CN1553767A - 一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法。该方法采用射频离子镀技术在塑料手机壳内表面形成金属或合金膜层，该金属化膜层具有高的界面附着力、低的电阻率及良好的在高温高湿环境下的抗氧化能力。同时，该种方法可以极大地改善塑料壳内表面复杂区域(特别是深孔)的着膜问题。本发明可广泛用于手机等通讯设备、微机及测量仪器等塑料件内表面电磁屏蔽膜层的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁屏蔽膜层的制备方法，特别是涉及一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法。
背景技术
手机壳内表面电磁屏蔽膜层制备的实质就是在塑料手机壳内表面形成一层具有一定厚度、且与塑料基体具有一定结合力的金属层或合金层作为导电层。根据不同的用途及不同的金属化方法，金属层的厚度从几百埃到几十微米。所形成的金属层的成份、结构和性能与塑料基体完全不同，属于变成份变结构膜层。
目前塑料表面金属化主要有以下几种方法：
1、电镀；
2、导电涂装；
3、化学镀；
4、真空镀膜。
其中电镀的方法要求塑料是导电的或者塑料经过表面处理而导电，其应用范围受到很大的限制，塑料表面经过处理而导电势必增加加工工序的复杂性及生产成本，电镀所造成的环境污染也是一个不容忽视的问题，生产者的安全防护及污染物的处理又增加了生产成本。
导电涂装方法在塑料表面形成的导电涂层由于其电阻率较高，当电磁波频率高于500MHz时，其电磁屏蔽效果很差。
塑料表面金属化实际上是根据实际需要在塑料表面指定区域进行金属化，采用化学镀的金属化方法在指定区域进行金属化是一个非常复杂的过程，其高昂的生产成本使之大批量生产的可行性很差。
传统的采用真空镀膜进行塑料表面金属化是采用蒸镀，所形成的金属膜层与塑料基体之间的附着力较差，膜层的致密度较低，金属膜层较薄时则电阻率较大，屏蔽效果差，膜层较厚时由于膜层晶粒柱状生长明显，且晶粒粗大，使膜层本身的综合物理性能下降。
因此，上述传统的塑料表面金属化方法，由于受到本身的局限性的限制，不能完全满足实际的需要。
由此可见，上述现有的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，能够改进一般现有的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法存在的缺陷，而提供一种新的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，所要解决的技术问题是使手机壳在镀前不需要经过化学清洗，或经过化学方法去除表面的油污或赃物，也不需要镀前在待镀的表面喷涂涂层。
本发明的另一目的在于，提供一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，所要解决的技术问题是使手机壳内表面的电磁屏蔽层在附着力、电阻率、高温高湿、抗氧化能力方面有显著提高，同时改善“深孔”的着膜状况，从而确保电磁屏蔽效果。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其包括如下一些步骤：即首先真空准备，使真空度达到10-2Pa～10-3Pa条件下，然后在真空室内通入惰性气体，使其真空度达到10-1Pa～10-2Pa；其次通过真空室内安装的射频电极以13.56MHz的频率激发形成的低温辉光放电等离子体对手机壳内表面进行原位溅射清洗；然后开启蒸发源将镀料进行蒸发，蒸发出的镀料原子在等离子体中被激发离化，使其沉积到手机壳内表面，形成电磁屏蔽膜层。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其中所述的手机壳的材质可以是用于手机壳制造的塑料，如ABS、PC-ABS和PC。
前述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其中所述的电磁屏蔽膜层是单层金属膜层、多层金属膜层和/或合金膜层。
前述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其中所述的电磁屏蔽膜层为Al、Cu、Ni、Cr、Ti、Sn和/或其合金。
前述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其中所述的电磁屏蔽膜层的厚度为0.5微米～5微米。
