CN109338363B - 绝缘层薄膜表面的导电化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，包括以下步骤：提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层，其中，所述绝缘层的表面电阻为大于5MΩ；采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理，形成金属镀层半成品；将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理，形成具有表面多孔结构的金属镀层。

Description

绝缘层薄膜表面的导电化处理工艺

技术领域

本发明属于电磁屏蔽膜技术领域，尤其涉及一种绝缘薄膜表面的导电化处理工艺。

背景技术

随着现代电子工业的快速发展，大量电器和电子设备广泛应用于工业生产和人们日常生活，促进了工业技术的发展，改善了人们的生活，提升了人们的生活质量。但电器和电子设备在使用过程中会辐射出大量的电磁波，电磁波对电子设备的正常安全运行和人类的生存环境造成了不可忽视的危害。随着各种无线通信***和高频电子器件数量的急剧增加，电磁干扰现象和电磁污染问题日渐突出。人类生存环境中的电磁能量逐年增加，21世纪电磁环境恶化难以避免。

电磁屏蔽，是指对两个区域之间进行隔离，以控制磁场、电场、电磁信号等有一个区域扩散到另一个区域造成感应和辐射的行为。具体的，屏蔽体将元器件、电路、组合件等包裹起来，防止受到外界的电磁信号的干扰。电磁屏蔽膜作为一种常用的屏蔽体，广泛用于各电子元器件中。在电磁屏蔽膜的制备过程中，在绝缘层上制备金属屏蔽层时，需要制备至少一层金属层，该金属层一方面用来完成对屏蔽对象的屏蔽保护作用，另一方面用来实现与接地点之间的连接。将电磁屏蔽膜直接覆盖于目标表面时，要求能够与目标完全贴合，中间不能有空腔。而现有电磁屏蔽膜的金属层在使用中，由于膜层光亮导致气体残留于屏蔽膜与目标之间，形成空腔的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，旨在解决现有技术制备的电磁屏蔽膜的金属层在使用中，由于膜层光亮导致气体残留于屏蔽膜与目标之间，形成空腔的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，包括以下步骤：

提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层，其中，所述绝缘层的表面电阻为大于5MΩ；

采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；

将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理，形成金属镀层半成品；

将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理，形成具有表面多孔结构的金属镀层。

优选的，将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理的步骤中，所述碱性电解液中，金属离子浓度为1-30g/L、pH为7-13的碱性电解液。

优选的，将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理的步骤中，所述表面沉积处理在电流为1-50A的条件进行。

优选的，所述微蚀液包括无机酸和微蚀剂，且所述微蚀液中无机酸的质量浓度为150-300g/L，微蚀剂的质量浓度为100-200g/L。

优选的，将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理的步骤中，在电流强度为10-50A的条件下进行微蚀，完成导电化处理。

优选的，所述金属镀层中的金属元素为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属单质形成的金属镀层；或者

所述金属镀层为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少两种形成的合金镀层。

优选的，采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理的步骤中，预处理的工艺参数为：

工作真空镀压强：0.1～100Pa，速度：0.5～50m/min；阻值：≤200Ω，工作电压：500～1000V，工作电流：50～500A，氩气量：10～500SCCM。

