JP2021061365A - 電磁波シールドフィルム、回路基板、及び回路基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
絶縁フィルムには、グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が設けられている。導電性接着剤層は、熱プレスによって、この貫通項に貫入し、グランド用配線又はグランド層と接触するようになっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、シールド層とグランド用配線又はグランド層との接続抵抗が低減された電磁波シールドフィルムと、この電磁波シールドフィルムを用いた回路基板とその製造方法を提供する。
[1]絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に隣接し、少なくとも前記絶縁樹脂層とは反対側の最外層が金属薄膜層とされたシールド層と、前記シールド層の前記絶縁樹脂層とは反対側に設けられた導電性接着剤層とを備え、
前記導電性接着剤層は、フレーク状の導電性粒子を含み、100〜190℃における貯蔵弾性率の最低値が1.0×103〜1.0×105Paである、電磁波シールドフィルム。
[2]前記導電性粒子の体積平均粒子径が1〜100μmである、[1]に記載の電磁波シールドフィルム。
[3]前記導電性接着剤層100質量%に占める前記導電性粒子の割合が、1質量%以上50質量%以下である、[1]又は[2]に記載の電磁波シールドフィルム。
[4]前記導電性接着剤層の層厚に対する前記導電性粒子の平均厚さの比が0.002〜0.3である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
[5]基板の少なくとも一方の面にグランド用配線又はグランド層を含む回路が設けられた回路基板本体と、
前記一方の面に隣接し、前記グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が形成された絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルムの前記回路基板本体とは反対側に隣接する[1]〜[4]のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムと、を備え、
前記電磁波シールドフィルムにおける前記導電性接着剤層が、前記絶縁フィルムに接着すると共に、前記貫通孔に貫入して、前記グランド用配線又はグランド層に接触している、回路基板。
[6]基板の少なくとも一方の面にグランド用配線又はグランド層を含む回路が設けられた回路基板本体に対して、前記グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が形成された絶縁フィルムを重ね、次いで、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムを前記導電性接着剤層が前記絶縁フィルムと前記導電性接着剤層とが接するように重ね、その後熱プレスする回路基板の製造方法。
「等方導電性接着剤層」とは、厚さ方向及び面方向に導電性を有する導電性接着剤層を意味する。
「異方導電性接着剤層」とは、厚さ方向に導電性を有し、面方向に導電性を有しない導電性接着剤層を意味する。
「面方向に導電性を有しない導電性接着剤層」とは、表面抵抗が1×104Ω/□以上である導電性接着剤層を意味する。
導電性粒子の体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた体積基準累積50%径(d50)である。
金属薄膜層の厚さは、渦電流式膜厚計を用いて無作為に選ばれた5箇所の厚さを測定し、平均した値である。
表面抵抗は、106Ω/□未満の場合は、低抵抗抵抗率計(例えば、三菱ケミカル社製、ロレスタGP、ASPプローブ)を用い、四端子法(JIS K 7194:1994及びJIS R 1637:1998に準拠する方法)で測定される表面抵抗率であり、106Ω/□以上の場合は、高抵抗抵抗率計(例えば、三菱ケミカル社製、ハイレスタUP、URSプローブ)を用い、二重リング法(JIS K 6911:2006に準拠する方法)で測定される表面抵抗率である。
図1〜図5における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電磁波シールドフィルム1Aを示す断面図である。
本実施形態の電磁波シールドフィルム1Aは、絶縁樹脂層10と、絶縁樹脂層10に隣接するシールド層22と、シールド層22の絶縁樹脂層10とは反対側に設けられた導電性接着剤層24を有する。
また、本実施形態では、絶縁樹脂層10のシールド層22とは反対側に、第1の離型フィルム30が貼付されている。また、導電性接着剤層24のシールド層22とは反対側に、第2の離型フィルム40が貼付されている。
絶縁樹脂層10は、電磁波シールドフィルム1Aから第2の離型フィルム40と第1の離型フィルム30が剥離された後には、シールド層22の保護層となる。
