TWI608789B - 電磁波遮蔽膜及具電磁波遮蔽功能的電路板 - Google Patents

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Description

電磁波遮蔽膜及具電磁波遮蔽功能的電路板
本發明係相關於一種電磁波遮蔽膜及具電磁波遮蔽功能的電路板，尤指一種可以增加產品穩定性及改善電磁波遮蔽效率的電磁波遮蔽膜及具電磁波遮蔽功能的電路板。
請參考第1圖。第1圖為習知電磁波遮蔽膜的示意圖。如第1圖所示，習知電磁波遮蔽膜100包含一保護膜110，一導電黏著層120，一絕緣層130，以及一離形膜140。導電黏著層120上形成有一金屬層122。在使用習知電磁波遮蔽膜100時，會先撕掉保護膜110，再將導電黏著層120貼附在電路板上，撕去離形膜140後進行熱壓。在習知電磁波遮蔽膜100中，金屬層122可以用來抑制訊號傳遞時電路板間的電磁波干擾。另外，為了降低習知電磁波遮蔽膜的成本，亦可以不在導電黏著層120上形成金屬層122，而在導電黏著層120中加入金屬粉末。但加入金屬粉末的電磁波遮蔽膜其電磁波遮蔽效果和耐曲折性較差。此時，金屬粉末的添加量或形狀會影響材料的特性。
在上述兩種習知電磁波遮蔽膜中，其導電黏著層120以及絕緣層130主要皆由聚氨酯樹脂所形成，但聚氨酯樹脂的缺點是耐熱性不夠(耐熱溫度約260℃)，當電路板進行焊接及後段高溫製程時，習知電磁波遮蔽膜無法承受較高溫度(銲接溫度>288℃)。雖然先前技術有開發聚氨酯混和環氧壓克 力材料來提高電磁波遮蔽膜的耐熱性，但由於環氧壓克力會和金屬離子反應，而有保存期限過短的問題。另外，習知導電黏著層120於常溫具有黏性，需貼覆一層保護膜110避免異物沾黏。因此習知電磁波遮蔽膜的結構較複雜，且會進一步降低電路板的組裝效率。
本發明之目的在於提供一種可以增加產品穩定性及改善電磁波遮蔽效率的電磁波遮蔽膜及具電磁波遮蔽功能的電路板，以解決先前技術的問題。
本發明電磁波遮蔽膜包含一絕緣層，以及一電磁波遮蔽層設置於該絕緣層之一側。該電磁波遮蔽層包含一高分子基質以及一電磁波遮蔽材料。該高分子基質具有環氧基的結構。該電磁波遮蔽材料具有複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒，分散於該高分子基質中。
在本發明一實施例中，該多刺狀電磁波遮蔽微粒具有複數個刺狀物，每一刺狀物的長度介於1微米和15微米之間，每一刺狀物的寬度介於0.1微米和5微米之間。
在本發明一實施例中，該複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒相互接觸以於該高分子基質中形成一三維電磁波遮蔽網絡結構。
在本發明一實施例中，該多刺狀電磁波遮蔽微粒包含一多刺狀金屬粒子，以及一抗氧化層包覆於該多刺狀金屬粒子表面。
在本發明一實施例中，該多刺狀金屬粒子是選自於銅、鎳、鐵、鉛、鋅所組成的群組，形成該抗氧化層的材料是選自於銀、鉻、鎳、石墨烯、 氧化銅、合金材料和阻氣性高分子材料所組成的群組。
在本發明一實施例中，該高分子基質是由具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠所混合形成。
在本發明一實施例中，該帶酸基的橡膠和該具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體的重量比介於0.1和0.5之間。
在本發明一實施例中，該電磁波遮蔽材料和該高分子基質的重量比是介於0.5和2之間。
在本發明一實施例中，該高分子基質的氯離子濃度是介於100ppm和2000ppm之間。
在本發明一實施例中，該高分子基質的氯離子濃度是低於500ppm。
在本發明一實施例中，該電磁波遮蔽膜另包含一離形膜連接於該絕緣層之另一側。
本發明具電磁波遮蔽功能的電路板包含一基板，一金屬線路，一覆蓋膜，以及一種電磁波遮蔽膜。該金屬線路形成於該基板上。該覆蓋膜覆蓋於該金屬線路及該基板上；以及該電磁波遮蔽膜覆蓋於該覆蓋膜上。該電磁波遮蔽膜包含一絕緣層以及一電磁波遮蔽層。該電磁波遮蔽層具有一第一表面設置於該絕緣層之一側，以及一第二表面連接於該覆蓋膜。該電磁波遮蔽層包含一高分子樹脂基質以及一電磁波遮蔽材料。該高分子樹脂基質由具有環氧基的高分子樹脂所形成；以及該電磁波遮蔽材料具有複數個多刺狀電 磁波遮蔽微粒，分散於該高分子樹脂基質中。