前述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其中所述的镀料采用电阻加热、电子束加热或高频感应加热方式将其蒸发。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种在塑料手机壳内表面制备电磁屏蔽层的技术，电磁屏蔽层可根据不同的目的及用途可选择单层金属Al、Cu、Ni、Sn或者合金等导电层；手机壳的原材料可以根据不同的目的及用途，可选择ABS、PC-ABS、PC等，而且根据不同的屏蔽效果，屏蔽膜层的厚度从0.5微米到5微米。
本发明提供了一种针对塑料手机壳电磁屏蔽膜层的制备技术，首先在真空室背底真空度为10-2Pa～10-3Pa条件下，在真空室内通入惰性气体例如氩，使真空度达到0-1Pa～10-2Pa，然后通过装在真空室内的射频电极(频率为13.56MHz)，激发形成低温辉光放电等离子体，再采用电阻加热、电子束加热或高频感应加热等方式将镀料蒸发，蒸发出的镀料原子在等离子体中被激发离化，最后沉积到待镀塑料表面。
本发明提供的一种针对塑料手机壳电磁屏蔽膜层的制备技术，具有如下一些特征：
(1)采用射频离子镀，射频频率为13.56MHz，在手机壳内表面沉积用于电磁屏蔽的金属膜层(含合金)，例如：Al、Cu、Ni、Sn等或合金。
(2)采用射频离子镀，在手机壳内表面沉积用于电磁屏蔽层的多层金属层，例如：Cu/Ni，Cu/Ni-Cr(合金)等。
(3)采用射频激发等离子体，在镀前对于手机壳内表面进行原位溅射清洗及待镀面的表面活化，然后采用离子镀的方式沉积金属膜层(单层或多层)，而无需对手机内表面在镀前进行化学清洗或喷涂一层涂层。
经由上述可知，本发明是关于一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，该方法采用射频离子镀技术在塑料手机壳内表面形成金属或合金膜层。该金属化膜层具有高的界面附着力、低的电阻率及良好的在高温高湿环境下的抗氧化能力。同时，该种方法可以改善塑料壳内表面复杂区域(特别是深孔)的着膜问题。可广泛用于手机等通讯设备、微机及测量仪器等塑料件内表面电磁屏蔽膜层的制备。
借由上述技术方案，本发明与传统的真空镀膜-蒸镀方法相比，待镀塑料件在镀前无需经过化学清洗，这是由于当前的技术中氩原子被电离形成氩离子，氩离子轰击待镀塑料表面，起到“溅射清洗”的作用。在传统的真空蒸镀方法中，待镀表面绝对清洁是必须的，同时待镀塑料件表面喷涂一层涂层，以获得良好的界面结合力。而在当前的发明中，由于镀前氩离子的原位溅射清洗以及由于氩离子对于塑料表面的轰击，待镀的表面原子被“活化”，在大多数情况下，无需在待镀塑料件表面喷涂一层涂层就可获得良好的界面结合力。
和传统技术相比，本发明所提供的技术方法来制备手机壳内表面的电磁屏蔽层不仅在附着力、电阻率、高温高湿、抗氧化能力方面显著优于其他传统的方法，而且手机壳内表面并非是一个平整的表面，其表面往往具有复杂的形状，特别是“深孔”，采用该发明可以极大地改善“深孔”的着膜状况，而确保电磁屏蔽效果。
综上所述，本发明提出的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，克服了以往塑料表面金属化技术本身存在的各种缺陷，通过该技术形成的电磁屏蔽层与手机基体具有良好的界面结合力(附着力)，低的电阻率，良好的高温高湿抗氧化能力，而且达到同样的电磁屏蔽效果，采用该方法形成的屏蔽膜层的厚度较其他传统方法要薄，特别是采用该技术可以进行稳定的大批量生产，同时生产过程无污染物产生，属于“环保型”技术。而且，本发明在同类技术中未见有类似的公开发表或使用，确属技术创新，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。
附图说明
图1是本发明用于对比试验的手机壳表面形貌。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，是本发明用于对比试验的手机壳表面形貌。
该手机壳表面区域A两点之间的电阻率要求小于40Ω；区域B两点之间的电阻率要求小于8Ω。
实施例1
采用注塑成型方法生产的手机壳，材质为ABS，成型后直接镀膜，无需对表面进行化学清洗，无需喷涂一层底涂层，当真空室本底真空度达到8×10-3Pa时，向真空室内充入高纯氩(纯度为99.999％)，使真空度达到1×10-2Pa，由射频电极激发真空室内气体形成辉光放电等离子体，溅射清洗2分钟后，开启蒸发源，蒸发镀料Al，直到Al膜的厚度达到3μm。表1是采用本发明提供的方法制备的手机壳内表面的电磁屏蔽膜层的性能测试结果。