光ラジカル重合開始剤としては、光硬化性樹脂の種類に応じた公知の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、アミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム、紫外線硬化アクリレート樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、耐熱性に優れる点から、アミド樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。
硬化剤としては、熱硬化性樹脂の種類に応じた公知の硬化剤が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルホン、ポリフェニレンサルフィド、ポリフェニレンサルフィドサルホン、ポリフェニレンサルフィドケトン等が挙げられる。
着色剤及びフィラーのいずれか一方又は両方としては、耐候性、耐熱性、隠蔽性の点から、顔料又はフィラーが好ましく、プリント回路の隠蔽性、意匠性の点から、黒色顔料、又は黒色顔料と他の顔料もしくはフィラーとの組み合わせがより好ましい。
絶縁樹脂層10は、難燃剤を含んでいてもよい。絶縁樹脂層10は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。
絶縁樹脂層10の厚さは、0.1μm以上30μm以下が好ましく、0.5μm以上20μm以下がより好ましい。絶縁樹脂層10の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、絶縁樹脂層10が保護層としての機能を十分に発揮できる。絶縁樹脂層10の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、離型フィルムを除いた電磁波シールドフィルム1Aの厚さを薄くできる。
シールド層22は、面方向に広がるように形成されている1層又は複数層の金属薄膜層を有する。金属薄膜層は、金属のみからなる層である。シールド層22の、少なくとも絶縁樹脂層10と反対側の最外層は金属薄膜層とされている。
金属薄膜層のなかでも、電磁波遮蔽性が高く、しかも金属薄膜を容易に形成しやすいことから、金属蒸着層が好ましく、銀蒸着層又は銅蒸着層がより好ましい。
金属薄膜層の数は、2〜10層が好ましく、2〜6層がより好ましく、2〜4層がより好ましい。複数の金属薄膜層を有することにより、1層の金属薄膜層を備える場合よりも電磁波の反射界面が多くなり、各金属薄膜層の厚みが薄くても、電磁波遮蔽性が優れる。
各金属薄膜層の厚さ、構成材料、物性等は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
各金属薄膜層の厚さが上記範囲の上限値以下であると、各金属薄膜層におけるガス透過性が高まり、はんだリフロー処理時に発生したガス(例えば、導電性接着剤層24から発生したガス)が透過し易くなるので、ガスの滞留による層間剥離や膨れを防止することができる。
各金属薄膜層の厚さが上記範囲の下限値以上であると、各金属薄膜層の界面における電磁波遮蔽性が向上する。
前記合計の厚さが上記範囲の下限値以上であると、シールド層22におけるガス透過性が高まり、はんだリフロー処理時に発生したガス(例えば、導電性接着剤層24から発生したガス)が透過し易くなるので、ガスの滞留による層間剥離や膨れを防止することができる。
前記合計の厚さが上記範囲の上限値以下であると、電磁波シールドフィルムを薄型化することができる。
非金属層の厚みが上記範囲の下限値以上であると、隣接する金属薄膜層に対する接着力が高まり、上記範囲の上限値以下であると、非金属層におけるガス透過性が高まり、結果として半田耐熱性が向上するので好ましい。
前記絶縁層は、必要に応じて絶縁樹脂以外の他の成分を含んでいてもよい。
前記絶縁樹脂には、熱硬化性樹脂の硬化剤が含まれていてもよい。硬化剤としては、例えば、イソシアネート基を2つ以上有するイソシアネート化合物、エポキシ基を2つ以上有するエポキシ化合物等が挙げられ、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択される。
前記導電性ポリマーとしては、例えば、公知のπ共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体が挙げられる。
シールド層22を構成する非金属薄膜層が複数である場合、各非金属層の厚さ、構成材料、物性等は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
導電性接着剤層24は、接着剤成分24a及び導電性粒子24bを含む。
接着剤成分24aは接着性樹脂を含む。また、難燃剤を含んでいてもよい。接着剤成分24aは、導電性接着剤層24の強度を高め、打ち抜き特性を向上させるために、セルロース樹脂、ミクロフィブリル(ガラス繊維等)を含んでいてもよい。接着剤成分24aは、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。