相較於先前技術，本發明電磁波遮蔽膜是由具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠所混合形成，改善了習知電磁波遮蔽膜耐熱性不足及保存期限過短的問題，且本發明電磁波遮蔽膜還使用多刺狀電磁波遮蔽微粒形成三維電磁波遮蔽網絡結構來增加電磁波遮蔽的效果。另外，本發明電磁波遮蔽膜於常溫不具黏性，不需要貼覆保護膜，進而簡化電磁波遮蔽膜的結構及增加電路板組裝效率。
100,200,440,440a‧‧‧電磁波遮蔽膜
110‧‧‧保護膜
120‧‧‧導電黏著層
210,450,450a‧‧‧電磁波遮蔽層
122‧‧‧金屬層
130,220‧‧‧絕緣層
140,230‧‧‧離形膜
212‧‧‧電磁波遮蔽材料
214‧‧‧高分子基質
216‧‧‧多刺狀電磁波遮蔽微粒
217‧‧‧多刺狀金屬粒子
218‧‧‧抗氧化層
219‧‧‧刺狀物
240‧‧‧三維電磁波遮蔽網絡結構
300‧‧‧環氧單體
310‧‧‧環氧基
320‧‧‧萘基
400,400a‧‧‧電路板
410‧‧‧基板
420,420a‧‧‧金屬線路
430,430a‧‧‧覆蓋膜
432a‧‧‧開口
452‧‧‧高分子樹脂基質
第1圖是習知電磁波遮蔽膜的示意圖。
第2圖是本發明電磁波遮蔽膜的示意圖。
第3圖是本發明多刺狀電磁波遮蔽微粒的示意圖。
第4圖是本發明多刺狀電磁波遮蔽微粒形成三維電磁波遮蔽網絡結構的示意圖。
第5圖是本發明高分子基質中具有萘基的環氧單體的結構示意圖。
第6圖是本發明具電磁波遮蔽功能的電路板的一實施例的示意圖。
第7圖是本發明具電磁波遮蔽功能的電路板的另一實施例的示意圖。
請參考第2圖。第2圖是本發明電磁波遮蔽膜的示意圖。如第2圖所示，本發明電磁波遮蔽膜200包含一絕緣層220以及一電磁波遮蔽層210。電磁波遮蔽層210設置於絕緣層220之一側。電磁波遮蔽膜200可另包含一離形膜230連接於絕緣層220之另一側。電磁波遮蔽層210包含一高分子基質214以及一電磁波遮蔽材料212。電磁波遮蔽材料212具有複數個多刺狀 電磁波遮蔽微粒216，均勻分散於高分子基質214中。
請參考第3圖。第3圖是本發明多刺狀電磁波遮蔽微粒的示意圖。如第3圖所示，本發明多刺狀電磁波遮蔽微粒216包含一多刺狀金屬粒子217以及一抗氧化層218。抗氧化層218包覆於多刺狀金屬粒子217表面。多刺狀電磁波遮蔽微粒216具有複數個刺狀物219，每一刺狀物219的長度介於1微米和15微米之間，且每一刺狀物219的寬度介於0.1微米和5微米之間。多刺狀金屬粒子217可以是選自於銅、鎳、鐵、鉛、鋅所組成的群組，而形成抗氧化層218的材料可以是選自於銀、鉻、鎳、石墨烯、氧化銅、合金材料和阻氣性高分子材料所組成的群組，但本發明不以此為限。其中，阻氣性高分子材料可選自於紫外線感光環氧壓克力樹脂，或紫外線感光聚氨酯壓克力樹脂(具有2~12個雙鍵)所組成的群組，但本發明不以此為限。多刺狀金屬粒子217也可由其他抗氧化能力較高的金屬所形成，例如金、銀、鎳。在本發明其他實施例中，當多刺狀金屬粒子217由抗氧化能力較高的金屬所形成時，多刺狀電磁波遮蔽微粒216可不包含抗氧化層218。在本發明一實施例中，多刺狀金屬粒子217由銅所形成，抗氧化層218由銀鍍覆於多刺狀金屬粒子217上所形成，且銀在多刺狀電磁波遮蔽微粒216中的重量百分比是介於1%和12%之間。
請參考第4圖。第4圖是本發明多刺狀電磁波遮蔽微粒形成三維電磁波遮蔽網絡結構的示意圖。如第4圖所示，複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒216相互接觸以於高分子基質214中形成一連續的三維電磁波遮蔽網絡結構240。其中，高分子基質214填充於多刺狀電磁波遮蔽微粒216之間的空隙中。
