專利名稱：于非導電材料形成電磁波干擾遮蔽膜的方法
技術領域：
本發明是關于一種于非導電材料上例如電子設備的外殼、可撓性導線或可撓性印刷電路板的外表絕緣膜上形成電磁波干擾遮蔽膜的方法，尤其有關一種由物理蒸氣沉積來形成該電磁波干擾遮蔽膜的方法。
EMI的放射是伴隨電子設備的使用而產生，例如微波爐、個人計算機等等。EMI的放射將造成電子設備彼此間的干擾而產生噪聲的問題，于是影響到，例如無線電等通訊器材、實驗儀器及人工心臟等等的正常運作。目前世界上先進國家已經對電子設備的最大可允許EMI放射立下標準，例如美國聯邦通訊委員會(FCC)于1983年對會生10KHz至1000MHz的數字電子產品立下標準。
EMI的消除一般可由在各項電子組件或設備上形成一具低阻抗的遮蔽層而將放射包住。對于一般硬的非導電材料的EMI遮蔽方法常用的包括在電子設備的塑料外殼上形成一金屬性涂層，例如噴漆、化學金屬化及真空金屬化等，及直接包覆以一金屬箔。金屬的種類包括銅、銀、鉻、鎳、金、鋅等。此等方式形成的EMI遮蔽膜其附著力、精確度及遮蔽力已經無法滿足日趨微小化的電子設備。
目前由于電子設備的日趨微小化，可撓性印刷電路板及與其配合的可撓性導線被應用的機會愈漸普遍。例如，筆記型計算機、主機與LCD顯示器整合成一體的LCD個人計算機、大哥大、及掃描儀等。再者，裝置于該可撓性印刷電路板上的各種IC芯片的數目(密度)越來越高及IC芯片的運算功能越來越強，使得可撓性印刷電路板及相配合的可撓性導線所發射出的EMI也愈來愈強，因此必須在它們的外絕緣膜表面形成EMI遮蔽層，以防止對鄰近的其它電子設備產生不想要的影響。
已知可撓性導線及可撓性印刷電路板的EMI遮蔽膜的形成包括在可撓性導線或可撓性印刷電路板的外絕緣膜一表面上印刷一金屬性涂層及/或包覆以一導電黏性膠帶。前者的成分除了金屬外尚需靠非金屬化學品作為介質才能有足夠附著力；而后者則包含一高分子基材，鍍于該基材一表面上的金屬層及形成于該金屬層上的黏著劑層。以印刷方式的金屬性涂層作為EMI遮蔽膜，因為其非完全的金屬膜，故必須施予相當厚度(例如約20μm或高)才能具有低阻抗的性質，導致可撓性導線或印刷電路板可撓性的降低，此外其EMI遮蔽能力亦不盡理想，尚需再外覆以該導電黏性膠帶。然而，可撓性導線或印刷電路板本身一般均具有用于外接IC芯片的插座、連接端口或連接孔等，此等部分必須被維持曝露狀態，不可覆以EMI遮蔽膜。于是，該導電黏性膠帶必須被預先形成對應于該等不欲形成EMI遮蔽膜部份的窗口，才能被包覆于可撓性導線或印刷電路板的外表面，造成費時費工及產量無法提高的瓶頸。
為達成上述發明目的，本發明所完成的一種于非導電材料形成電磁波干擾遮蔽膜的方法，包含下列步驟a)粗化一非導電材料欲被形成EMI遮蔽膜的一表面；及b)于該粗化過的表面上物理蒸氣沉積一或多層金屬膜。
適用于本發明方法的非導電材料并無特別限制，一般是指電子設備的外殼，例如ABS、PS、PP、PC等的塑料，玻璃或陶瓷，也可以是可撓性導線及尚未被焊接上IC芯片的可撓性印刷電路板的外絕緣膜，例如聚醯亞胺(polyimide)及環氧樹脂(epoxy resin)。于本發明方法中，此非導電材料的表面上不欲被形成EMI遮蔽膜的部份，例如插座、連接端口或連接孔等，預先被貼以一耐高溫黏性膠帶而加予遮蓋。
