CN117580351B - 一种电磁屏蔽膜和线路板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电磁屏蔽功能材料技术领域，具体涉及一种电磁屏蔽膜和线路板。本发明提供的电磁屏蔽膜，包括叠层设置的绝缘层和屏蔽层，所述绝缘层表面电阻大于102Ω，所述绝缘层至少包含第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的厚度之比为0.5‑10:20。本发明经过大量试验研究发现，电磁屏蔽膜的绝缘层表面电阻大于102Ω时，结合对第一绝缘层和第二绝缘层的厚度比例的限定，能提升屏蔽膜的屏蔽性能，具有优异的接地性能，可满足高频需求。当使用本发明屏蔽膜进行FPC板封锁，能有效解决FPC板侧面漏波不良问题。

Description

一种电磁屏蔽膜和线路板
技术领域
本发明属于电磁屏蔽功能材料技术领域，具体涉及一种电磁屏蔽膜和线路板。
背景技术
随着技术的发展，电子设备的小型化及轻量化成为发展趋势，且由于电子设备具有小型化及轻量化的结构特征，强力地驱动了电子产品的高集成度发展。线路板为一种电子设备的基础部件，广泛的应用于手机、显示器、电脑等领域。其中，衡量线路板的一个重要功能指标就是线路板对电磁干扰的屏蔽效果，因而电磁屏蔽膜已然成为了线路板的重要原材料，其对电磁干扰的屏蔽效果直接关系到电子设备能否正常工作及用户的使用体验。
目前，常用的电磁屏蔽膜通过屏蔽层与线路板的地层电连接，进而将干扰电荷导入线路板的地层，从而实现屏蔽。现有技术中，电磁屏蔽膜存在以下问题：(1)电磁屏蔽膜绝缘层的绝缘性能不佳，导致屏蔽性能下降；(2)电磁屏蔽膜的屏蔽层采用金属屏蔽层，或者采用导电层，金属屏蔽层在电路板后续复杂的高温高压的操作流程中容易起泡分层；(3)随着厚铜线路与线路板表面的厚度断差越来越大，形成高台阶，经压合制程在线路板上贴合电磁屏蔽膜时，金属层容易在线路板表面台阶处裂纹，从而降低屏蔽效果。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电磁屏蔽膜绝缘性能不佳、屏蔽效果差，屏蔽层容易气泡分层，屏蔽层容易在线路板台阶处产生裂纹等缺陷，从而提供一种电磁屏蔽膜和线路板。
为此，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种电磁屏蔽膜，包括叠层设置的绝缘层和屏蔽层，所述绝缘层表面电阻大于102Ω，所述绝缘层至少包含第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的厚度之比为0.5-10:20。
具体地，所述厚度之比可以是0.8-10:20、1-10:20、2-10:20、3-10:20、4-10:20、5-10:20、6-10:20、7-10:20、8-10:20、9-10:20、10:20。
本发明经过大量试验研究发现，电磁屏蔽膜的绝缘层表面电阻大于102Ω时，结合对第一绝缘层和第二绝缘层的厚度之比为0.5-10:20的限定，能提升屏蔽膜的屏蔽性能，具有优异的接地性能，可满足高频需求。当使用本发明屏蔽膜进行柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit简称FPC)板封锁，能有效解决FPC板侧面漏波不良问题。
作为上述方案的优选实施方案，所述第一绝缘层的克重为5～40g/m2，第二绝缘层的克重为2～20g/m2；所述第一绝缘层的弹性模量为100～5000MPa，第二绝缘层的弹性模量为50～4000MPa。
本发明研究发现，当电磁屏蔽膜的第一绝缘层的克重为5～40g/m2，第二绝缘层的克重为2～20g/m2；所述第一绝缘层的弹性模量为100～5000MPa，第二绝缘层的弹性模量为50～4000MPa时，可使电磁屏蔽膜的抗张强度达到0.5～5kgf/mm2，以及弹性模量达到300～3500MPa。
