电磁波屏蔽膜的制作方法

文档序号：18396540发布日期：2019-08-09 23:29阅读：331来源：国知局

本公开涉及柔性线路板用电磁波屏蔽膜，特别涉及适用于5g的电磁波屏蔽膜。

背景技术：

进入21世纪以来，随着信息化时代的来临，已逐步从军用转入民用的fpc产业迎来了大的发展机遇，其被广泛应用于计算机、照相机、打印机、汽车音响等消费电子中。而随着在消费电子产品中追求轻、薄、短、小设计的背景下，fpc应用范围推广到新的领域、包括智能手机、pda、笔记本电脑、数码相机、液晶显示屏等小型化终端电子产品。从整个电子产品的发展趋势分析，未来的产品越来越趋向于薄，轻，高集成，三维立体动态化发展，组线之间和层别之间的电磁干扰问题更会加大fpc产品对于电磁防护的依赖。现有的电磁防护手段中，贴装电磁波屏蔽膜因具有更好的实用性、更好的操作性、更具成本优势、更能满足薄型化要求而更被各大电子厂商青睐。因此fpc柔性线路板的良性发展态势会进一步促进电磁波屏蔽膜的应用范围和需求量。

随着通讯技术的革新，5g时代即将来临，这就需求相关的上下游产品能够有更低的介电常数和更低的介电损耗才能满足5g通讯的需求，介电常数较高或者介电损耗较大，则5g信号的传输过程中易出现信号“缺失”，造成信息传递的错误，因此整个通讯技术相关的上下游产品尤其是手机、基站等均在设计研制符合5g通讯需求的产品。而电磁波屏蔽膜作为手机fpc上的重要组成部分，也需要尽快降低自身产品的介电常数和介电损耗以适应5g通信技术的发展。

现有的电磁波屏蔽膜主要有以下几种结构：

第一种结构如下：

申请号为200680016573.7的中国专利公开了屏蔽膜、屏蔽印刷电路板、屏蔽柔性印刷电路板、屏蔽膜制造方法及屏蔽印刷电路板制造方法，其公开了一种屏蔽膜结构，由耐磨硬层与柔韧的软层组成绝缘层，在其上形成金属层，然后在金属层上形成一层热固化的导电胶层。该屏蔽在较宽的频率范围内能实现50db的屏蔽效能。

第二种结构如下：

申请号为200680005088.x的中国专利公开了电磁波屏蔽性薄膜、其制备方法以及被粘合物的电磁屏蔽方法，其公开了一种屏蔽膜结构，由绝缘层与各向同性导电粘合剂层组成，该屏蔽膜在高频段只有40db的屏蔽效能。

第三种结构如下：

申请号为201220297494.0的中国专利公开了一种高屏蔽效能的极薄屏蔽膜，其由绝缘层、两种以上不同材料金属层、导电胶层组成，其利用两种以上不同材料的金属层的多次反射，达到了60db的高屏蔽效能。

测试上述三种专利结构的电磁波屏蔽膜介电常数和介电损耗，具体数据如下。

将上述三种专利结构的电磁波屏蔽膜加工应用到fpc柔性线路板上，采用行业中公知的加热层压后固化工艺进行贴合组装，即180℃预固化10s，后在2mpa压力下，层压2min，后转移至160℃烘箱中固化30min，测试插入损耗，具体数据如下。

备注：部分厂商目前建议适用于5g通讯技术的fpc产品贴装电磁波屏蔽膜后插入损耗值在2.7ghz频率时≤--6db，目前还未有相应的行业标准或者国家标准要求出现。

由上述测试结果可知，现有的技术制备的电磁波屏蔽膜介电常数(dk)和介电损耗(df)均比较大，且将产品加工应用到fpc(柔性线路板)上后，插入损耗较大，这将对5g信号的传输带来影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足之处，本公开提供具有低介电常数(dk)、介电损耗(df)、插入损耗且满足5g通讯的需求的电磁波屏蔽膜及其制作方法。

根据本公开的一个方面，提供一种电磁波屏蔽膜，其包括基材、离型层、至少一层绝缘层、玻璃纤维层、导电胶层和保护膜，其中在基材的表面上设置离型层，在离型层表面上设置至少一层绝缘层，在绝缘层表面上设置玻璃纤维层，在玻璃纤维层表面上设置导电胶层，再覆合一层保护膜。

