用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法

專利名稱：用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法。更特別地，本 發明涉及一種用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法，所述薄膜具有由基層獲得 的彈性以及優良的傳導性，允許簡化的電鍍工藝并能使在濕電鍍過程中產生的廢水排泄量 最小化。
背景技術：
一般地，由于靜電釋放造成的噪音，電磁波產生于電子設備電路中并通過空氣釋 放到外界或通過電線而被傳導。已知地，電磁波產生噪音并造成周圍部件或設備的失靈并 對人體有害。最近，由于電子設備已變得日益小巧輕盈，并且其被數字化而造成復雜的電 路，更容易產生電磁波，因而對電磁波的控制在韓國和其他國家被加強。用于電或電子電路部件或設備的防電磁干擾材料或各種保護設備或人體免受來 自非特定來源的電磁波的材料被使用。例如有金屬網或類似物、金屬線、含有樹脂或涂漆的 金屬粉末、電鍍層、將含有樹脂或橡膠的金屬粉末加工成薄板或線而制成的材料、金屬箔纏 繞纖維、電鍍纖維等。特別地，由于在加工、安裝和制造中的方便性，防護材料薄板被廣泛地 使用。傳統上，通過將聚酯纖維施加于化學鍍銅鍍層上，而后施加化學鍍鎳鍍層上而制 成的材料被廣泛使用。通過濕電鍍制備的防電磁干擾材料早已得到發展。例如，公開號為S62-018799 的日本未審專利披露了一種含有金屬纖維的無紡織物。公開號為H02-237100的日本未審 專利提及了一種涂覆有化學鍍層的防電磁波紙，而公開號為H04-109698的日本未審專利 披露了一種用作內部建筑材料的無紡織物，所述無紡織物含有涂覆有銀的纖維。此外，公 開號為H04-153034的日本未審專利披露了一種使用合成纖維的防電磁波內部材料，所述 合成纖維通過化學鍍層涂覆有銀，公開號為H05-048289的日本未審專利描述了一種由含 至少10%重量比的金屬切斷纖維或電鍍金屬切斷纖維的無向無紡織物形成的防電磁波材 料。公開號為H05-121893的日本未審專利披露了以一個或兩個穿針無紡織物薄板表面整 體層壓熱塑性樹脂薄板而形成的一種防電磁波成型薄板，所述薄板由含有至少10g/m2合 成纖維的纖維網組成，所述合成纖維通過化學鍍層或無電鍍纖維電鍍有銀，在所述纖維中， 10-50%重量比的無電鍍纖維混合有具有100到190攝氏度熔點的低熔點合成纖維。公開 號為H07-101789的日本專利披露了一種防電磁波部件，所述部件通過將用于化學鍍的催 化劑溶液施加于在長度和寬度方向上具有lOOg/cm2或更高拉伸強度的紙而形成，隨后干燥 和化學沉積以在所述紙的表面和背面形成化學沉積層，所述部件無法由酸和堿損壞并具有 吸收性。公開號為H07-259291的日本未審專利披露了一種防電磁波板，所述板通過將由金 屬電鍍無紡織物形成的防電磁波薄板粘合于板料上而制成。然而，這些技術僅能用于聚酯或丙烯酸材料的基層，所述材料要經過提煉/減輕 重量，涉及20或更多個步驟，包括腐蝕、催化、活化和酸洗和干燥步驟，并需要復雜的電鍍步驟。這些技術還需要在液體中處理各種有色金屬和貴金屬催化劑，這造成金屬損耗并產 生導致相當大處理成本的污水，因而增加了制造成本。此外，在成型步驟中可能跌落金屬顆 粒，從而造成電子和通訊設備的故障。此外，當僅使用化學鍍時，聚合物薄板基層上的鍍層粘合劑或均勻性被破壞，容易 造成分層，因而表面阻力和垂直阻力相對增加。另外，由于所述化學鍍需要大量水，可能產 生更多廢水，從而使環境問題惡化。

發明內容