具体地，所述第一绝缘层的克重可以是5g/m2、10g/m2、15g/m2、20g/m2、25g/m2、30g/m2、40g/m2。具体地，所述第一绝缘层的弹性模量可以是100MPa、200MPa、500MPa、800MPa、1000MPa、1500MPa、2000MPa、2500MPa、3000MPa、3500MPa、4000MPa、4500MPa、5000MPa。
具体地，所述第二绝缘层的克重可以是2g/m2、5g/m2、10g/m2、12g/m2、15g/m2、20g/m2。具体地，所述第二绝缘层的弹性模量可以是50MPa、100MPa、200MPa、500MPa、800MPa、1000MPa、1500MPa、2000MPa、2500MPa、3000MPa、3500MPa、4000MPa。
作为上述方案的优选实施方案，所述绝缘层的厚度为2～30μm。具体地，所述绝缘层的厚度可以是2μm、5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm、30μm。
经研究发现当绝缘层的厚度为2～30μm时，满足上述绝缘层要求的达到的范围，实现本发明的最终目的。同时，为了适用于小型化，轻量化，组装高密度化的电子产品，将所述绝缘层的厚度设置为2～30μm。
优选地，所述绝缘层的厚度设置为5～20μm，更优选地，所述绝缘层的厚度设置为7～12μm。
作为上述方案的优选实施方案，所述第一绝缘层的厚度为0.5～7μm。具体地，所述第一绝缘层的厚度可以是0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm。
作为上述方案的优选实施方案，所述第一绝缘层的材质选自聚酰亚胺、聚氨酯、异氰酸酯、环氧树脂中的至少一种。
作为上述方案的优选实施方案，所述第二绝缘层的材质为以下中的一种或多种：油墨类、聚丙烯类、交联聚乙烯类、聚酯类、聚苯并咪唑类、酚醛树脂类、氨基树脂类、醇酸树脂类、丙烯酸酯树脂类、酰胺树脂类、合成橡胶类或改性橡胶类中的一种或多种。
作为上述方案的优选实施方案，所述电磁屏蔽膜的抗张强度为0.5～5kgf/mm2。具体地，所述抗张强度可以是0.5kgf/mm2、0.8kgf/mm2、1kgf/mm2、1.5kgf/mm2、2kgf/mm2、2.5kgf/mm2、3kgf/mm2、3.5kgf/mm2、4kgf/mm2、4.5kgf/mm2、5kgf/mm2。
作为上述方案的优选实施方案，所述电磁屏蔽膜的弹性模量为300～3500MPa。具体地，所述弹性模量可以是300MPa、400MPa、500MPa、700MPa、800MPa、900MPa、1000MPa、1300MPa、1500MPa、2000MPa、2200MPa、2500MPa、2800MPa、3000MPa、3300MPa、3500MPa。
本发明研究发现，当电磁屏蔽膜的抗拉强度为0.5～5kgf/mm2，弹性模量为300～3500MPa时，电磁屏蔽膜具有软硬适中的机械性能，在电路板后续制作复杂的高温高压的操作流程中，屏蔽层不易发生裂纹。若弹性模量过低，在高温高压下会导致屏蔽膜涨缩较大，容易分层起泡；若弹性模量过高，在屏蔽膜与线路板高台阶压合时，不容易弯曲，不能服帖地覆盖住台阶外表轮廓，产生空隙，增大屏蔽膜接地电阻，从而降低屏蔽效果。
作为上述方案的优选实施方案，所述电磁屏蔽膜的厚度为3μm-30μm。
本发明电磁屏蔽膜的厚度设置为3μm-30μm，更适用于小型化，轻量化，组装高密度化的电子产品，贴合与线路板时不占用其多余的空间。
优选地，所述电磁屏蔽膜的厚度设置为5～25μm更轻薄，更适用于组装高密度化的电子产品，减少空间。
