CN1243464C - 形成电磁波干扰遮蔽膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关一种结合物理气相沉积及电镀来形成电磁波干扰(EMI)遮蔽膜的方法。以物理气相沉积在一非导电材料的表面上形成一第一金属膜的第一步骤；及在一电镀系统中于第一金属膜上电镀一第二金属膜的第二步骤。第一金属膜提供了导电性质，于是可作为第二步骤中的电镀系统中的阴极而在其上电镀第二金属膜。第二金属膜可为导电性良好的铜或银。本发明方法进一步包含在第二金属膜上形成一保护膜的步骤，例如镍保护膜。
Description
本发明是关于电子设备的电磁波干扰(EMI)遮蔽膜，尤其是有关一种结合物理气相沉积及电镀来形成电磁波干扰遮蔽膜的方法。
电磁波干扰(electromagnetic interference，以下简称EMI)为不想要的能量放射，其频率范围介于60Hz至超过1000MHz，其中0.01至1000MHz部分为无线电频率干扰(RFI)的范围。
EMI的放射是伴随电子设备的使用而产生的，例如微波炉、个人电脑等等。由于EMI的放射将造成电子设备彼此间的信号干扰而产生杂讯问题，因此影响到例如无线电等通讯器材、实验仪器及人工心脏等等的正常运作。
目前世界上先进国家已经对电子设备的最大可允许EMI放射立下标准，例如美国联邦通讯委员会(FCC)于1983年对会产生10KHz至1000MHz的数据电子产品制定了标准。
EMI的消除一般可由在各项电子元件或设备上形成一遮蔽体而将放射包住。对于非导电材料的EMI遮蔽方法常用的包括在电子设备的塑胶外壳上形成一金属性涂层，例如喷漆、化学金属化及真空金属化等。金属的种类包括铜、银、铬、镍、银、金、锌等。
使用阴极溅镀在塑胶材料上形成金属涂层具有高耗能及会扭曲塑胶材质的缺点。因此，最近人们注意力均集中在用无电解电镀金属(electroless metals)来形成EMI遮蔽膜。一典型的例子可参见美国专利第4514486号，其中一无电解电镀铜及形成在其上的无电解电镀镍的双层EMI遮蔽膜被揭示。
无电解电镀金属膜的形成需要有将一物品浸在一系列水溶液的前处理步骤，再浸在一贵重金属催化剂溶液中，最后再浸在一含有想要的金属的无电解电镀液中，由于被吸附的贵重金属催化剂而将该想要的金属还原沉积在该物品表面上。无电解电镀金属膜的形成除了具有费时费工的缺点外，并且不具有选择性，即在整个被浸于该水溶液的物品表面上均会形成无电解电镀金属膜。对于不想要形成有无电解电镀金属膜的部分，例如电子设备的外表面，又必须再涂布一外涂层加以掩盖。
美国专利第4670306号及英国专利申请第2169925A号均揭示有如何形成具有选择性无电解电镀金属膜的方法，其中进一步包含了附加的步骤及化学品的使用，更不利于生产成本的降低。
本发明的主要目的在于提供一种可使用传统电镀技术在一非导电材料的表面选择性地形成EMI遮蔽膜的方法。
本发明为了达到上述目的一依照本发明内容而完成的EMI遮蔽膜的形成方法包含下列步骤：
a)由物理气相沉积在非导电材料的一表面上形成一第一金属膜；及
b)将步骤a)所获得沉积过的非导电材料作为一阴极(cathode)置于一第一电镀液中，并在第一金属膜上电镀上一第二金属膜。
较佳的，本发明方法进一步包含：
c)将步骤b)所获得电镀过的非导电材料作为一阴极置于一第二电镀液中，并在第二金属膜上电镀上一第三金属膜。
较佳的，在步骤a)的物理气相沉积中使用一罩来遮盖在非导电材料的表面的一部份，于是第一金属膜只是在非导电材料的表面未被遮盖的部分形成。
在本发明方法中第一金属膜、第二金属膜及第三金属膜是个别地选自铜、银、镍、锌、金、铂、铬、铝、镉、钨及其合金所组成的组群。较佳的，该第一金属膜及第二金属膜均为铜，该第三金属膜是镍。
适用于本发明方法的非导电材料例如包括(但不限于)固态聚合物，玻璃或陶瓷。较佳的，该非导电材料为塑胶。
本发明对电子设备的EMI遮蔽膜提供一新颖的制备方法。本发明方法具有生产成本降低及可在电子设备的表面的特定部分形成EMI遮蔽膜的优点。