根据一个实施例，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层涂布液不同于第二绝缘层涂布液。

根据一个实施例，所述电磁波屏蔽膜还包括至少一层金属层，其设置在所述玻璃纤维层之上并且所述导电胶层被设置在该金属层上。

根据一个实施例，所述金属层为金属镀层。

根据一个实施例，所述金属镀层分为两层，一层是镀银层，另一层为镀铜层。

根据一个实施例，所述金属层为金属箔。

根据一个实施例，所述玻璃纤维层由树脂100重量份、玻璃纤维30-100重量份、固化剂5-20重量份、助剂2-10重量份组成的涂布液涂覆干燥固化所得。

根据一个实施例，所述玻璃纤维层厚度优选0.1-5μm。

根据一个实施例，所述绝缘层由树脂100重量份、炭黑填料10-50重量份、固化剂5-20重量份、助剂0.5-10重量份组成的涂布液涂覆干燥固化所得。

根据一个实施例，所述导电胶层由含有下述重量百分比的物质组成的涂布液涂敷固化得到：导电金属粉末30～70％、粘合剂树脂23～67％、固化剂2％-5％、其它助剂1％-2％。

与现有技术相比，本公开通过增加玻璃纤维层，通过对玻璃纤维层中各种组分的选择、用量的调整和各种组分之间的相互作用，在保证具有屏蔽效能同时，电磁波屏蔽膜的介电常数(dk)、介电损耗(df)、插入损耗明显降低，可满足5g通讯的需求。

附图说明

下面将结合本公开的有利实施例，参考附图更详细地解释本公开的各方面，在附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图；

图2示出了根据本公开的另一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图；

图3示出了根据本公开的再一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图；

图4示出了根据本公开的再另一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图；

图5示出了根据本公开的再另一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图；以及

图6示出了根据本公开的再另一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图。

在这些附图中，相同的附图标记表示同样的元素。例如，附图标记1表示基材；附图标记2表示离型层，附图标记3-1、3-2表示绝缘层；附图标记4表示玻璃纤维层；附图标记5-1、5-2表示金属层，附图标记5-3表示金属箔层；附图标记6表示导电胶层；附图标记7表示金属粉末；附图标记8表示保护膜。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的示例性实施例。然而，本公开可以以其他不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并且向本领域技术人员充分传达本公开的范围。

图1示出了根据本公开的一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图。本公开提供的电磁波屏蔽膜包括基材1、离型层2、至少一层绝缘层3、玻璃纤维层4、至少一层金属层5、导电胶层6、保护膜8。在根据本公开的一个实施例的电磁波屏蔽膜中，在基材1的表面设置离型层2，在离型层2的表面设置至少一层绝缘层3，在绝缘层3的表面设置玻璃纤维层4，在玻璃纤维层4的表面设置至少一层金属层5，在金属层5的表面设置导电胶层6，最后再覆合一层保护膜8。

需要说明的是，根据本公开的一个实施例，金属层5可以根据具体要求而省略不要，也可以是一层、两层或更多层。该金属层可以是金属镀膜或金属箔。

本公开对基材1无特殊的要求，它可以选择公知的工程塑料薄膜，例如：聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺酰胺薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚丙烯薄膜等，该电磁波屏蔽膜公知的加工方式为快压层压工艺，从成本及耐热性能(180℃)考虑，优选聚酯薄膜，厚度优选30-100μm，当基材1的厚度小于30μm时，基材挺度较小，不易从柔性线路板上剥离电磁波屏蔽膜，当基材1的厚度大于100μm时，成本较高。

本公开对离型层2的材料种类优选丙烯酸类、氟树脂类等，所述离型层2在制备成成品后需满足在公知的层压工艺后，离型力在90°剥离测试时优选0.05n/cm-0.30n/cm，当离型力大于0.30n/cm时，层压后不易剥离基材1且剥离过程易出现断裂，当离型力小于0.05n/cm时，易出现层压后基材1自动脱落，易造成软板被污染的现象。

本公开中绝缘层3的作用主要是在电磁波屏蔽膜加工应用到线路板上时提供优良的耐磨、隔热、绝缘等功能。所述绝缘层3由树脂100重量份；炭黑填料10-50重量份；固化剂5-20重量份；助剂0.5-10重量份等物质组成的涂布液涂覆干燥固化所得。本公开中的绝缘层3不局限于单层结构，也可以是多层结构涂布覆合而成。