作为上述方案的优选实施方案，所述屏蔽层的厚度为0.05μm-5μm。
所述屏蔽层起到电磁屏蔽的作用，当电磁屏蔽膜与线路板压合后，屏蔽层与线路板的地层电连接，进而能够有效地将干扰电荷导入到线路板的地层。
作为上述方案的优选实施方案，所述屏蔽层包括金属屏蔽层、碳纳米管屏蔽层、铁氧体屏蔽层和石墨烯屏蔽层中的一种或多种。
作为上述方案的优选实施方案，所述屏蔽层为金属屏蔽层。所述金属选自以下金属中的任一种或任意两种或两种以上的任意组合：铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、锡、钯、铜、银、金。
作为上述方案的优选实施方案，所述电磁屏蔽膜还包括胶膜层，所述胶膜层设于屏蔽层远离绝缘层的一侧，所述胶膜层中含有如下情况中的任一种：
(a)含有导电粒子；
(b)不含有导电粒子。
作为上述方案的优选实施方案，当所述导电胶为所述(a)情况时，屏蔽层远离绝缘层的一侧为平整表面或非平整表面，通过导电粒子或/和屏蔽层的非平整表面将干扰电荷导入到线路板的地层。当所述导电胶为所述(b)情况时，屏蔽层远离绝缘层的一侧为非平整表面时，通过屏蔽层的非平整表面将干扰电荷导入到线路板的地层。
本发明胶膜层起到将电磁屏蔽膜与线路板粘合的作用，通过压合将屏蔽膜牢固的粘合在线路板上，使其不容易脱落，当胶膜层含有导电粒子时，还起到引导干扰电荷流入线路板地层，实现电流接地的作用。
作为上述方案的优选实施方案，所述胶膜层的厚度为1μm-20μm。
本发明还提供了一种线路板，所述线路板包括线路板本体以及所述的电磁屏蔽膜，所述电磁屏蔽膜通过所述胶膜层与所述线路板本体相压合。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的电磁屏蔽膜，包括叠层设置的绝缘层和屏蔽层，所述绝缘层表面电阻大于102Ω，所述绝缘层至少包含第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的厚度之比为0.5-10:20。本发明经过大量试验研究发现，电磁屏蔽膜的绝缘层表面电阻大于102Ω时，结合对第一绝缘层和第二绝缘层的厚度比例的限定，能提升屏蔽膜的屏蔽性能，具有优异的接地性能，可满足高频需求。当使用本发明屏蔽膜进行FPC板封锁，能有效解决FPC板侧面漏波不良问题。
本发明提供的电磁屏蔽膜，经研究将本发明电磁屏蔽膜的抗拉强度限定为0.5～5kgf/mm2，弹性模量限定为300～3500MPa，使电磁屏蔽膜具有软硬适中的机械性能，在电路板后续复杂的高温高压的操作流程中，屏蔽膜不会涨缩过大导致分层起泡，由于其良好的机械性能沿着高台阶(例如：50μm、70μm、115μm)的外表轮廓服帖地覆盖包裹住高台阶，避免裂纹产生，消除台阶与屏蔽膜之间的空隙，降低屏蔽膜的接地电阻，提高屏蔽效能。因此，本发明通过设置屏蔽膜特定的参数，确保屏蔽具有更优异的屏蔽效果。
本发明提供的电磁屏蔽膜，通过对厚度的限定，更适用于小型化，轻量化，组装高密度化的电子产品，贴合与线路板时不占用。
本发明提供的电磁屏蔽膜，还包括胶膜层，起到将电磁屏蔽膜与线路板粘合的作用，通过压合将屏蔽膜牢固的粘合在线路板上，使其不容易脱落；当胶膜层含有导电粒子时，还起到引导干扰电荷流入线路板地层，实现电流接地的作用，进一步提升屏蔽性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的电磁屏蔽膜的结构示意图；
图2是本发明实施例4提供的电磁屏蔽膜的结构示意图；
附图标记：
1、第一绝缘层；2、第二绝缘层；3、屏蔽层；4、胶膜层。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供一种电磁屏蔽膜，如图1所示，包括层叠设置的第一绝缘层1、第二绝缘层2、和屏蔽层3，其中：