优选的，所述金属镀层的厚度为0.1μm-20μm。

优选的，所述金属镀层的表面粗糙度Ra在5-20。

本发明提供的绝缘膜表面实现导电化的处理方法，先对绝缘层进行真空镀预处理，将预处理之后的绝缘层置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述绝缘层表面进行表面处理，得到一层表面结构均匀、致密的金属镀层半成品，在此金属镀层半成品表面进行微蚀处理，获得金属镀层。一方面，在经过至少一次碱液处理后，可获得较强的导电性能，提高电磁屏蔽效果(屏蔽效果可以达到不小于60dB)。另一方面，通过采用微蚀液对所述金属镀层半成品进行微蚀处理，可以在所述金属镀层表面形成多孔结构，形成多孔表面，从而在制备相邻导电胶层时，可以通过表面多孔有效排气，使得到的发泡金属层与导电胶层贴附时层与层之间无气体残留，在实现电磁屏蔽膜良好的屏蔽性能及导电性能的同时，具备较好的排气性能，实现牢固粘附。在进行导电化处理前，膜面的表面电阻为＞5MΩ，导电化处理后获得的导电层，根据沉淀次数的不同，表面电阻为60mΩ～100mΩ。通过此种方式获得的金属镀层，具有均匀的外观，表面具有多孔结构，具备良好的导电性能与电磁屏蔽效果。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例提供了一种绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，包括以下步骤：

S01.提供载体膜，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层，其中，所述绝缘层的表面电阻为大于5MΩ；

S02.采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；

S03.将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理，形成金属镀层半成品；

S04.将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理，形成具有表面多孔结构的金属镀层。

本发明实施例提供的绝缘膜表面实现导电化的处理方法，先对绝缘层进行真空镀预处理，将预处理之后的绝缘层置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述绝缘层表面进行表面处理，得到一层表面结构均匀、致密的金属镀层半成品，在此金属镀层半成品表面进行微蚀处理，获得金属镀层。一方面，在经过至少一次碱液处理后，可获得较强的导电性能，提高电磁屏蔽效果(屏蔽效果可以达到不小于60dB)。另一方面，通过采用微蚀液对所述金属镀层半成品进行微蚀处理，可以在所述金属镀层表面形成多孔结构，形成多孔表面，从而在制备相邻导电胶层时，可以通过表面多孔有效排气，使得到的发泡金属层与导电胶层贴附时层与层之间无气体残留，在实现电磁屏蔽膜良好的屏蔽性能及导电性能的同时，具备较好的排气性能，实现牢固粘附。在进行导电化处理前，膜面的表面电阻为＞5MΩ，导电化处理后获得的导电层，根据沉淀次数的不同，表面电阻为60mΩ～100mΩ。通过此种方式获得的金属镀层，具有均匀的外观，表面具有多孔结构，具备良好的导电性能与电磁屏蔽效果。

具体的，上述步骤S01中，所述载体膜层可以选择本领域常规的载体膜层。具体的，所述载体膜层通过在基膜表面涂布硅油离型剂或无硅离型剂，进一步经UV固化形成。其中，所述基膜可选自聚酰亚胺薄膜、聚苯硫醚(PPS)薄膜、聚酯薄膜中的一种，所述基膜的厚度为15μm～200μm；所述硅油离型剂或无硅离型剂的厚度为0.1μm～30μm。所述固化方法为：将涂布有硅油离型剂或无硅离型剂的基膜进行UV固化后，再经50-180℃烘烤固化处理，形成含有离型层的载体膜层。

进一步的，在所述载体膜层上制备绝缘层，优选采用溶液加工法实现，即所述绝缘层采用溶液加工法制成。所述溶液加工法优选但不限于涂布法。所述绝缘层材料选自改性环氧树脂胶或耐高温油墨。具体的，在所述载体膜层上涂布厚度为1μm～50μm的改性环氧树脂胶或耐高温油墨，在50℃～180℃温度下烘烤固化，得到绝缘层。所述绝缘层的表面电阻为大于5MΩ。

上述步骤S02中，采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成薄薄的真空金属层，为下一步骤通过碱性电解液的电解沉积提供较好的接触界面，即为在绝缘层上获得金属镀层半成品做准备。在碱性电解液的电解出来的金属离子沉积的同时，所述金属真空层在碱性电解液中溶解。值得注意的是，若不对所述绝缘层的表面进行真空镀处理，则后续碱性电解液电解产生的金属离子难于在绝缘层表面直接沉积，得不到表面金属镀层。

在此基础上，优选的，采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理的步骤中，预处理的工艺参数为：

工作真空镀压强：0.1～100Pa，速度：0.5～50m/min；阻值：≤200Ω，工作电压：500～1000V，工作电流：50～500A，氩气量：10～500SCCM。