表1 膜层性能的测试结果
| 测试项目 | 测试方法 | 测试结果 |
| 电阻率 | HIOKI3450mΩ电阻测量仪 | A区电阻率值为100mΩ(客户要求小于5Ω)B区电阻率值为600mΩ(客户要求小于40Ω) |
| 附着力 | 将膜层划出100个1mm×1mm的方格，采用NICHIBAN胶带，压实后垂直瞬间剥离 | 无脱落 |
| 耐高温高湿测试 | 采用高温高湿箱，温度60℃，相对湿度90％，放置48h | 无变色，附着力测试无脱落，电阻率测试前后无变化 |
实例2
采用注塑成形手机壳，材质为ABS，在镀前无化学清洗，无底涂层，对成形的手机壳直接进行真空镀膜，镀膜采用两种方式：(1)传统的蒸发镀膜；(2)采用本发明的技术进行镀膜；首先当真空室背底真空度达到8×10-3Pa时，开启蒸发源，蒸发Al，直到手机壳表面Al膜厚度达到3μm，这是传统的真空镀膜；其次当真空室底真空度达到8×10-3Pa时，充入高纯氩至3×10-2Pa，由射频电极激发真空室气体形成低温辉光放电等离子体，溅射清洗2分钟后，开启蒸发源，蒸发Al直到Al厚度达到3μm。表2是本发明的技术方案和传统技术方案制备手机壳内表面的电磁屏蔽膜层后的性能对比。
表2 两种方法形成的电磁屏蔽AI膜的性能测试结果
| 镀膜方式 | 测试项目 | 测试方法 | 测试结果 |
| 当前发明的技术 | 膜层电阻率 | HIOKI354mΩ电阻测量仪 | A：1.25Ω(客户要求小于40Ω)B：0.98Ω(客户要求小于8Ω) |
| 附着力 | 将膜层划100个1mm×1mm的方格，采用NICHIBAN胶带，压实后垂直瞬间剥离 | 无脱落 | |
| 高温高湿测试 | 采用高温高湿箱，温度60℃，相对湿度90％，放置48h | 无变色，附着力测试无脱落，电阻率测试前后无变化 | |
| 传统蒸镀 | 膜层电阻率 | HIOKI3540mΩ电阻测量仪 | A：20ΩB：5Ω |
| 附着力 | 将膜层划100个1mm×1mm的方格，采用NICHIBAN胶带，压实后垂直瞬间剥离 | 脱落 | |
| 高温高湿测试 | 采用高温高湿箱，温度60℃，相对湿度90％，放置48h | 变色，脱落 |
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1、一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于：
(A)真空准备，首先使其真空度为10-2Pa～10-3Pa条件下，然后在真空室内通入惰性气体，使其真空度达到10-1Pa～10-2Pa；
(B)通过安装在真空室内的射频电极以13.56MHz的频率激发形成的低温辉光放电等离子体对塑料手机壳内表面进行原位溅射清洗；
(C)开启蒸发源，蒸发镀料，蒸发出的镀料原子在等离子体中被激发离化，使其沉积到手机壳内表面，形成电磁屏蔽膜层。
2、根据权利要求1所述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于其中所述的手机壳的材质是塑料。
3、根据权利要求2所述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于其中所述的手机壳的材质是ABS、PC-ABS和PC。
4、根据权利要求1所述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于其中所述的电磁屏蔽膜层是单层金属膜层、多层金属膜层和/或合金膜层。
5、根据权利要求1或3所述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于其中所述的电磁屏蔽膜层为Al、Cu、Ni、Cr、Ti、Sn和/或其合金。
6、根据权利要求1所述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于其中所述的电磁屏蔽膜层的厚度为0.5微米～5微米。
7、根据权利要求1所述的一种塑料手机壳内表面电磁屏蔽膜层的制备方法，其特征在于其中所述的镀料采用电阻加热、电子束加热或高频感应加热方式将其蒸发。
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