第一绝缘层1的材质为聚酰亚胺；
第二绝缘层2的材质为油墨；
屏蔽层3为石墨烯屏蔽层，屏蔽层远离绝缘层的一侧为非平整表面，通过该非平整表面可以将干扰电荷导入到线路板的地层。
实施例2
本实施例提供一种电磁屏蔽膜，如图1所示，包括层叠设置的第一绝缘层1、第二绝缘层2、和屏蔽层3，其中：
第一绝缘层1的材质为聚酰亚胺；
第二绝缘层2的材质为聚氨酯树脂；
屏蔽层3为铜屏蔽层，屏蔽层远离绝缘层的一侧为非平整表面，通过该非平整表面可以将干扰电荷导入到线路板的地层。
实施例3
本实施例提供一种电磁屏蔽膜，如图2所示，包括层叠设置的第一绝缘层1、第二绝缘层2、屏蔽层3和胶膜层4，其中：
第一绝缘层1的材质为聚酰亚胺；
第二绝缘层2的材质为环氧树脂；
屏蔽层3为铜屏蔽层，屏蔽层远离绝缘层的一侧为平整表面；
胶膜层4中含有导电粒子，通过导电粒子与屏蔽层接触，可以将干扰电荷导入到线路板的地层；胶膜层厚度为5μm。
实施例4
本实施例提供一种电磁屏蔽膜，如图2所示，包括层叠设置的第一绝缘层1、第二绝缘层2、屏蔽层3和胶膜层4，其中：
第一绝缘层1的材质为聚酰亚胺；
第二绝缘层2的材质为丙烯酸酯树脂；
屏蔽层3为铁屏蔽层，屏蔽层远离绝缘层的一侧为非平整表面；通过该非平整表面可以将干扰电荷导入到线路板的地层；
胶膜层4中不含有导电粒子，胶膜层厚度为5μm。
对比例1
本对比例提供一种电磁屏蔽膜，采用与实施例1相同的材料，其余参数见表1。
对比例2
本对比例提供一种电磁屏蔽膜，采用与实施例2相同的材料，其余参数见表1。
实施例1～4和对比例1～2中电磁屏蔽膜的各个参数如下表1：
表1：实施例1～4和对比例1～2中电磁屏蔽膜的各种参数
测试例
根据GB/T 228-2010金属室温拉伸试验方法测试实施例和对比例中的电磁屏蔽膜的抗张强度，弹性模量根据国家标准GB/T 22315-2008规定的测试方法获得。根据GB/T30142-2013《平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法》测试其屏蔽效能。在测试弹性模量和抗张强度时，本发明在测试过程中将测试单层样品通过热压的方式获得双层结构的样品，再测试其弹性模量、抗张强度；屏蔽效能和接地电阻采用单层样品，通过热压方式将样品压合在线路板后进行测试。将样品裁成180×13.0mm的长样条，测试有效长度为60.0mm，拉伸速度为50.8mm/min。
接地电阻测试：取宽为1cm的电磁屏蔽膜，将电磁屏蔽膜压合在贴有覆盖膜的挠性覆铜板上，该覆盖膜具有开窗(PAD直径为0.4mm，PAD间距1.5mm)，电磁屏蔽膜贴合于覆盖膜表面，且沿开窗与挠性覆铜板的铜层相接触。接着依次经过以下处理：(1)压合：185℃，时间3mim，压力120kg/cm2；(2)固化：160℃，时间1.5h；(3)288℃下漂锡3次，每次10s。通过开窗，使用仪器测量挠性覆铜板电阻。
耐台阶测试：取宽为1cm的电磁屏蔽膜，将电磁屏蔽膜压合在贴有覆盖膜的挠性覆铜板上，该覆盖膜具有开窗(直径为2mm)，电磁屏蔽膜贴合于覆盖膜表面，且沿开窗与挠性覆铜板的铜层相接触。接着依次经过以下处理：(1)压合：185℃，时间3mim，压力120kg/cm2；(2)固化：160℃，时间1.5h；(3)288℃下漂锡3次，每次10s。通过改变开窗的深度，如50微米、70微米、100微米、150微米、200微米等，观察试样在不同深度开窗下的电阻，当电阻值小于1欧时，说明该电磁屏蔽膜可耐该高度的台阶，同时观察压后电磁屏蔽膜在台阶处的外观是否出现断裂，若是，则表示NG(不及格)，若否，则表示OK(及格)。
将所述屏蔽膜制备成FPC后，在焊锡液浸泡340℃，30秒后观察是否分层起泡。