本發明方法步驟a)的粗化處理系將堅硬的微細粒子沖擊該非導電材料的表面而完成，例如使用一噴砂設備及高壓氣體攜帶該堅硬的微細粒子，再通過該噴砂設備的一釋壓噴嘴沖擊該非導電材料的表面。合適的堅硬的微細粒子可為顆粒大小介于50-1000網目(mesh)之間，較佳的80-300網目的氧化鋁、金鋼砂、不銹鋼砂、鐵砂或二氧化硅粒子，以氧化鋁或二氧化硅粒子為較佳。
較佳地，該粗化過的非導電材料被進行清潔，例如以高壓氣體沖洗，以將殘留在該表面上的粒子清除。
較佳地，本發明方法的步驟b)包含物理蒸氣沉積一第一金屬膜及一第二金屬膜，其中該第一金屬膜具優良的導電性，而該第二金屬膜具抗氧化及/或耐磨擦性而被作為該第一金屬膜的保護膜。
選擇性，本發明方法的步驟b)包含物理蒸氣沉積一第一金屬膜，及本發明方法進一步包含于該第一金屬膜上涂布一層作為防手紋處理的清漆或蠟層。
較佳地，本發明方法的步驟b)的物理蒸氣沉積為濺鍍。
較佳地，本發明方法的第一金屬膜系選自銅、銀、鎳、鋅、金、鉑、鉻、鎘、鎢及其等之合金所組成的組群。更佳地，該第一金屬膜為銅、銀、金或鋁膜，并且其厚度介于0.2微米至10微米。
較佳地，本發明方法的第二金屬膜系鎳、鉻、鎳合金、鉻合金或不銹鋼膜，并且其厚度介于0.1微米至10微米。
本發明方法步驟b)的物理蒸氣沉積較佳的是將粗化過的非導電材料置于臺車上，送入一多艙串接加工系統(Multi-chamber cluster tool)連續濺鍍二層金屬膜，例如一銅膜及作為該銅膜的保護膜的不銹鋼膜。合適的濺鍍操作條件為10-2-10-5torr壓力的惰性氣體氣氛，室溫至150℃溫度，1-10分鐘，1-50kW功率。
由于非導電材料與金屬之間無法形成強大的鍵結，因此當非導電材料要利用物理蒸氣沉積(例如濺鍍)的方式形成電磁波干擾遮蔽膜時，非導電材料上必須先經過處理以增加其與金屬薄膜的附著效果。一般而言，未經處理的塑料殼與濺鍍金屬膜間的附著力均不及1B(依ASTM3359測試方法)，而本發明方法可大幅提高其附著力達最高的層級5B，符合工業上的要求。
本發明對一非導電材料，例如在一電子設備的外殼上，提供一新穎的EMI遮蔽膜制備方法。本發明方法具有簡單、產量高及所形成EMI遮蔽膜附著力優良等優點。
圖1b顯示一非導電材料于圖1a流程的步驟b)至c)時的剖面示意圖。
圖1b顯示一非導電材料于圖1a流程的各步驟時的剖面示意圖。
以下將以筆記型計算機的塑料外殼(由PC及ABS材質構成)為例來說明本發明方法的一較佳的實施例。
將清潔過的該塑料外殼送入一具有抽氣及空氣過濾裝置的密閉室內，使用一以表壓為0.4Kg/cm2的加壓空氣(加壓空氣的合適壓力范圍介于表壓0.1至2Kg/cm2)為載體的噴砂設備將粒徑介于80-300網目的二氧化硅粒子，通過口徑為8.2mm的噴嘴，在約10cm的距離沖擊該塑料外殼的表面約15秒。接著單純使用一加壓空氣沖洗來清潔該沖擊過表面。該密閉室內底部設置有一回收裝置而將使用過的二氧化硅粒子收集，連同抽氣及空氣過濾裝置所收集者一起再循環使用。于另一實施方案中，該沖擊過塑料外殼不以加壓空氣沖洗，而系經過水洗及干燥而完成清潔。
經過該粗化處理的該塑料外殼被置于臺車上連續地送入一具有二個濺鍍反應艙的多艙串接加工系統，順序進行銅膜及不銹鋼膜的濺鍍。于2×103torr壓力、150℃溫度及5.5Kw功率的氬氣電漿中濺鍍2分鐘時間而在該表面上濺鍍一層厚度約0.6微米的銅膜。于該銅膜上再以類似的條件濺鍍一厚度約0.3微米不銹鋼膜來保護該銅膜使其不易氧化，其中不銹鋼316被用作為射靶。
由上述本發明方法制備的EMI遮蔽膜其與該塑料外殼的表面的附著力經ASTM3599方法測試可達5B層級，完全符合工業上的要求。