一般电子设备的外壳多为塑胶材质，例如聚苯乙烯，聚醯胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚合物、聚碳酸酯等。这些塑胶材质因不具有导电性，因此不能以电镀方法在其表面上形成金属膜。然而电镀法已被本领域人士确认为一种非常成熟的技术，可在室温下迅速成长金属膜(相对于无电解电镀金属膜及溅镀金属膜)。因此，如果可以成功的将电镀技术用来形成EMI遮蔽膜，将可显著地增进EMI遮蔽膜的生产效率及降低生产成本。
本发明人为了达到此目的，首先以物理气相沉积的方式在洗净的塑胶基材表面上形成一层金属薄膜，此金属薄膜的厚度只需一很薄的程度足够作为一后续电镀处理的阴极即可。由于只需很薄的金属薄膜，较佳的介于0.1-1.0μm，因此该物理气相沉积的操作温度及时间应被控制在一实质上不损及该塑胶材质的情况下进行。物理气相沉积为本领域人员已知的技术，主要包括蒸镀及溅镀，在本发明方法中以长膜速率较快的溅镀为较合适。已知技艺中任何已知的溅镀技术均可使用于本发明。一合适的溅镀操作条件为：10-2-10-5torr压力，30-200℃温度，1-10分钟，300-700V电压。在本发明的一较佳实施例中，一ABS/聚碳酸酯塑胶基材在10-2torr压力及450V电压的氩气电浆中，于50℃温度溅镀4分钟时间而形成一厚度约0.2μm的铜膜。
在该塑胶基材表面上用物理气相沉积所形成的金属薄膜，因为物理气相沉积具有方向性，于是可由罩遮盖方式只在该基材表面的未遮盖特定部分形成。如此，在后续的电镀步骤中将只会在特定部分镀上金属膜，于是在该塑胶基材的表面形成具有特定形状的EMI遮蔽膜。一次以上的电镀步骤可被连续进行来形成一具有多重膜构造的EMI遮蔽膜。较佳的，该多重膜构造的EMI遮蔽膜包含第一层为导电性佳的铜膜及第二层为耐磨性佳的镍膜。
适用于本发明的电镀技术并无特别限制。较佳的，对欲电镀的塑胶基材不具有不想要的化学反应，例如侵蚀，以此为原则。具有物理气相沉积金属膜的塑胶基材被作为一阴极浸在一电镀系统的电镀液中，在通入一直流电到该电镀系统的情形下，电镀液中的金属离子被还原沉积在该物理气相沉积金属膜上。适合电镀铜膜的电镀液最常用的为硫酸铜水溶液，而电镀镍最常用的电镀液为含有硫酸镍、NiCl2及H3BO3的混合水溶液。
在本发明的较佳实施例中，一具有溅镀铜膜(厚度约0.2μm)的ABS/聚碳酸酯塑胶基材被接连电镀上一厚度约5μm的铜膜及厚度约1μm的镍膜，而形成EMI遮蔽膜。经检验此EMI遮蔽膜，发现其外观不具有裂缝，并且附着情形优良，不易从塑胶基材表面剥落。
Claims (9)
1.一种在非导电材料上形成电磁波干扰遮蔽膜的方法，包含下列步骤：
a)由物理气相沉积在非导电材料的一表面上形成一0.1～1.0μm厚的第一金属膜；及
b)在该第一金属膜上电镀上一第二金属膜，其中该第一金属膜被用作为一阴极；
其中在步骤a)的物理气相沉积中使用一罩来遮盖在非导电材料的表面的一部分，于是第一金属膜只是在非导电材料的表面未被遮盖的部分形成。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包含：
c)在第二金属膜上电镀上一第三金属膜，其中该第二金属膜被用作为一阴极。
3.如权利要求1所述的方法，其中第一金属膜及第二金属膜是分别选自铜、银、镍、锌、金、铂、铬、铝、镉、钨及其合金所组成的群组。
4.如权利要求2所述的方法，其中第三金属膜是选自铜、银、镍、锌、金、铂、铬、铝、镉、钨及其合金所组成的群组。
5.如权利要求1所述的方法，其中非导电材料为固态聚合物，玻璃或陶瓷。
6.如权利要求1所述的方法，其中该非导电材料为塑胶。
7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其中第一金属膜及第二金属膜均为铜。
8.如权利要求2所述的方法，其中第三金属膜是镍。
9.如权利要求1所述的方法，其中物理气相沉积是溅镀。
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