CN1535110A - 防电磁干扰遮蔽罩的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，是采用磁控溅镀工艺在基板上沉积导电膜层，主要包括以下步骤：制备磁控溅镀靶模块及待溅镀基板，并将其安装在溅镀室内，其中该磁控溅镀靶模块包括至少一个由被溅镀材料制成的靶板；将溅镀室抽真空至一定真空度；向溅镀室以一定流速导入工作气体至溅镀室内达一定气压；通过一电源给上述磁控溅镀靶模块供给电压而激发溅镀过程，使靶板的组成微粒从靶板表面被溅射出来并沉积在基板表面形成导电膜层；当基板上所沉积的导电膜层达所需厚度时停止溅镀过程，取出被溅镀基板从而获得防电磁干扰遮蔽罩。由本方法制造的防电磁干扰遮蔽罩表面导电镀层均匀且与基体间附着牢固。

Description

防电磁干扰遮蔽罩的制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种用于电子设备的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法。

【背景技术】

一般电子设备都能产生电磁射线，因为电磁射线穿透电子设备易于导致电子设备内部发生电磁干扰故障，并且电子设备向外界环境释放电磁射线会对环境造成危害，所以有必要在电子设备的零部件上设计一些防电磁干扰的遮蔽罩。目前防电磁干扰遮蔽罩主要采用金属壳体、金属填充塑料壳体、金属衬壳及覆盖有导电涂层的塑料壳体制成。因塑料材料具有良好的设计灵活性、可制造性及低成本等特点，所以覆盖有导电涂层的塑料壳体在防电磁干扰领域已得到广泛应用，另外为提高防电磁干扰特性，也可在金属壳体、金属填充塑料壳体或金属衬壳上覆盖导电涂层。在壳体上覆盖导电涂层而用于防电磁干扰的方法主要是采用化学镀、真空喷镀或电镀。如美国专利第6,305,067号，在一Be-Cu基板上电镀金属层而形成一防电磁干扰遮蔽罩。但这些方法都无法在待涂覆基体上形成均匀导电覆层，如果待涂覆基体形状复杂或表面有凹槽，此问题更加严重。另外前述各方法形成的覆层与基体间附着力不足，使覆层与基体容易剥离，从而影响防电磁干扰的效果。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种成膜速率高、膜层均匀且膜层与基体间附着牢固的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法。

为实现上述目的，本发明提供一种防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，该方法是采用磁控溅镀工艺在基板上沉积导电膜层，主要包括以下步骤：制备磁控溅镀靶模块及待溅镀基板，并将其安装于溅镀室内，其中该磁控溅镀靶模块包括至少一个由被溅镀材料制成的靶板；将溅镀室抽真空至一定真空度；向溅镀室以一定流速导入工作气体至溅镀室内达一定气压；通过一电源给上述磁控溅镀靶模块供给电压从而激发溅镀过程，所述靶板的组成微粒从靶板表面溅射出来并沉积在基板表面形成导电膜层；当基板上所沉积的导电膜层达到所需厚度时停止溅镀过程，取出被溅镀基板从而获得防电磁干扰遮蔽罩。

相较于现有的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，本发明是采用磁控溅镀工艺在基板上形成导电膜层，所以溅射速率高、导电膜层与基体间结合牢固，且膜层均匀，即使基板形状复杂或表面具有凹槽，都可以形成均匀导电膜层，从而可有效提高所制得的防电磁干扰遮蔽罩的防电磁干扰性能。