上述步骤S03中，将经预处理后的绝缘膜样品置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理。在碱性条件下(pH为7-13)，金属离子电解沉淀形成在绝缘层表面，形成金属镀层半成品。

优选的，将经预处理后的绝缘膜样品置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理的步骤中，所述碱性电解液中，金属离子浓度为1-30g/L、pH为7-13的碱性电解液。所述碱性电解液中的金属离子(电镀液中的主盐)选自银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛离子中的至少一种，最终形成银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛中的至少一种形成的金属镀层。即最终得到的所述金属镀层中的金属元素为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属单质形成的金属镀层；或者所述金属镀层为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少两种形成的合金镀层。优选的金属离子类型，具有较好的结构稳定性和优异的导电性，作为电池屏蔽膜的金属层，可以赋予其优异的导电性能和功能稳定性。所述碱性电解液中，若金属离子浓度过低，一方面，形成的膜层在绝缘层上的结合力较差，容易脱落，另一方面电流效率下降，电镀效率下降，高电位区域会发生烧膜现象；若金属离子浓度过高，则形成的膜层不均匀，导致最终经微蚀后得到的膜层表面缺陷严重(由于表面的膜层厚度不均匀，造成表面的电流密度不均匀，在后续的微蚀环节，导致微蚀不均)，影响产品的一致性，进而在作为电磁屏蔽膜金属层时，影响其屏蔽性能，且导电性差。此外，形成的表面金属镀层除了起到电磁屏蔽的作用之外，还担负着一部分导电的作用，和导电胶一同起到连接接地点的作用。若电磁屏蔽膜的金属镀层厚度不均匀，相应的屏蔽效能与导电性也不均匀，会出现不同位置检测的屏蔽效能、导电性出现差异，严重影响产品的一致性。

进一步优选的，将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理的步骤中，所述表面沉积处理在电流为1-50A的条件进行。在上述电流和碱性电解液条件下，可以在绝缘层表面形成一层均匀且致密的表面金属镀层。

上述步骤S04中，将最终得到的金属镀层与目标膜层如导电胶层贴合时，气体可能会残留在膜层之间，形成空腔现象。鉴于此，将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理，形成具有表面多孔结构的金属镀层。

优选的，所述微蚀液包括无机酸和微蚀剂。所述微蚀剂作为主要的微蚀功能成分，所述无机酸作为催化剂，使所述微蚀剂发挥更好的性能，并有效把控微蚀程度。其中，所述无机酸包括但不限于硝酸、盐酸、硫酸。通过酸性、带有微蚀剂的第一级电解液对金属镀层半成品进行微蚀处理，使其表面出现多孔结构，有利于后续在得到的金属镀层表面制备导电胶层时，有利于层间气泡的排除，避免空气残留形成空腔，从而提高层与层之间的附着力。进一步的，所述微蚀液中无机酸的质量浓度为150-300g/L，微蚀剂的质量浓度为100-200g/L。若所述微蚀剂的质量浓度过低，则微蚀难度增加，甚至不能实现微蚀；若所述微蚀剂的质量浓度过高，则容易造成过度腐蚀，造成空洞过大或形成凹凸不平的表面，使得镀层无法作为电池屏蔽膜的金属层使用。而有机酸的浓度若过高，会影响微蚀剂反应过程中的化学平衡，影响可是效果，甚至引发微蚀作用以外的其他化学反应。只有在上述合适的无机酸和微蚀剂浓度的条件下，可以在所述表面金属镀层表面进行微蚀，形成均匀的多孔结构，使获得的微蚀层的表面粗糙度Ra为5-20。

优选的，将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理的步骤中，在电流强度为10-50A，温度15-35℃的条件下进行微蚀，完成导电化处理，获得的金属镀层的表面粗糙度Ra为5-20。

优选的，所述金属镀层的厚度为0.1μm-20μm。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种绝缘薄膜表面的导电化处理方法，包括以下步骤：