所述树脂为耐高温的树脂，其耐高温树脂可以由环氧类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂等热固性树脂的一种或者几种组成，或者丙烯酸类、甲基丙烯酸类、聚氨酯改性的丙烯酸类紫外固化树脂的一种或者几种组成，如市售环氧树脂e-20，800号聚酯树脂等。

本公开中绝缘层3中的炭黑填料的作用是提供黑色的表观，电磁波屏蔽膜层压在线路板上呈现黑色表观(行业公知要求的)，并且添加炭黑可以降低涂层的绝缘电阻，起到防静电的作用。可以选择市售的各种炭黑填料，优选高色素炭黑填料，如德固赛高色素炭黑specialblack250等。炭黑填料的含量相对于100重量份树脂，优选10-50重量份，当小于10重量份时，涂层黑度较小，当大于50重量份时，炭黑填料不易分散均匀，易出现结块、沉降。

本公开中绝缘层3中的固化剂可以选择为聚酰胺固化剂、咪唑固化剂、异氰酸根固化剂、酸酐固化剂中的一种或者几种配合使用。本公开中绝缘层3中的固化剂的选择和实际使用量与粘接性的树脂的种类、树脂总量、分子结构、活性基团含量、树脂相容性等因素相关。

本公开绝缘层3中的助剂是分散剂、防沉剂、流平剂、增粘剂、增稠剂等中的至少一种。本公开中绝缘层中助剂的选择和实际使用量与炭黑的种类、炭黑的总量、树脂的种类、树脂的相容性等因素相关。

绝缘层3的厚度为3-8μm，如果绝缘层3的厚度小于3μm，则耐磨、隔热、绝缘等性能差，如果绝缘层3的厚度大于8μm，则其柔韧性下降，挠曲性不佳。

本公开中的玻璃纤维层4作用是降低整体电磁波屏蔽膜的介电常数(dk)和介电损耗(df)，从而使制备的电磁波屏蔽膜电磁波屏蔽膜加工应用到软板上后，插入损耗得以有效降低，可使电磁波屏蔽膜能满足5g通讯的需要。所述玻璃纤维层4由树脂100重量份；玻璃纤维30-100重量份；固化剂5-20重量份；助剂2-10重量份等物质组成的涂布液涂覆干燥固化所得。

本公开中玻璃纤维层4的树脂可以由环氧类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂等热固性树脂的一种或者几种组成，或者丙烯酸类、甲基丙烯酸类、聚氨酯改性的丙烯酸类紫外固化树脂的一种或者几种组成，如市售环氧树脂e-20，800号聚酯树脂等。

本公开中玻璃纤维层4中的玻璃纤维优选30-100重量份，所述的玻璃纤维长度优选1-3μm，玻璃纤维长度小于1μm，不易制造，且易团聚，对分散设备工艺要求较高，成本高，玻璃纤维长度大于3μm，不易控制玻璃纤维层4厚度，导致整体厚度较厚，不能满足fpc薄型化发展的需求。玻璃纤维可选择市售的玻璃纤维。

本公开中的玻璃纤维层4固化剂、助剂的选择可以与绝缘层固化剂、助剂的选择一致。

玻璃纤维层4厚度优选0.1-5μm，厚度＜0.1μm，介电常数(dk)和介电损耗(df)减小不明显，厚度＞5μm，则与绝缘层3配合，总体涂层厚度偏大，不能满足fpc(柔性线路板)薄型化发展要求。

本公开中使用金属层5的技术方案中，金属层5的作用是反射电磁波信号，从而得到优良的屏蔽效能。作为形成金属层5的金属材料可以是铝、镍、铜、银、金、铬中的一种或者是上述两种或者数种材料形成的金属合金层，从价格考虑，优选银层或者铜层，也可以根据所要求的屏蔽特性选择金属材料。金属层5在绝缘层3的表面通过真空蒸镀、水镀、溅射、化学沉积等方法形成。

金属层5的厚度优选0.1μm-0.5μm，当金属层5的厚度小于0.1μm时，屏蔽效能差，当金属层5的厚度大于0.5μm时，金属层5的应力较大，滑动挠曲测试时易断裂。

本公开中的金属层5不仅限于金属镀层，也可以是金属箔，如果使用金属箔材料，从成本和材料的柔韧延展性考虑，优选铜箔。金属箔的厚度优选1μm-5μm，当金属箔的厚度小于1μm时，屏蔽效能差且越薄的金属箔加工技术要求越高，不易稳定的获取，成本高，当金属箔的厚度大于5μm时，整体材料的柔韧性下降，滑动挠曲测试时易断裂。

