其中，涂布方式同样为微凹涂布或者凹版涂布。

第三步，黑色绝缘层上设置一层由金属制成的屏蔽层。

在该步骤中，可以通过磁控溅射或者电镀金属层的方式制作屏蔽层。其中，当采用磁控溅射的方式时，得到的屏蔽层优选为2μm的镀铜层；当采用电镀金属层的方式时，得到的屏蔽层优选为1.5μm的镀银层。

第四步，在载体离型膜上涂布导电胶黏剂，得到导电胶层。

其中，载体离型膜为经过低硅转移的离型膜。

导电胶黏剂多种组分按照一定的比例配置成的，其中，各组分及其质量比例的范围为：反应性液态丁腈橡胶30％～40％，溶剂30％～40％，环氧树脂10％～20％，固化剂1％～3％，有机阻燃剂0.5％～2％，促进剂0.5％～2％，导电粉5％～20％。

其中，反应性液态丁腈橡胶、溶剂、环氧树脂、固化剂、有机阻燃剂和促进剂的具体成分选择范围与黑色绝缘油墨中的该类成分相同。而导电粉为银粉、铜粉、镍包铜粉、石墨、石墨烯中的一种或多种的其混合物，优选镍包铜粉、银粉与石墨或石墨烯的混合物。

导电胶黏剂的具体制备方式为：将反应性液态丁腈橡胶用丁酮溶解分散，再与溶剂混合，然后依次加入环氧树脂、固化剂、有机阻燃剂、促进剂和导电粉并分散均匀。

将导电胶黏剂涂布到载体离型膜上，实验热烘箱进行固化即可得到导电胶层。其中，涂布方式同样为微凹涂布或者凹版涂布。

第五步，将屏蔽层与导电胶层复合，即可得到可挠电磁屏蔽胶带。然后，将可挠电磁屏蔽胶带收卷，可置于0℃～5℃的环境下冷藏备用。

下面结合几个具体的可挠电磁屏蔽胶带实施例，进一步测试本发明中的可挠电磁屏蔽胶带的相关性能。其中，可以提供不同的非硅离型膜、黑色绝缘层、金属屏蔽层和导电胶层等各层的制备例，相互组合得到不同的可挠电磁屏蔽胶带的实施例和对比例，并记录各实施例的各种特性参数，以得到充分完备的测试结果。

其中，各实施例中的各层的成分分别如下所述。

非硅离型膜例1：将聚乙烯醇改性非硅离型剂溶解到乙醇和水比例为 1:1的混合溶剂中，涂布于50μm厚PET基材上，经高温固化后得到。

非硅离型膜例2：将水性非硅离型剂溶解到异丙醇和水比例为1:2的混合溶剂中，涂布于50μm厚PET基材上，经高温固化后得到。

黑色绝缘层例1：其中黑色绝缘油墨的具体成分为有机黑10％、端羧基丁二烯和丁二烯-丙烯腈聚合物10％、丁酮30％、N,N-二甲基甲酰胺20％、双酚A环氧树脂3％、耐热环氧树脂3％、二氨基二苯砜0.5％、双氰胺0.5％、有机次磷酸盐1.5％、2-乙基4-甲基咪唑0.05％、氢氧化铝(1μm)16％、树脂合成哑光粉10％。

黑色绝缘层例2：其中黑色绝缘油墨的具体成分为有机黑15％、端环氧基丁二烯和丁二烯-丙烯晴缩水甘油酯聚合物15％、丁酮20％、N,N-二甲基甲酰胺20％、双酚A环氧树脂5％、无卤环氧树脂3％、二氨基二苯砜0.5％、双氰胺0.5％、有机次磷酸盐1.5％、2-乙基4-甲基咪唑0.05％、氢氧化铝(1μm) 12％、树脂合成哑光粉7％。

黑色绝缘层对比例：其中黑色绝缘油墨的具体成分为有机黑15％、长链脂肪族环氧树脂15％、丁酮25％、N,N-二甲基甲酰胺20％、双酚A环氧树脂3％、耐热环氧树脂3％、二氨基二苯砜0.5％、双氰胺0.5％、有机次磷酸盐1.5％、2-乙基4-甲基咪唑0.05％、氢氧化铝(1μm)10％、树脂合成哑光粉10％。