于本發明的另一較佳實施例中，一石油蠟接著被涂布于該不銹鋼膜上進行防手紋處理，并進一步保護該不銹鋼膜及銅膜。
權利要求
1.一種于非導電材料形成電磁波干擾遮蔽膜的方法，包含下列步驟a)粗化一非導電材料欲被形成EMI遮蔽膜的一表面；及b)于該粗化過的表面上物理蒸氣沉積一或多層金屬膜。
2.如權利要求1所述的方法，其中步驟a)的粗化處理是將堅硬的微細粒子沖擊該非導電材料的表面。
3.如權利要求2所述的方法，其中步驟a)的粗化處理是以一加壓氣體攜帶該堅硬的微細粒子通過一釋壓噴嘴沖擊該非導電材料的表面。
4.如權利要求1所述的方法，其中該堅硬的微細粒子是選自氧化鋁、金鋼砂、不銹鋼砂、鐵砂、及二氧化硅或上述微細粒子所組成的混合組群。
5.如權利要求4所述的方法，其中該堅硬的微細粒子為氧化鋁或二氧化硅。
6.如權利要求4所述的方法，其中該堅硬的微細粒子具有一介于50-1000網目之間的粒徑。
7.如權利要求6的所述方法，其中該堅硬的微細粒子具有一介于80-300網目之間的粒徑。
8.如權利要求1的所述方法，其中該非導電材料為塑料，玻璃或陶瓷。
9.如權利要求8所述的方法，其中該非導電材料為塑料。
10.如權利要求1所述的方法，其進一步包含a’)在步驟b)之前，該粗化過的非導電材料被進行清潔。
11.如權利要求10所述的方法，其中以高壓氣體沖洗。
12.如權利要求1所述的方法，其中的步驟b)包含物理蒸氣沉積一第一金屬膜及一第二金屬膜，其中該第一金屬膜具優良的導電性，而該第二金屬膜具抗氧化及/或耐磨擦性而被作為該第一金屬膜的保護膜。
13.如權利要求1所述的方法，其中的步驟b)包含物理蒸氣沉積一第一金屬膜，及該方法進一步包含于該第一金屬膜上涂布一層作為防手紋處理的清漆或蠟層。
14.如權利要求1所述的方法，其中的步驟b)的物理蒸氣沉積為濺鍍。漆或蠟層。
14.如權利要求1所述的方法，其中的步驟b)的物理蒸氣沉積為濺鍍。
15.如權利要求12或13所述的方法，其中的第一金屬膜是選自銅、銀、鎳、鋅、金、鉑、鉻、鎘、鎢及其它們的合金所組成的組群，并且其厚度介于0.2微米至10微米。
16.如權利要求12所述的方法，其中的第一金屬膜為銅、銀、金或鋁膜，并且其厚度介于0.2微米至10微米。
17.如權利要求16所述的方法，其中的第一金屬膜為銅膜。
18.如權利要求12或16所述的方法，其中該第二金屬膜是鎳、鉻、鎳合金、鉻合金或不銹鋼膜，并且其厚度介于0.1微米至10微米。
19.如權利要求18所述的方法，其中該第二金屬膜為不銹鋼膜。
20.如權利要求1所述的方法，其中在步驟a)粗化之前，該非導電材料的表而不欲被形成EMI遮蔽膜的部份被貼以一耐高溫黏性膠帶而加予遮蓋。
全文摘要
本發明涉及在非導電材料的表面上形成一用于遮蔽電磁波干擾的一或多層金屬膜的方法，包括對該表面進行粗化處理，接著于粗化處理過的表面物理蒸汽沉積(例如濺鍍)一或多層金屬膜，而形成電磁波干擾遮蔽膜。本發明方法因為采取該表面粗化處理，使得作為EMI遮蔽膜的金屬膜可由物理蒸汽沉積方式在非導電材料的表面上附著的非常好，附著力可達到5B的層級，符合甚至超過市場上對EMI遮蔽膜的要求。
文檔編號C23C14/02GK1395465SQ01119980
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月5日 優先權日2001年7月5日
發明者劉啟志, 陳在樸, 黃光昭 申請人:柏騰科技股份有限公司