一种柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料及制备方法和应用与流程

1.本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料及制备方法和应用。


背景技术：

2.随着科技的发展，手机、笔记本、led电视等电子产品的功能越来越多，电路板上集成的元器件也越来越多，面对集成电路板上复杂的元器件，他们之间的电磁屏蔽、防静电尤为重要。
3.现有导电泡棉外包裹材料一般用镀铜镍柔性材料，导电泡棉一般为粘结结构，包括弹性泡棉本体、包覆在本体外的导电层以及粘结层，粘结层一般采用耐热双面胶带，使用时通过胶带粘结在所需的位置。这种结构使用方便，但胶带粘结结构会造成导电泡棉阻抗较大，粘附性较差，不能保证导电泡棉与电路板有较好的接触强度，且不能重复使用。另外，导电泡棉本体及导电层所使用的材料不同，将会直接影响到导电泡棉的导电性、抗磁干扰性能及弹性等性能，造成导电泡棉不能很好的发挥其应有的功效。
4.因此，需要一种导通性能好的柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料。


技术实现要素：

5.本发明主要目的在于提供一种柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料及制备方法。所述电磁屏蔽材料具有高导通和高抗氧化性能，具有较好的力学性能和耐温性，结合力强，用作导电泡棉外包裹材料具有导电、防静电和减少电磁辐射等效果。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供一种柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料，其包括基材层、金属过渡层、金属铜层、抗氧化层；所述的金属过渡层为银、铜、金、铝、镍、铬、铁的一种或多种；所述的抗氧化层为与金属铜电位接近且正负电位相同，活泼性低的金属。
8.进一步地，所述的基材层的厚度为8～200μm；所述的金属过渡层单层厚度为0.02～0.5μm；所述的金属铜层单层厚度为2～4μm；所述的抗氧化层单层厚度为0.01～0.5μm。
9.进一步地，所述的抗氧化层为金、钯、铑、铂及其合金的一种或多种。
10.进一步地，所述基材层为聚酰亚胺薄膜，pet薄膜，织物或无纺布。
11.本发明还提供以上所述柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料的制备方法，其包括以下步骤：
12.将基材层在温度60～100℃条件下烘干24～48h，然后进行表面处理；将处理后的基材层表面的单面或双面覆镀金属过渡层；在覆镀的金属过渡层表面覆镀金属铜层；在覆镀的金属铜层表面进一步覆镀抗氧化层，即得。
13.进一步地，采用等离子体处理、离子源及电晕处理的一种或多种方法进行基材层表面处理，处理1～10min。
14.进一步地，采用离子注入、物理气相沉积、化学镀和真空蒸镀的一种或多种进行覆
镀金属过渡层。
15.进一步地，采用电镀或化学镀进行覆镀金属铜层。
16.进一步地，采用物理气相沉积、电镀和化学镀的一种或多种进行覆镀抗氧化层。
17.本发明还提供以上所述柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料在制备导电泡棉外包裹材料中的应用。
18.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
19.本发明利用金属之间的电位差降低金属之间的阻值损耗，选用与金属铜电位差小的金、钯、铑、铂等金属及其合金，大幅提高材料的导通性，同时减少材料的发热性，大大降低电子产品的能耗。
20.本发明所述电磁屏蔽材料的抗氧化层为金、钯、铑、铂及其合金的一种或多种，均为活泼性低的金属，同时，与金属铜的正负电位均相同，大幅提高不同金属间的电化学性能稳定性，不易腐蚀，使电磁屏蔽材料在具备高导通性的基础上，兼具高抗氧化性能。本发明所述材料可用作集成电路板上防静电、电磁屏蔽用导电泡棉外包裹材料，做成一种具有优异弹性的导电端子，具有导电、防静电和减少电磁辐射等效果。
21.本发明所述电磁屏蔽材料在制备过程中通过对基材层进行表面处理，提高了基材与覆镀金属的结合力；通过电镀或化学镀制备的金属铜层，覆镀的金属铜层结晶致密，厚度均匀，厚度可控制在2～4μm，可以精确控制金属层的厚度，在达到同类产品导电性能的前提下，能够大幅降低金属的消耗量。
具体实施方式
22.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
24.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
25.标准电极电位的概念：
26.标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极，即氢的标准电极电位值定为0，与氢标准电极比较，电位较高的为正，电位较低者为负；如氢的标准电极电位h2
←→
h 为0.000；一般标准电极电位以298k(即25摄氏度)为准,但在18～25度范围内可近似为298k的数据。常见金属的标准电极电位，如表1所示：
27.表1常见金属的标准电极电位
[0028][0029]
实施例1
[0030]
柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：
[0031]
s1、将50μm聚酰亚胺薄膜基材在温度60℃条件下烘干24h，然后其双面采用等离子体进行表面处理2min；
[0032]
s2、采用物理气相沉积方法，将步骤s1处理后的基材层单面覆镀铜镍合金0.02μm作为金属过渡层；
[0033]
s3、采用电镀方法，将步骤s2覆镀单层的金属过渡层表面进一步覆镀金属铜层2μm；
[0034]
s4、采用电镀方法，将步骤s3覆镀单层的金属铜层表面进一步覆镀金属金层0.5μm作为抗氧化层，即得柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料。
[0035]
经测试所述电磁屏蔽材料水平电阻为0.01ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.003ω；经过耐中性盐雾试验后(温度：试验室35℃
±
1℃，饱和空气桶47℃
±
1℃；时间：72h；盐水浓度：5％；参照标准：gb/t2423.18—2000)，电磁屏蔽材料水平电阻为0.011ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.003ω。
[0036]
实施例2
[0037]
柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：
[0038]
s1、将100μm涤纶原布基材在温度80℃条件下烘干24h，然后其双面进行表面处理2min；
[0039]
s2、采用物理气相沉积方法，将步骤s1处理后的基材层双面覆镀金属镍0.3μm作为金属过渡层；
[0040]
s3、采用电镀方法，将步骤s2覆镀双层金属过渡层表面进一步覆镀金属铜层3μm；
[0041]
s4、采用物理气相沉积方法，将步骤s3覆镀双层金属铜层表面进一步覆镀金属金层0.01μm作为抗氧化层，即得柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料。
[0042]
经测试所述电磁屏蔽材料水平电阻为0.018ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.008ω；经过耐中性盐雾试验后(温度：试验室35℃
±
1℃，饱和空气桶47℃
±
1℃；时间：72h；盐水浓度：5％；参照标准：gb/t2423.18—2000)，电磁屏蔽材料水平电阻为0.018ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.009ω。
[0043]
实施例3
[0044]
柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：
[0045]
s1、将200μm芳纶原布基材在温度100℃条件下烘干24h，然后其双面进行表面处理2min；
[0046]
s2、采用化学镀方法，将步骤s1处理后的基材层双面覆镀金属镍0.5μm作为金属过
渡层；
[0047]
s3、采用化学镀方法，将步骤s2覆镀双层金属过渡层表面进一步覆镀金属铜层4μm；
[0048]
s4、采用化学镀方法，将步骤s3覆镀双层金属铜层表面进一步覆镀金属金层0.2μm作为抗氧化层，即得柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料。
[0049]
经测试所述电磁屏蔽材料水平电阻为0.015ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.009ω；经过耐中性盐雾试验后(温度：试验室35℃
±
1℃，饱和空气桶47℃
±
1℃；时间：72h；盐水浓度：5％；参照标准：gb/t2423.18—2000)，电磁屏蔽材料水平电阻为0.0155ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.009ω。
[0050]
实施例4
[0051]
柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：
[0052]
s1、将8μm涤纶不织布基材在温度100℃条件下烘干24h，然后其双面进行表面处理2min；
[0053]
s2、采用物理气相沉积德方法，将步骤s1处理后的基材层双面覆镀金属镍0.05μm作为金属过渡层；
[0054]
s3、采用电镀方法，将步骤s2覆镀双层金属过渡层表面进一步覆镀金属铜层2μm；
[0055]
s4、采用物理气相沉积方法，将步骤s3覆镀双层金属铜层表面进一步覆镀金属金层0.02μm作为抗氧化层，即得柔性高导通抗氧化电磁屏蔽材料。
[0056]
经测试所述电磁屏蔽材料水平电阻为0.019ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.004ω；经过耐中性盐雾试验后(温度：试验室35℃
±
1℃，饱和空气桶47℃
±
1℃；时间：72h；盐水浓度：5％；参照标准：gb/t2423.18—2000)，电磁屏蔽材料水平电阻为0.019ω/
□
，垂直电阻(不含基材)为0.005ω。
[0057]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。