金属屏蔽层例1：在黑色绝缘层上磁控溅射镀铜，厚度2μm。

金属屏蔽层例2：在黑色绝缘层上电镀铜，厚度1.5μm。

导电胶层例1：其中导电胶黏剂的具体成分为端环氧基丁二烯和丁二烯 -丙烯晴缩水甘油酯聚合物40％、丁酮25％、N,N-二甲基甲酰胺20％、双酚 A环氧树脂3％、耐热环氧树脂3％、二氨基二苯砜0.5％、双氰胺0.5％、有机次磷酸盐1.5％、2-乙基4-甲基咪唑0.05％、导电粉10％。

导电胶层例2：其中导电胶黏剂的具体成分为端羧基丁二烯和丁二烯- 丙烯腈聚合物30％、丁酮20％、N,N-二甲基甲酰胺20％、双酚A环氧树脂 5％、耐热环氧树脂5％、二氨基二苯砜1.5％、双氰胺0.9％、有机次磷酸盐1％、2-乙基4-甲基咪唑0.05％、导电粉15％。

导电胶层对比例：其中导电胶黏剂的具体成分为长链脂肪族环氧树脂 30％、丁酮25％、N,N-二甲基甲酰胺20％、双酚A环氧树脂3％、耐热环氧树脂5％、二氨基二苯砜0.8％、双氰胺0.5％、有机次磷酸盐1％、2-乙基 4-甲基咪唑0.05％、导电粉15％。

将上述各层的制备例进行组合，分别得到不同组合的电磁屏蔽胶带实施例和对比例，具体如表1所示。

表1

实施例	底涂非硅离型膜	黑色绝缘层	金属屏蔽层	导电胶层
					实施例1	非硅离型膜例1	绝缘层例1	金属层例1	导电层例1
实施例2	非硅离型膜例1	绝缘层例2	金属层例1	导电层例1
					实施例3	非硅离型膜例2	绝缘层例1	金属层例1	导电层例2
实施例4	非硅离型膜例2	绝缘层例2	金属层例2	导电层例2
					实施例5	非硅离型膜例1	绝缘层例2	金属层例2	金属层例2
实施例6	非硅离型膜例2	绝缘层例1	金属层例2	金属层例2
					对比例1	非硅离型膜例1	绝缘层例1	金属层例1	导电层对比例
对比例2	非硅离型膜例2	绝缘层对比例	金属层例2	导电层例2
					对比例3	非硅离型膜例1	绝缘层对比例	金属层例1	导电层对比例

将以上实施例和对比例得到的电磁屏蔽胶带，分别贴覆压合于FPC板的覆盖膜面，在170℃下固化90分钟，测试其各种物性参数并记录。具体如表2所示。

综上测试结果比较，在本方法中，可以将具有化学反应性官能团的合成橡胶引入到电磁屏蔽膜的绝缘遮光黑膜和导电胶配方中，端基官能团橡胶在热固性树脂中反应，合成橡胶并淀析形成相分离的橡胶颗粒，而这些μm级颗粒可吸收应变能从而起到增韧作用，从而使使屏蔽膜具备了橡胶特性，包括良好抗开裂性、断裂韧性、抗冲击性能、回弹性能、层间粘合强度、剥离粘合强度和热循环性能等。

其中，各实施例及对照例中的物性参数的评价方法分别如下所述。

屏蔽效能：使用信号发生器和频谱分析仪检测。

内阻：使用FPC内阻模块，取2个面积为4mm*10mm焊盘，其间距30mm，切10mm宽的电磁屏蔽胶带，压合于两焊盘之间，并使用电阻仪测量两个焊盘之间的电阻，即电磁屏蔽胶带内阻，越小则其屏蔽效能越好。

绝缘电阻：将电磁屏蔽胶带压合FPC板覆盖膜面，剥离非硅离型膜后，再表面放置两个小钢片(间距1cm)，使用高阻表测量钢片之间的电阻，大于10的14次方则记为绝缘。

表2

耐热冲击性能：使用漂锡测试方法，电磁屏蔽胶带压合于FPC并固化后，进行漂锡288℃-10秒，重复进行5次，无气泡分层为合格。

耐挠性：将电磁屏蔽胶带压合于FPC板覆盖膜面并固化，夹持于耐挠性测试仪上，设置10万次挠曲测试，记录开裂或翘曲分层产生时的挠曲次数。

耐溶剂：将电磁屏蔽胶带压合于FPC板覆盖膜面并固化，并进行浸泡百格剥离测试或擦拭测试。其中，浸泡百格剥离测试为：常温下降样品浸泡于溶液中超声波清洗，时间10分钟。取出样品晾干后，观察表面外观是否变色，并用3M胶带做百格剥离试验。擦拭测试为：常温下用无尘布蘸溶剂，用组装生产中擦洗产品相当的力度，再电磁屏蔽胶带表面往复擦拭20次，晾干后观察电磁屏蔽胶带外观及无尘布表面是否变色。