依據上述配置，在電磁波遮蔽層210中，因多刺狀電磁波遮蔽微 粒216相互接觸而形成連續的三維電磁波遮蔽網絡結構240，使複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒216整體電阻值降低，進而讓電磁波遮蔽膜200的電磁波遮蔽效果提升。在本發明一實施例中，電磁波遮蔽層210是由1克環氧單體300、1.5克帶酸基的橡膠和4.5克電磁波遮蔽材料212混和所形成，其中，多刺狀電磁波遮蔽微粒216的銀和銅之重量比約為0.1。將上述成分塗佈成厚度為15微米的電磁波遮蔽層時，形成的電磁波遮蔽膜的電磁波遮蔽效果為50dB。相較於習知電磁波遮蔽膜的電磁波遮蔽效果約45dB(電磁波遮蔽層厚度為15微米)，本發明電磁波遮蔽膜200的電磁波遮蔽效果較佳。
另外，當本發明的電磁波遮蔽層厚度為10微米時，形成的電磁波遮蔽膜的電磁波遮蔽效果為40dB。而本發明的電磁波遮蔽層厚度為20微米時，形成的電磁波遮蔽膜的電磁波遮蔽效果為60dB。在相同厚度的電磁波遮蔽層情況下，本發明電磁波遮蔽膜的電磁波遮蔽效果較習知電磁波遮蔽膜的電磁波遮蔽效果為佳。
另一方面，本發明的高分子基質214是由具有萘基的環氧單體和帶酸基的橡膠所混合形成。請參考第5圖。第5圖是本發明高分子基質中具有萘基的環氧單體的結構示意圖。如第5圖所示，環氧單體300具有四個環氧基310和兩個萘基320。其中，環氧基310可增加電磁波遮蔽膜200的耐熱性，也用來和帶酸基的橡膠經過熱處理後進行交聯反應，而萘基320亦可增加電磁波遮蔽膜200的耐熱性。但本發明環氧單體300中的萘基亦可由雙苯基或蒽基取代。另外，帶酸基的橡膠可選用聚酯壓克力橡膠，重量平均分子量為5000~500000，主鏈具有10~36個碳，但本發明不以此為限。帶酸基的橡膠可增加高分子基質214的柔軟度。另外，本發明高分子基質214的氯離子濃度是介於100ppm和2000ppm之間，而氯離子濃度較佳為低於500ppm，以使電磁波遮蔽膜200被金屬離子催化的反應性降低，進而延長電磁 波遮蔽膜200的保存期限。另外，本發明高分子基質214於常溫不具黏性，因此本發明電磁波遮蔽膜不需要貼覆保護膜以避免異物沾黏，本發明高分子基質214只有在高溫時由具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠交聯後才會具有黏性。
在本發明一實施例中，本發明電磁波遮蔽膜200的絕緣層220和電磁波遮蔽層210是由上述環氧單體300及帶酸基的橡膠所混合形成，且經過熱處理以進行交聯反應。而在一比較例中，比較例之電磁波遮蔽膜的絕緣層和電磁波遮蔽層是由聚氨酯樹脂所形成。經由實際量測，本發明電磁波遮蔽膜的熱裂解溫度為360℃，而比較例之電磁波遮蔽膜的熱裂解溫度為290℃，因此，本發明電磁波遮蔽膜具有較佳的耐熱性。另外，本發明電磁波遮蔽膜經180度的彎折測試可彎折至少16次，而比較例之電磁波遮蔽膜經180度的彎折測試只能彎折約10次，因此，本發明電磁波遮蔽膜具有較佳的柔軟度。再者，本發明電磁波遮蔽膜在90℃下可保存20小時，而比較例之電磁波遮蔽膜在90℃下可保存約15小時，因此，本發明電磁波遮蔽膜具有較長的保存期限。
依據上述配置，本發明具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體可增加高分子基質214的耐熱性，以改善習知電磁波遮蔽膜耐熱性不足的缺點。另外，本發明高分子基質214的氯離子濃度較低，可以增加電磁波遮蔽膜200的穩定性，改善習知電磁波遮蔽膜保存期限過短的問題。
在上述實施例中，電磁波遮蔽材料212和高分子基質214的重量比是介於0.5和2之間，而帶酸基的橡膠和具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體的重量比介於0.1和0.5之間，但本發明不以此為限。在本發明實施例中，電磁波遮蔽材料212和高分子基質214的重量比較佳為2，而帶酸基的橡膠 和具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體的重量比較佳為0.5。