本發明旨在解決上述相關技術的問題，本發明一方面提供一種防電磁干擾傳導薄 膜及其制備方法，所述薄膜可良好地電鍍粘合于基層并具有良好的均勻性。本發明的另一方面提供一種防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法，所述薄膜在水平 和垂直(厚度)方向具有優良的導電性能。本發明的又一方面提供一種防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法，所述薄膜使廢水 和廢氣的產生最小化并且對環境友好。本發明的又一方面提供一種防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法，所述薄膜超薄并 表現出良好的彈性，從而可用于電腦和移動電話的元件、防磁波和吸收磁波材料、LCD框架 墊、防輻射材料、建筑內外材料、電線材料、防護和立體聲材料、防電磁波服、自防衛設備、面
具、手套等。本發明的又一方面提供一種防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法，所述薄膜和制備 方法允許簡化的濕電鍍工藝并能用于各種材料。本發明的又一方面提供一種防電磁干擾傳導薄膜及其制備方法，所述薄膜和制備 方法涉及低制造成本、保持均一的質量并能批量生產。按照本發明的一方面，使用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜包括絕緣薄膜基層； 第一板層，所述第一板層與所述絕緣薄膜基層接觸并由干電鍍第一金屬形成；第二板層，所 述第二板層與所述第一板層接觸并由濕電鍍第二金屬形成；以及第三板層，所述第三板層 與所述第二板層接觸并由濕電鍍第三金屬形成。所述絕緣薄膜基層可為薄膜、從由聚烯烴、聚酯、聚甲基丙烯酸(烷基)酯、聚苯乙 烯、聚酰胺以及聚碳酸酯組成的組中挑選的紡織或無紡織物。所述絕緣薄膜基層可包括具有2-50微米平均直徑并以200-2000/cm2平均密度形 成的孔洞。所述絕緣薄膜基層可具有1-50微米的厚度。所述第一金屬可從由銅、鎳、鈷、錫以及鐵+鎳組成的組中挑選。所述干電鍍可至少包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)之一，所述物 理氣相沉積包括真空鍍膜、離子電鍍和噴涂。所述第二金屬可從由銅、鈷、錫以及鐵+鎳組成的組中挑選。
所述濕電鍍可包括電解鍍和化學鍍。所述第三金屬可從由鎳、銅、錫、銀、金、鈷、黑鎳、白金、鈀以及鉻組成的組中挑選。所述聚合物纖維層可形成在所述第三板層上。所述聚合物纖維層可包括從烯烴基樹脂、氨基甲酸乙酯基樹脂、丙烯酸基樹脂以及酯基樹脂選擇的至少一種聚合物樹脂。對于3 X 3mm2的樣本，所述傳導薄膜(在厚度方向上)可具有0. 001到0. 05 Ω的 表面阻力。按照本發明的另一方面，一種使用干濕電鍍制備防電磁干擾傳導薄膜的方法包 括通過干電鍍第一金屬在絕緣薄膜基層上形成第一板層，所述第一金屬可從由銅、鎳、鈷、 錫以及鐵+鎳組成的組中挑選；通過濕電鍍第二金屬在所述第一金屬板層上形成第二板 層，所述第二金屬可從由銅、鈷、錫以及鐵+鎳組成的組中挑選；以及通過濕電鍍第三金屬 在所述第二金屬板層上形成第三板層，所述第三金屬可從由鎳、銅、錫、銀、金、鈷、黑鎳、白 金、鈀以及鉻組成的組中挑選。所述干電鍍可至少包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)之一，所述濕 電鍍可包括電解鍍和化學鍍，所述物理氣相沉積包括真空鍍膜、離子電鍍和噴涂。所述方法可進而包括在所電鍍的傳導薄膜上形成聚合物樹脂層。


從下面結合附圖的詳細描述，本發明的的上述和其他方面、特征和優點將變得顯 而易見，其中圖1是按照本發明一實施例的傳導薄膜的示意性剖面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖詳細描述本發明的實施例。按照本發明一實施例的防電磁干擾傳導薄膜包括絕緣薄膜基層；第一板層，所 述第一板層與所述絕緣薄膜基層接觸并由干電鍍第一金屬形成；第二板層，所述第二板層 與所述第一板層接觸并由濕電鍍第二金屬形成；以及第三板層，所述第三板層與所述第二 板層接觸并由濕電鍍第三金屬形成。圖1是按照本發明一實施例的傳導薄膜的示意性剖面圖。