S11.提供厚度为15μm～200μm的基膜，在基膜表面均匀涂布1μm～30μm的无硅离型剂或硅油，经UV固化，再经过50℃～180℃烘烤固化后形成含有离型层的载体膜；在载体膜层上均匀涂布厚度为3μm～50μm的改性环氧树脂胶或耐高温油墨，50℃～180℃温度下烘烤固化后形成绝缘层。

S12.在真空镀压强为1×10^-2Pa、工作真空镀压强为0.1～1Pa、速度为0.5～5m/min、阻值为≤20Ω、工作电压为500～1000V、工作电流为230A、氩气量为20～500SCCM的条件下，采用真空镀的方式对所述绝缘层进行预处理。

S13.将经真空镀预处理的绝缘层置于碱性电解液中，采用碱液沉淀法在所述绝缘层表面进行至少一次碱性电镀沉淀，得到所需金属层。具体的，将经真空镀预处理的绝缘层置于金属离子浓度为10-30g/L、pH为7-13的溶液环境，在电流为1-50A的条件下，进行至少一次碱液沉淀处理，获得金属镀层半成品。

S14.将金属镀层半成品置于无机酸质量浓度为150-300g/L、微蚀剂质量浓度为100-200g/L的微蚀液中，在电流强度10-50A的条件下，对其表面进行微蚀处理，以获得具有表面多孔结构的金属镀层。

本发明实施例1制备的金属镀层，厚度为0.1μm～20μm，其表面粗糙度Ra为5-20，屏蔽效能不低于60dB，能够满足10万次以上的弯曲寿命，表面阻值为60mΩ～100mΩ。

在制作成为电磁屏蔽膜成品之后，压合转移250×250(mm)的产品时，表面直径大于0.1mm的气泡出现的数量不多于1个。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

提供载体膜，在所述载体膜层上涂布厚度为1μm～50μm的改性环氧树脂胶或耐高温油墨，在50℃～180℃温度下烘烤固化，在所述载体膜至少一表面制备绝缘层，其中，所述绝缘层的表面电阻为大于5MΩ；

采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理，在所述绝缘层表面形成真空金属层；

将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理，形成金属镀层半成品；

将所述金属镀层半成品置于微蚀液中，对其进行表面微蚀处理，其中，所述微蚀液包括无机酸和微蚀剂，且所述微蚀液中无机酸的质量浓度为150-300g/L，微蚀剂的质量浓度为100-200g/L，形成具有表面多孔结构的金属镀层，且，对其进行表面微蚀处理为：在电流强度为10-50A，温度15-35℃的条件下进行微蚀处理；得到的所述金属镀层的表面粗糙度Ra为5-20。

2.如权利要求1所述的绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，其特征在于，将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理的步骤中，所述碱性电解液中，金属离子浓度为1-30g/L、pH为7-13的碱性电解液。

3.如权利要求2所述的绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，其特征在于，将经预处理的绝缘膜置于碱性电解液中，采用电镀沉淀法在所述真空金属层表面进行至少一次表面沉淀处理的步骤中，所述表面沉积处理在电流为1-50A的条件进行。

4.如权利要求1-3任一项所述的绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，其特征在于，所述金属镀层中的金属元素为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属单质形成的金属镀层；或者

所述金属镀层为银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、钛金属中的至少两种形成的合金镀层。

5.如权利要求1-3任一项所述的绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，其特征在于，采用真空镀的方式对所述绝缘层远离所述载体膜的表面进行预处理的步骤中，预处理的工艺参数为：

工作真空镀压强：0.1～100Pa，速度：0.5～50m/min；阻值：≤200Ω，工作电压：500～1000V，工作电流：50～500A，氩气量：10～500SCCM。

6.如权利要求1-3任一项所述的绝缘薄膜表面的导电化处理工艺，其特征在于，所述金属镀层的厚度为0.1μm-20μm。