具体测试结果见下表：
表2：实施例1～4和对比例1～2中电磁屏蔽膜的测试结果
由上表可知，与实施例相比，对比例1、2的屏蔽效能均低于实施例1～4，接地电阻值均大于实施例1～4。这表明对比例1、2的屏蔽膜可能出现不同程度的裂纹导致其屏蔽效能降低，从而导致其接地电阻值增大。同时，在分层起泡测试中，实施例的屏蔽膜未发生分层起泡现象。
需要说明的是，抗张强度是物体断裂前能抵抗的最大张应力；弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，在一定应力作用下，弹性模量越高，弹性变形相对越小，则刚度越大，而弹性模量越低，弹性变形相对越大，刚度越小。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种电磁屏蔽膜，其特征在于，包括叠层设置的绝缘层和屏蔽层，所述绝缘层表面电阻为大于102Ω，所述绝缘层至少包含第一绝缘层和第二绝缘层，所述第二绝缘层设置在屏蔽层和第一绝缘层之间，所述第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的厚度之比为0.5-10:20；
所述第一绝缘层的克重为2~40g/m2，第二绝缘层的克重为2~20g/m2。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述第一绝缘层的弹性模量为100~5000MPa，第二绝缘层的弹性模量为50~4000MPa。
3.根据权利要求1至2任一项所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述绝缘层的总厚度为2~30μm；
和/或，所述第一绝缘层的厚度为0.5~7μm。
4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述所述第一绝缘层的材质选自聚酰亚胺、聚氨酯、异氰酸酯、环氧树脂中的至少一种；
和/或，所述第二绝缘层的材质为油墨类、聚丙烯类、交联聚乙烯类、聚酯类、聚苯并咪唑类、酚醛树脂类、氨基树脂类、醇酸树脂类、丙烯酸酯树脂类、酰胺树脂类、合成橡胶类或改性橡胶类中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述电磁屏蔽膜的抗张强度为0.5~5kgf/mm2。
6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述电磁屏蔽膜的弹性模量为300~3500MPa。
7.根据权利要求6所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述电磁屏蔽膜的厚度为3μm-30μm；
和/或，所述屏蔽层的厚度为0.05μm-5μm。
8.根据权利要求7所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，还包括胶膜层，所述胶膜层设于屏蔽层远离绝缘层的一侧，所述胶膜层中含有如下情况中的任一种：
（a）含有导电粒子；
（b）不含有导电粒子。
9.根据权利要求8所述的电磁屏蔽膜，其特征在于，所述胶膜层的厚度为1μm-20μm；
和/或，当所述胶膜层为所述（a）情况时，屏蔽层远离绝缘层的一侧为平整表面或非平整表面；
当所述胶膜层为所述（b）情况时，屏蔽层远离绝缘层的一侧为非平整表面。
10.一种线路板，其特征在于，所述线路板包括线路板本体以及如权利要求1-9任一项所述的电磁屏蔽膜。
11.根据权利要求10所述的线路板，其特征在于，所述电磁屏蔽膜通过胶膜层与所述线路板本体相压合。
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