耐酸碱：配制2N盐酸、10％氢氧化钠以及10％硫酸溶液，并进行浸泡百格剥离测试。

胶带剥离强度：将电磁屏蔽胶带压合于FPC板覆盖膜面并清洗后，将其覆胶在130μm的PI补强片上，并用20μm环氧热固纯胶压合固化于电磁屏蔽胶带表面，然后进行剥离测试，其中PI补强片的剪切宽度为10mm。

表面印字符性：将电磁屏蔽胶带压合于FPC板覆盖膜面并清洗后，用字符油墨印刷于电磁屏蔽胶带表面，字符线宽0.1mm，固化后用3M胶带90°匀速剥离测试字符有无脱落。

尺寸稳定性：先选取完整稳定的FPC板最远端的两个标记焊盘，并测量其间距，将电磁屏蔽胶带压合固化于此FPC板(勿覆盖标记)，稳定24小时后再次测量两个标记的间距，考察期尺寸变化。此外，也可以直接观察单面压合固化电磁屏蔽胶带的FPC板是否有翘曲问题，如无翘曲则表明无尺寸变化。

综上测试结果比较，在本方法中，可以将具有化学反应性官能团的合成橡胶引入到电磁屏蔽膜的绝缘遮光黑膜和导电胶配方中，端基官能团橡胶在热固性树脂中反应，合成橡胶并淀析形成相分离的橡胶颗粒，而这些μm级颗粒可吸收应变能从而起到增韧作用，从而使使屏蔽膜具备了橡胶特性，包括良好抗开裂性、断裂韧性、抗冲击性能、回弹性能、层间粘合强度、剥离粘合强度和热循环性能等。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤

1)将非硅离型剂涂布到PET薄膜上，得到非硅离型膜；

2)在所述非硅离型膜上涂布黑色绝缘油墨，再经过熟化得到黑色绝缘层；

3)在所述黑色绝缘层上通过磁控溅射或者电镀金属层得到屏蔽层；

4)在载体离型膜上涂布导电胶黏剂得到导电胶层；

5)将所述屏蔽层与所述导电胶层复合得到可挠电磁屏蔽胶带。

2.根据权利要求1所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述非硅离型膜由将所述非硅离型剂通过微凹涂布或者凹版涂布到基材为20～75μm的所述PET薄膜上制成。

3.根据权利要求2所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：所述非硅离型剂为普通聚乙烯醇改性的非硅离型剂、耐热的改性亚克力非硅离型剂或者水性非硅离型剂。

4.根据权利要求1所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所述黑色绝缘油墨的各组分及其质量比例为：有机黑色母5％～15％，反应性液态丁腈橡胶5％～15％，溶剂40％～60％，环氧树脂1％～5％，固化剂0.1％～0.5％，有机阻燃剂0.1％～0.5％，促进剂0.01％～0.05％，填料10％～20％，哑光粉10％～20％。

5.根据权利要求4所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，将所述黑色绝缘油墨通过微凹涂布或者凹版涂布到所述非硅离型膜上，经固化后再置于温度为70℃的熟化间中熟化3～7天，得到黑色绝缘层。

6.根据权利要求1所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤3)中，通过磁控溅射得到的所述屏蔽层为2μm的镀铜层。

7.根据权利要求1所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤3)中，通过电镀金属层得到的所述屏蔽层为1.5μm的镀银层。

8.根据权利要求1所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：所述载体离型膜为经过低硅转移的离型膜。

9.根据权利要求1所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤4)中，所述导电胶黏剂的各组分及其质量比例为：反应性液态丁腈橡胶30％～40％，溶剂30％～40％，环氧树脂10％～20％，固化剂1％～3％，有机阻燃剂0.5％～2％，促进剂0.5％～2％，导电粉5％～20％。

10.根据权利要求9所述的可挠电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：在步骤4)中，将所述导电胶黏剂通过微凹涂布或者凹版涂布到所述载体离型膜上，经固化后得到导电胶层。