【附图说明】

图1是本发明制造防电磁干扰遮蔽罩所用装置的示意图。

【具体实施方式】

本发明是采用磁控溅镀方法在基板上溅镀金属镀层而制造一防电磁干扰遮蔽罩，该方法主要包括以下步骤：

(1)磁控溅镀靶模块和待溅镀基板，并将其安装于溅镀室内；

(2)将溅镀室抽真空至真空度为10^-4～10^-8帕；

(3)向溅镀室以一定流速导入工作气体至气压达10^-3～1.0帕；

(4)通过一电源给上述磁控溅镀靶模块供给电压，电压为200～1000伏，靶板表面的功率密度为10～80瓦/厘米²，从而激发溅镀过程；以及

(5)基板上所沉积的膜层达到所需厚度时停止溅镀过程，取出被溅镀基板从而获得防电磁干扰遮蔽罩。

本实施例中，是通过在塑料基板上依次溅镀Ni、Cu及不锈钢镀层为例具体阐述本发明制造防电磁干扰遮蔽罩的方法。

上述第一步骤中，该塑料基板的材质可为选自聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚合物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，ABS)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、液晶聚合物、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)、聚砜(polysulfone)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、乙二醇改性聚酯(glycol-modified polyester)、聚丙烯(polypropylene，PP)等聚合物中一种或数种构成的混合物。将所选定的聚合物材料经注射、挤出或拉伸等现有方法制成所需形状及结构的防电磁干扰遮蔽罩的基板3(请参照图1)，并根据需要对基板3进行清洗、除静电或涂底漆等预处理。利用现有方法分别制备一方形镍(Ni)靶板10、铜(Cu)靶板10′及不锈钢靶板10″。

请再次参照图1，本实施例是采用平面磁控溅射设备进行镀膜，该溅镀设备包括一溅镀室100，该溅镀室100设有进气口5及真空系统6。将上述所制备之靶板10、10′、10″分别固持在电极板12、12′、12″上，这些电极板12、12′、12″分别与磁体14、14′、14″相连，从而构成磁控溅镀靶模块1、1′、1″。靶板10、10′、10″表面各设有一屏蔽罩(图未示)，电极板12、12′、12″一般为Cu板，该Cu板同时充当冷却靶板10、10′、10″的冷却块使用，其内设有冷却剂通路。将这些磁控溅镀靶模块1、1′、1″以一定间距安装在溅镀室100内，使电极板12、12′、12″通过电源开关16、16′、16″与电源2电连接。将基板3安装在溅镀室100内一支撑4上，并且使基板3与靶板10、10′、10″保持一定距离，该支撑4可在溅镀室内一滑轨(未图标)上滑动并固持在靶板10、10′、10″分别对应的位置。本实施例中磁体14、14′、14″为永久磁铁，电源2为一直流电源，还可为其它适用的电源。

基板3为塑料材质时，为控制其温度，可将其与一冷却块如铜板(未图标)相接触，冷却块内通入冷却剂并使之循环冷却，从而控制溅镀过程中基板3的温度不超过90℃。

当磁控溅镀靶模块1、1′、1″及基板3安装于溅镀室100内后，利用真空系统6将溅镀室100内抽真空至真空度为10～10^-2帕，给基板3施加1～5千伏的负高压(未图标)进行离子轰击溅射清洗基板3表面，清洗时间为5～30分钟。清洗时也可预先向溅镀室100导入氩气、氧气或其它气体。清洗基板3时，使用屏蔽罩遮盖靶板10、10′、10″以免被污染。

离子轰击清洗结束后，利用真空系统6将溅镀室100内抽真空至真空度为10^-4～10^-8帕，然后，通过进气口5以2～40SCCM(Standard Cubic Centimeterper Minute，标准立方厘米/分钟)的流速向溅镀室100内导入工作气体如氩气，至溅镀室100内气压达10^-3～1.0帕。