請參考第6圖。第6圖是本發明具電磁波遮蔽功能的電路板的一實施例的示意圖。如第6圖所示，本發明具電磁波遮蔽功能的電路板400包含一基板410，一金屬線路420，一覆蓋膜430，以及一電磁波遮蔽膜440。金屬線路420形成於基板410上，在本實施例中金屬線路420是用以傳輸電子訊號。覆蓋膜430覆蓋於金屬線路420及基板410上，而電磁波遮蔽膜440是第2圖之電磁波遮蔽膜200覆蓋於覆蓋膜430上後撕掉離形膜230，再經過熱壓處理所形成。電磁波遮蔽膜440包含一絕緣層220以及一電磁波遮蔽層450。電磁波遮蔽層450之上表面設置於絕緣層220之一側，電磁波遮蔽層450之下表面連接於覆蓋膜430。當經過熱壓處理後，電磁波遮蔽層450中具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠會交聯形成高分子樹脂基質452，並使電磁波遮蔽層450黏貼固定於覆蓋膜430上。高分子樹脂基質452中會存在有環氧基，換句話說，高分子樹脂基質452是由具有環氧基的高分子樹脂所形成。
依據上述配置，本發明電路板的電磁波遮蔽膜440具有較佳的耐熱性及較長的保存期限，且電磁波遮蔽層450中的複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒216可以相互接觸以形成一連續的三維電磁波遮蔽網絡結構，進而提升電路板的電磁波遮蔽效果。
請參考第7圖。第7圖是本發明具電磁波遮蔽功能的電路板的另一實施例的示意圖。如第7圖所示，本發明具電磁波遮蔽功能的電路板400a包含一基板410，一金屬線路420a，一覆蓋膜430a，以及一電磁波遮蔽膜440a。金屬線路420a形成於基板410上，在本實施例中金屬線路420a是電連接至接地端。覆蓋膜430a覆蓋於金屬線路420a及基板410上，且覆蓋膜430a上 形成有一開口432a。而電磁波遮蔽膜440a是第2圖之電磁波遮蔽膜200覆蓋於覆蓋膜430a上後撕掉離形膜230，再經過熱壓處理所形成。電磁波遮蔽膜440a包含一絕緣層220以及一電磁波遮蔽層450a。電磁波遮蔽層450a之上表面設置於絕緣層220之一側，電磁波遮蔽層450a之下表面連接於覆蓋膜430a。當經過熱壓處理後，電磁波遮蔽層450a中具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠會交聯形成高分子樹脂基質452，並使電磁波遮蔽層450a黏貼固定於覆蓋膜430a上，且部分電磁波遮蔽層450a的材料會填入開口432a中以和金屬線路420a接觸。
依據上述配置，由於金屬線路420a是電連接至接地端，且電磁波遮蔽層450a中的複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒216會和金屬線路420a接觸，因此電磁波遮蔽層450a在提供電磁波遮蔽功能時所吸收之能量可以被導引至接地端，進而提升電路板的電磁波遮蔽效果。
另外，在本發明實施例中，電磁波遮蔽層只會和連接至接地端的金屬線路接觸，而不會和用以傳輸電子訊號的金屬線路接觸，以避免傳輸電子訊號的金屬線路被短路。
相較於先前技術，本發明電磁波遮蔽膜是由具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠所混合形成，改善了習知電磁波遮蔽膜耐熱性不足及保存期限過短的問題，且本發明電磁波遮蔽膜還使用多刺狀電磁波遮蔽微粒形成三維電磁波遮蔽網絡結構來增加電磁波遮蔽的效果。另外，本發明電磁波遮蔽膜於常溫不具黏性，不需要貼覆保護膜，進而簡化電磁波遮蔽膜的結構及增加電路板組裝效率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
200‧‧‧電磁波遮蔽膜
210‧‧‧電磁波遮蔽層
212‧‧‧電磁波遮蔽材料
214‧‧‧高分子基質
216‧‧‧多刺狀電磁波遮蔽微粒
220‧‧‧絕緣層
230‧‧‧離形膜

Claims (21)

  1. 一種電磁波遮蔽膜，包含：一絕緣層；以及一電磁波遮蔽層，設置於該絕緣層之一側，該電磁波遮蔽層包含：一高分子基質，具有環氧基的結構，其中該高分子基質於常溫不具黏性；以及一電磁波遮蔽材料，具有複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒，分散於該高分子基質中。
  2. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，其中該多刺狀電磁波遮蔽微粒具有複數個刺狀物，每一刺狀物的長度介於1微米和15微米之間，每一刺狀物的寬度介於0.1微米和5微米之間。