參照圖1，所述傳導薄膜 包括絕緣薄膜基層10 ；第一板層20Α和20Β，所述第一板層與所述絕緣薄膜基層接觸；第 二板層30Α和30Β，所述第二板層分別與所述第一板層接觸；以及第三板層40Α和40Β，所述 第三板層分別與所述第二板層接觸。所述絕緣薄膜基層10基本上無傳導性。然而，由于本發明的目的是賦予絕緣基層 以傳導性能，因此不特別限定傳導性。此外，在現有技術中僅將聚酯和丙烯酸材料用于基 層，而在本發明中，不將薄膜基層限定為具體種類，可賦予任何基層傳導性。在一實施例中，所述絕緣薄膜基層可為薄膜、紡織或無紡織纖維物。特別地，所述 絕緣薄膜基層可使用聚烯烴、聚酯、聚甲基丙烯酸(烷基)酯，所述聚烯烴包括聚丙烯、聚乙 烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯等，所述聚酯包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸 丁二酯等，所述聚甲基丙烯酸(烷基)酯包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸 酯等。這些材料可單獨使用，或者兩種或更多種結合使用。所述絕緣薄膜基層可為具有1-50微米，優選10到30微米厚度的超薄薄膜。此外，所述絕緣薄膜基層可包括具有2-50微米平均直徑并以200-2000/cm2平均 密度形成的孔洞。
在所述絕緣薄膜基層10上形成有所述第一板層20A和20B。所述第一板層20A和 20B通過干電鍍第一金屬而形成，所述第一金屬從由銅、鎳、鈷、錫以及鐵+鎳組成的組中挑 選。特別可使用鎳。干電鍍包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)，物理氣相沉積例如為真 空鍍膜、離子電鍍和噴涂。特別地，可使用真空等離子鍍膜工藝。在所述真空等離子鍍膜工藝中，在經干電鍍形成薄膜之前使用氬離子進行碰撞清 除預處理，接著根據基層和電鍍的種類以及目的在10-6托和10-5到10-2托真空水平進行 真空鍍膜，或者在使用偏壓時通過產生等離子而噴涂和離子電鍍。由干電鍍形成的每個所述第一板層20A和20B可具有1_5微米的厚度。當形成所述第一板層20A和20B時，分別在所述第一板層20A和20B上形成所述 第二板層30A和30B。通過濕電鍍第二金屬形成所述第二板層30A和30B，所述第二金屬可從由銅、鈷、 錫以及鐵+鎳組成的組中挑選。可特別是用銅。濕電鍍可包括化學鍍或電解鍍，這些工藝由具有本領域一般知識的人可輕松進 行。特別地，可使用電解銅電鍍。在一實施例中，用于電解銅電鍍的電解槽包括至少一種銅鹽、至少一種還原劑以 及至少一種復合劑。用于提供銅離子的銅鹽包括硫酸銅、氯化銅等；還原劑包括甲醛、聯 氨、四硼氫化鉀、二甲胺硼烷、水合乙醛酸等，而復合劑包括二乙醚二胺四乙酸、二乙醚四胺 四乙酸、羅謝爾鹽、丙三醇、正丁四醇、核糖醇、D-甘露醇、D-葡萄糖醇、木糖醇、亞氨基二乙 酸、反式-1，2-環化六胺四乙酸、1，3- 二氨基丙烷-2-四乙酸醇、多乙二醇單乙醚三胺四乙 酸、三羥乙基胺、三異丙醇胺、硝基乙二胺三乙酸、四羥甲基硫酸磷(2-羥乙基)、乙撐二胺、 四羥甲基硫酸磷(2-羥丙基)、乙撐三胺等。在一實施例中，化學鍍銅電解槽可包括3. 0到4. 5g/l的硫酸銅、8到10g/l的氫氧 化鈉以及4. 0到5. 5g/l的福爾馬林。當形成所述第二板層30A和30B后，所述第三板層40A和40B分別形成在所述第 二板層30A和30B上。通過濕電鍍第三金屬而形成所述第三板層40A和40B，所述第三金屬從由鎳、銅、 錫、銀、金、鈷、黑鎳、白金、鈀以及鉻組成的組中挑選。濕電鍍可包括化學鍍或電解鍍，這些工藝由具有本領域一般知識的人可輕松進 行。特別地，可使用化學鍍鎳。在一實施例中，化學鍍鎳電解槽可包括20到30g/l的硫酸鎳、20到30g/l的次磷 酸鈉以及30到45g/l的檸檬酸鈉。在另一實施例中，聚合物樹脂層(未示出)可形成在所述第三板層上。所述聚合 物樹脂層可包括聚合物樹脂，例如烯烴基樹脂、聚氨酯基樹脂、丙烯酸樹脂、酯基樹脂等，但 并不局限于此。特別地，可使用聚氨酯基樹脂。所述聚合物樹脂層由涂敷或沉積形成。在一實施例中，所述聚合物樹脂層通過在 電鍍聚合物泡沫薄板上沉積水基聚氨酯而形成。在聚合物樹脂層形成在電鍍聚合物泡沫薄 板上的情況下，阻止了金屬的腐蝕和變色，從而改善了耐久性和可靠性。因此，對于3X3mm2的樣本，按照本發明形成的所述傳導薄膜(在厚度方向上)具