将基板3固持于靶板10下方，移除靶板10的屏蔽罩，而靶板10′、10″仍被屏蔽罩遮盖。冷却剂如水从却剂入口13流入电极板12的冷却剂通道并从冷却剂出口15流出以循环冷却靶板10，同时对基板3通冷却剂进行循环冷却，接通电源开关16，而使电源开关16′、16″仍保持断开，这样电源2只给磁控溅镀靶模块1的电极板12供给电压，其电压优选为250～1000伏，保持靶板10表面的功率密度为20～70瓦/厘米²，从而使氩气产生放电形成正离子并入射靶板10表面，使靶板10的原子溅射出来并沉积在基板3表面形成Ni镀层，溅镀过程中基板3的温度不超过90℃，当Ni镀层厚度达50～120埃(angstrom)时，切断电源开关16，并用屏蔽罩遮盖靶板10而停止镀Ni。然后，将基板3移动并固持在靶板10′下方，移除靶板10′的屏蔽罩，调节溅镀室100内气压为10^-3～1.0帕，可适当补充氩气，冷却剂从冷却剂入口13′流入电极板12′的冷却剂通道并从冷却剂出口15′流出，以循环冷却靶板10′，同时对基板3仍通冷却剂进行循环冷却，然后，接通电源开关16′，使靶板10′的电压为200～900伏，靶板10′表面的功率密度为20～60瓦/厘米²，基板3的温度不超过90℃条件下在基板3的Ni镀层上进行溅镀Cu，至Cu镀层厚度达4000～6000埃时，切断电源开关16′，并用屏蔽罩遮盖靶板10′而停止镀Cu。然后，将基板3移动并固持在靶板10″下方，移除靶板10″之屏蔽罩，冷却剂从冷却剂入口13″流入电极板12″的冷却剂通道并从冷却剂出口15″流出，以循环冷却靶板10″，同时仍对基板3通冷却剂进行循环冷却，之后，接通电源开关16″，在与镀Cu相同的溅镀工艺下在基板3的Cu镀层表面镀不锈钢，至不锈钢镀层厚度达200～1000埃时，切断电源开关16″。当溅镀室100内温度降至60℃以下时，排除溅镀室100内残余气体并使溅镀室100内气压与大气压平衡，最后取出被溅镀导电膜层的基板3而获得所需防电磁干扰遮蔽罩。

上述Ni镀层的作用除防电磁干扰外，同时还用作改善Cu镀层与基体间附着性较差的粘附层。因为Ni、Cu镀层具有不稳定性，所以在其外表面镀有不锈钢镀层兼作防电磁干扰的导电镀层及防腐层。

另一实施例中，基板3为金属材质，通过冲压成型或其它现有方法制成所需形状及结构，利用前述磁控溅镀工艺在基板3上溅镀导电镀层，以制成防电磁干扰遮蔽罩，与前述工艺不同之处在于磁控溅镀过程中基板3无需冷却，是由于金属的耐热性强的缘故。

为提高所制得的防电磁干扰遮蔽罩的防电磁干扰性能，可交替进行多次溅镀Ni、Cu镀层，并在镀层外层溅镀不锈钢镀层，从而在基板3表面形成多层导电结构。

另外也可仅使用靶板10、10′、10″中的一个靶板在基板3表面溅镀厚度为1000埃以上的导电镀层，或者选用其中两个靶板在基板3表面溅镀两层或交替溅镀多层导电镀层。

前述靶板10、10′、10″也可以为其它金属靶、合金靶或其它导电材料制成的靶，如银靶。当所用靶板材料电阻率较高时，采用相对较高的电压及功率密度，其磁控溅镀工艺与镍靶相似，而当所用靶板材料电阻率较低时，其磁控溅镀工艺与铜靶相似，而采用相对较低的电压及功率密度。若溅镀膜层需要进行化学反应时，在导入工作气体的同时导入反应性气体如氧气。

前述靶板10、10′、10″也可制成一复合靶形式安装在同一磁控溅镀靶模块中，各靶板以方块镶嵌、圆块镶嵌或扇形拼合的方式以一定间隔进行组装，在溅镀不同导电镀层时，将基板3旋转一定角度使其位于相应靶板下方。