  3. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，其中該複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒相互接觸以於該高分子基質中形成一三維電磁波遮蔽網絡結構。
  4. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，其中該多刺狀電磁波遮蔽微粒包含：一多刺狀金屬粒子；以及一抗氧化層，包覆於該多刺狀金屬粒子表面。
  5. 如請求項4所述的電磁波遮蔽膜，其中該多刺狀金屬粒子是由銅所形成，形成該抗氧化層的材料是選自於銀、鉻、鎳、石墨烯、氧化銅、合金材料和阻氣性高分子材料所組成的群組。
  6. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，其中該高分子基質是由具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠所混合形成。
  7. 如請求項6所述的電磁波遮蔽膜，其中該帶酸基的橡膠和該具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體的重量比介於0.1和0.5之間。
  8. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，其中該電磁波遮蔽材料和該高分子基質的重量比是介於0.5和2之間。
  9. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，其中該高分子基質的氯離子濃度是介於100ppm和2000ppm之間。
  10. 如請求項9所述的電磁波遮蔽膜，其中該高分子基質的氯離子濃度是低於500ppm。
  11. 如請求項1所述的電磁波遮蔽膜，另包含一離形膜連接於該絕緣層之另一側。
  12. 一種具電磁波遮蔽功能的電路板，包含：一基板；一金屬線路，形成於該基板上；一覆蓋膜，覆蓋於該金屬線路及該基板上；以及一種電磁波遮蔽膜，覆蓋於該覆蓋膜上，該電磁波遮蔽膜包含：一絕緣層；以及一電磁波遮蔽層，具有一第一表面設置於該絕緣層之一側，以及一第二表面連接於該覆蓋膜，該電磁波遮蔽層包含：一高分子樹脂基質，由具有環氧基的高分子樹脂所形成；以及一電磁波遮蔽材料，具有複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒，分 散於該高分子樹脂基質中。
  13. 如請求項12所述的電路板，其中該多刺狀電磁波遮蔽微粒具有複數個刺狀物，每一刺狀物的長度介於1微米和15微米之間，每一刺狀物的寬度介於0.1微米和5微米之間。
  14. 如請求項12所述的電路板，其中該複數個多刺狀電磁波遮蔽微粒相互接觸以於該高分子樹脂基質中形成一三維電磁波遮蔽網絡結構。
  15. 如請求項12所述的電路板，其中該多刺狀電磁波遮蔽微粒包含：一多刺狀金屬粒子；以及一抗氧化層，包覆於該多刺狀金屬粒子表面。
  16. 如請求項15所述的電路板，其中該多刺狀金屬粒子是由銅所形成，形成該抗氧化層的材料是選自於銀、鉻、鎳、石墨烯、氧化銅、合金材料和阻氣性高分子材料所組成的群組。
  17. 如請求項12所述的電路板，其中該高分子樹脂基質是由具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體和帶酸基的橡膠經由熱處理後所交聯形成。
  18. 如請求項17所述的電路板，其中該帶酸基的橡膠和該具有雙苯基、萘基或蒽基的環氧單體的重量比介於0.1和0.5之間。
  19. 如請求項12所述的電路板，其中該電磁波遮蔽材料和該高分子基質的重量比是介於0.5和2之間。
  20. 如請求項12所述的電路板，其中該高分子樹脂基質的氯離子濃度是介於 100ppm和2000ppm之間。
  21. 如請求項20所述的電路板，其中該高分子基質的氯離子濃度是低於500ppm。
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