6有0. 001到0. 05 Ω，優選0. 01到0. 03 Ω的表面阻力，所以表現出良好的傳導性。在下文中，將參照一些例子詳細描述本發明，但以下例子僅以舉例方式給出，并不 限制本發明的范圍。例 1具有10微米厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜經過噴鎳干電鍍，從而形成1微米 厚的第一板層。將具有所述第一板層的所述薄膜浸入4g/l的硫酸銅、9g/l的氫氧化鈉以及 5g/l的福爾馬林的化學鍍銅電解槽中，從而形成第二板層，即銅板層。然后，將所述薄膜浸 入25g/l的硫酸鎳、25g/l的次磷酸鈉以及35g/l的檸檬酸鈉化學鍍鎳電解槽中以形成第三 板層，鎳板層，從而制成傳導薄膜。將所述傳導薄膜切割成25X25mm2以及3X3mm2的樣本， 然后使用HIOKI 3540m Ω三相鉗式電力儀(以鍍金黃銅探測器)在1千克荷載下(在厚度 方向上)進行豎向導電測試。每個樣本被測量15次，計算平均值。對比例1除在形成所述第一板層過程中將所述薄膜浸入25g/l的硫酸鎳、25g/l的次磷酸 鈉以及35g/l的檸檬酸鈉化學鍍鎳電解槽中外，執行與例1中相同的步驟，即經濕電鍍形成 鎳板層。豎向導電測試結果如表1中所示。對比例2具有10微米厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜經過超聲波洗凈槽以消除保留在 所述薄膜上的污物，再在75-100攝氏度經過10-20%氫氧化鈉的蝕刻槽，然后經過洗凈槽 以去除所述薄板上的氫氧化鈉殘留物，接著經氯化鈀和氯化錫的催化劑槽將氯離子吸收進 所述薄板。隨后，為了消除所吸收的錫離子以及鈀離子，使所述薄膜經過所述絕緣薄膜基 層10%硫磺酸的活化槽以在所述薄膜中僅留下鈀離子，然后將所述薄膜浸入25g/l的硫酸 鎳、25g/l的次磷酸鈉以及35g/l的檸檬酸鈉化學鍍鎳電解槽中以形成鎳板層，而后以與例 1相同的方式形成第二板層和第三板層。豎向導電測試結果如表1中所示。表 1
25x25 mm23x3 mm2例1對比例1對比例2例1對比例1對比例2阻力 (Ω)0. 041. 020. 050, 0310. 860. 042如表1中所示，相比于無預處理進行電鍍的對比例1，例1表現出基本上低的阻力 值。此外，例1相比于包含預處理的對比例2具有低的阻力值。本發明產生了良好的傳導 性，而沒有復雜的預處理步驟，由于不包含預處理步驟，減少了廢水。這樣，按照所述實施例的防電磁干擾傳導薄膜具有良好的均勻性和與基層的電鍍 粘結，在水平和垂直(厚度)方向上具有優異的電導率，將廢水和廢氣的產生最小化并且環 境友好。此外，所述防電磁干擾傳導薄膜超薄且具有良好的彈性，從而能用于電腦和移動電 話的元件、防磁波和吸收磁波材料、LCD框架墊、防輻射材料、建筑內外材料、電線材料、防護 和立體聲材料、防電磁波服、自防衛設備、面具、手套等。此外，所述防電磁干擾傳導薄膜超 薄允許簡化的濕電鍍工藝并能用于各種材料，涉及低制造成本、保持均一的質量并能使產
7量增加。 雖然已提供一些實施例結合附圖解釋本發明，但對本領域技術人員顯而易見的 是，僅是以舉例方式給出了實施例，可進行各種變形、改變、更改以及等同實施例而不脫離 本發明的精神和范圍。本發明的范圍應僅由附加的權利要求限定。
權利要求