前述磁控溅镀设备还可采用圆柱靶磁控溅射设备、S-枪磁控溅射设备或对向磁控溅射设备。

前述磁体14、14′、14″还可采用电磁线圈，用以产生磁场。

可以理解，前述基板3还可由金属纤维增强塑料制成。用其制造防电磁干扰遮蔽罩的工艺与基板3为塑料材料时相同。或者基板3由陶瓷制成，由其制造防电磁干扰遮蔽罩的工艺与基板3为金属材料时相同。

为进行批量生产，前述磁控溅镀设备内可同时使用多组磁控溅镀靶模块1、1′、1″，并同时对多个基板3进行溅镀。

因使用磁控溅镀工艺，磁场作用使从靶板10、10′、10″发射出来的电子运动轨迹被加长而提高了电子与气体分子的碰撞机率，使气体的离子化率及入射至靶板10、10′、10″的离子流密度大幅度提高，从而获得高的溅射速率，并且使从靶板10、10′、10″溅射出来的原子具有更高的动能沉积在基板3表面，所以即使基板3形状复杂或表面具有凹槽，均可沉积均匀的金属膜，且溅射原子轰击基板3表面并一定深度嵌入，所以膜层与基板3表面的附着力强。

Claims (10)

1.一种防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：该方法是采用磁控溅镀工艺在基板上沉积导电膜层，主要包括以下步骤：

(1)制备磁控溅镀靶模块及待溅镀基板，并将其安装于溅镀室内，其中该磁控溅镀靶模块包括至少一个由被溅镀材料制成的靶板；

(2)将溅镀室抽真空至一定真空度；

(3)向溅镀室以一定流速导入工作气体至溅镀室内达一定气压；

(4)通过一电源给上述磁控溅镀靶模块供给电压从而激发溅镀过程，所述靶板的组成微粒从靶板表面被溅射出来并沉积在基板表面形成导电膜层；以及

(5)当基板上所沉积的导电膜层达所需厚度时停止溅镀过程，取出被溅镀基板从而获得防电磁干扰遮蔽罩。

2.如权利要求1所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述真空度为10^-4～10^-8帕。

3.如权利要求1所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：导入工作气体后溅镀室内气压为10^-3～1.0帕。

4.如权利要求1所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：给磁控溅镀靶模块供给的电压为200～1000伏，靶板表面的功率密度为10～80瓦/厘米²。

5.如权利要求1所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述待溅镀基板为塑料、金属、陶瓷或金属纤维增强塑料基板。

6.如权利要求5所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述基板为塑料或金属纤维增强塑料基板时，将基板与一冷却块相接触，冷却块内通入循环冷却剂，使溅镀过程中基板的温度不超过90℃。

7.如权利要求1所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述磁控溅镀靶模块还包括电极板和磁体，所述靶板固持在电极板上，电极板与磁体及所述电源相连接，电极板内设有冷却剂通道。

8.如权利要求1所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述导电膜层为单层或多层，为多层时，使用多个靶板进行交替溅镀，所述多个靶板分别安装在多个磁控溅镀靶模块中，且各磁控溅镀靶模块以一定间距安装在溅镀室内，移动基板至不同靶板对应的位置进行不同膜层的溅镀。

9.如权利要求8所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述导电膜层包括一镍膜层和铜膜层，所选用靶板对应为镍靶及铜靶，溅镀镍膜层时，电极板的电压为250～1000伏，靶板表面的功率密度为20～70瓦/厘米²，溅镀铜膜层时，电极板的电压为250～1000伏，靶板表面的功率密度为20～70瓦/厘米²，溅镀铜膜层时，电极板的电压为250～1000伏，靶板表面的功率密度为20～70瓦/厘米²，所述镍膜层厚度为150～120埃，铜膜层厚度为4000～6000埃。

10.如权利要求8所述的防电磁干扰遮蔽罩的制造方法，其特征在于：所述导电膜层包括一不锈钢膜层，所用靶板为不锈钢靶，溅镀不锈钢膜层时，电极板之电压为250～1000伏，靶板表面的功率密度为20～70瓦/厘米²，所述不锈钢膜层厚度为200～1000埃。

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