导电胶层6是由含有下述重量百分比的物质组成的涂布液涂敷固化得到：导电金属粉末30～70％，粘合剂树脂23～67％，固化剂2％-5％，其它助剂1％-2％。涂布液可以将上述物质混合后通过公知的高速搅拌、球磨、快手、研磨等工艺分散而成。其厚度控制在5～15μm。厚度小于5μm，则附着牢度差，连接小孔位置长期使用过程中易出现脱落分离；如果厚度大于15μm，柔韧性下降且成本较高。

本公开中的导电金属粉末可以选自市售的银粉、铜粉、镍粉、银包铜粉、银包镍粉的一种或者几种，从成本考虑，优选银包铜粉。

本公开中的导电金属粉末为树枝状、棒状、链状、片状中的至少一种，优选树枝状金属粉末，如深圳市南祥导电材料科技有限公司生产的nx-507树枝状银铜导电粉。

适于本公开的导电胶层6的粘合剂树脂可以选自聚酯类、聚乙烯类、聚苯乙烯类、乙酸乙酯类、聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸类、聚酰胺类、橡胶类等热塑性树脂的一种或者几种，或者使用环氧类、氨基甲酸酯类、醇酸类、三聚氰胺类、酚醛类热固性树脂的一种或者几种，包括但不限于下述公知的物质：环氧树脂e-20、800号聚酯树脂等。

适用于本公开导电胶层6的固化剂可以选择为聚酰胺固化剂、咪唑固化剂、异氰酸根固化剂、酸酐固化剂中的一种或者几种配合使用。本公开中导电胶层6中固化剂的选择和实际使用量与粘接性的树脂的种类、树脂总量、分子结构、活性基团含量、树脂相容性等因素相关。

适用于本公开的其他助剂是分散剂、催化剂、防沉剂、流平剂等中的至少一种，包括但不限于下述公知物质：分散剂byk-163、催化剂kat24等。

本公开中的保护膜8材质无特殊要求，它可以选择公知的工程塑料薄膜，例如：聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺酰胺薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚丙烯薄膜等。优选价格便宜的聚酯薄膜。保护膜8的厚度优选40μm-100μm，当保护膜8厚度小于40μm时，易被后续公知的冲切工艺完全冲切断裂，当保护膜8厚度大于100μm时，成本较高。本公开中的保护膜8需经过公知的温度和压力复合在导电胶层6的表面。

本公开提供的适用于5g的电磁波屏蔽膜的制作方法如下：

制作采用金属镀层的电磁波屏蔽膜的方法：在基材1的表面涂布离型层2，在离型层2的表面涂布至少一层绝缘层3，在绝缘层上涂布玻璃纤维层4，在玻璃纤维层4的表面通过真空蒸镀等方法制备至少一层金属层5，在金属层表面涂布导电胶层6，后经过一定的温度和压力复合保护膜8得到具有适用于5g的电磁波屏蔽膜。

制作采用金属箔作为金属层的电磁波屏蔽膜的制作方法：在金属箔的一侧涂布玻璃纤维层4，在金属箔另一侧涂布导电胶层6，在玻璃纤维层4的另一面涂布绝缘层，分别在绝缘层的另一面和导电胶层6的表面通过一定的温度和压力复合涂有离型层2的基材1和保护膜8，得到具有适用于5g的电磁波屏蔽膜。

对于不采用金属层的电磁波屏蔽膜，其制作方法简化为：在基材1的表面涂布离型层2，在离型层2的表面涂布至少一层绝缘层3，在绝缘层上涂布玻璃纤维层4，在玻璃纤维层4的表面涂布导电胶层6，后经过一定的温度和压力复合保护膜8得到具有适用于5g的电磁波屏蔽膜。

涂布方式采用公知的涂布方法，如挤出涂布、喷嘴涂布、三辊涂布、网纹辊涂布、印刷涂布等。

图2示出了根据本公开的另一个实施例的电磁波屏蔽膜结构的示意图。在图2中，示出了具有一个绝缘层3-1和一个金属层5-1的电磁波屏蔽膜。根据本公开的一个实施例，绝缘层3-1的厚度为3μm，而金属层5-1是在玻璃纤维层表面真空蒸镀的0.1μm厚的镀银层5-1。

1.绝缘层3-1涂布液的制备