1.一種使用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜，包括絕緣薄膜基層；第一板層，所述第 一板層與所述絕緣薄膜基層接觸并由干電鍍第一金屬形成；第二板層，所述第二板層與所 述第一板層接觸并由濕電鍍第二金屬形成；以及第三板層，所述第三板層與所述第二板層 接觸并由濕電鍍第三金屬形成。
2.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述絕緣薄膜基層包括薄膜、從由聚烯 烴、聚酯、聚甲基丙烯酸(烷基)酯、聚苯乙烯、聚酰胺以及聚碳酸酯組成的組中挑選的紡織 或無紡織物。
3.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述絕緣薄膜基層包括具有2-50微米 平均直徑并以200-2000/cm2平均密度形成的孔洞。
4.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述絕緣薄膜基層具有1-50微米的厚度。
5.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述第一金屬從由銅、鎳、鈷、錫以及鐵 +鎳組成的組中挑選。
6.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述干電鍍至少包括物理氣相沉積 (PVD)和化學氣相沉積(CVD)之一，所述物理氣相沉積包括真空鍍膜、離子電鍍和噴涂。
7.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述第二金屬從由銅、鈷、錫以及鐵+ 鎳組成的組中挑選。
8.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述濕電鍍包括電解鍍和化學鍍。
9.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述第三金屬從由鎳、銅、錫、銀、金、 鈷、黑鎳、白金、鈀以及鉻組成的組中挑選。
10.如權利要求1所述的傳導薄膜，其特征在于所述聚合物纖維層形成在所述第三板層上。
11.如權利要求10所述的傳導薄膜，其特征在于所述聚合物纖維層包括從烯烴基樹 脂、氨基甲酸乙酯基樹脂、丙烯酸基樹脂以及酯基樹脂選擇的至少一種聚合物樹脂。
12.如權利要求1-11中任何一項所述的傳導薄膜，其特征在于對于3X3mm2的樣本， 所述傳導薄膜在厚度方向上具有0.001到0.05Ω的表面阻力。
13.一種使用干濕電鍍制備防電磁干擾傳導薄膜的方法，包括通過干電鍍第一金屬 在絕緣薄膜基層上形成第一板層，所述第一金屬可從由銅、鎳、鈷、錫以及鐵+鎳組成的組 中挑選；通過濕電鍍第二金屬在所述第一金屬板層上形成第二板層，所述第二金屬可從由 銅、鈷、錫以及鐵+鎳組成的組中挑選；以及通過濕電鍍第三金屬在所述第二金屬板層上形 成第三板層，所述第三金屬可從由鎳、銅、錫、銀、金、鈷、黑鎳、白金、鈀以及鉻組成的組中挑 選。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于所述干電鍍至少包括物理氣相沉積(PVD) 和化學氣相沉積(CVD)之一，所述濕電鍍包括電解鍍和化學鍍，所述物理氣相沉積包括真 空鍍膜、離子電鍍和噴涂。
15.如權利要求13所述的方法，其特征在于進而包括在所電鍍的傳導薄膜上形成聚 合物樹脂層。
全文摘要
一種使用干濕電鍍的防電磁干擾傳導薄膜包括絕緣薄膜基層，第一板層，所述第一板層與所述絕緣薄膜基層接觸并由干電鍍第一金屬形成，第二板層，所述第二板層與所述第一板層接觸并由濕電鍍第二金屬形成，以及第三板層，所述第三板層與所述第二板層接觸并由濕電鍍第三金屬形成。所述薄膜具有由基層獲得的彈性以及優良的傳導性，允許簡化的電鍍工藝并能使在濕電鍍過程中產生的廢水排泄量最小化。
文檔編號H05K9/00GK102115886SQ201010127108
公開日2011年7月6日 申請日期2010年2月26日 優先權日2009年12月31日
發明者崔哲秀 申請人:崔哲秀