熱硬化性樹脂は、未硬化の状態であってもよく、Bステージ化された状態であってもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム、紫外線硬化アクリレート樹脂等が挙げられる。耐熱性に優れる点から、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、可とう性付与のためのゴム成分(カルボキシ変性ニトリルゴム、アクリルゴム等)、粘着付与剤等を含んでいてもよい。
接着剤成分24aにおける他の成分としては、硬化剤、硬化促進剤、低応力化剤(応力緩和剤)等が挙げられる。
接着剤成分24aにおける硬化剤の含有量は、接着性樹脂100質量部に対して、1質量部以上100質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下がより好ましく、10質量部以上30質量部以下がさらに好ましい。硬化剤の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、導電性接着剤層24の硬化性に優れ、接着性がさらに優れる。硬化剤の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、導電性接着剤層24の硬化速度が適度なものとなる。
接着剤成分24aにおける低応力化剤の含有量は、接着剤成分24a(固形分)100質量%のうち、10質量%以上80質量%以下が好ましく、30質量%以上70質量%以下がより好ましい。低応力化剤の含有量が前記範囲内であれば、導電性接着剤層24の可とう性に優れる。
導電性粒子24bの体積平均粒子径は、1μm〜100μmであることが好ましく、3μm〜80μmであることがより好ましく、5μm〜50μmであることがさらに好ましい。導電性粒子24bの厚みは0.05μm〜1μmの範囲のものが好ましい。
また、導電粒子1つの扁平部長手方向及び扁平部短手方向の長さは、それぞれ独立して1μm〜100μmの範囲にあることが好ましい。
また、金属酸化物を含むコア粒子の表面に、金属コート層を有する粒子であってもよい。
金属酸化物は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、及びマグネシアからなる群から選択される一種以上であることが好ましい。
金属コート層に含まれる金属としては、銀、白金、金、銅、ニッケル、パラジウム、アルミニウム等が挙げられる。中でも、導電率が高いことから、銀が好ましい。
導電性接着剤層24における導電性粒子24bの含有量が好ましい上限値以下であれば、導電性接着剤層24は、厚さ方向に導電性を有し、面方向には導電性を有さない異方性導電性接着剤層となりやすい。導電性接着剤層24が異方性導電性接着剤層となると、等方性接着剤層となった場合と比較して、導電性を維持しながら、コストダウンができる。
導電性接着剤層24における導電性粒子24bの含有量が好ましい下限値以上であれば、導電性接着剤層24の導電性が良好になる。
熱プレス時最低貯蔵弾性率が好ましい上限値以下であれば、絶縁フィルム付きプリント配線板と電磁波シールドフィルム1Aとを熱プレスする際に導電性粒子24bが基板の面方向に沿って配向しやすい。熱プレス時最低貯蔵弾性率が好ましい下限値以上であれば、絶縁フィルム付きプリント配線板と電磁波シールドフィルム1Aとを熱プレスする際に導電性接着剤層24から接着剤成分24aが溶出しにくくなる。
導電性接着剤層24の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、導電性接着剤層24の流動性(絶縁フィルムの貫通孔の形状への追随性)を確保でき、絶縁フィルムの貫通孔内を導電性接着剤で十分に埋めることができる。導電性接着剤層24の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールドフィルム1Aを薄くできる。また、電磁波シールドフィルム1Aの可とう性がよくなる。また、絶縁フィルム付きプリント配線板と電磁波シールドフィルム1Aとを熱プレスする際に導電性接着剤層24から接着剤成分24aが溶出しにくくなる。
上記の比が好ましい下限値以上であれば、回路基板において、絶縁フィルムの貫通孔で、面方向に導電粒子が配向し、厚さ方向に導電しやすくなるなので、接続抵抗を低下させやすい。
第1の離型フィルム30は、絶縁樹脂層10やシールド層22のキャリアフィルムとなるものであり、電磁波シールドフィルム1Aのハンドリング性を良好にする。第1の離型フィルム30は、電磁波シールドフィルム1Aをプリント配線板等に貼り付けた後には、絶縁樹脂層10から剥離される。
着色剤及びフィラーのいずれか一方又は両方としては、絶縁樹脂層10と明確に区別でき、熱プレスした後に第1の離型フィルム30の剥がし残しに気が付きやすい点から、絶縁樹脂層10とは異なる色のものが好ましく、白色顔料、フィラー、又は白色顔料と他の顔料もしくはフィラーとの組み合わせがより好ましい。
粘着剤としては、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。粘着剤のガラス転移温度は、−100℃以上60℃以下が好ましく、−60℃以上40℃以下がより好ましい。
第2の離型フィルム40は、導電性接着剤層を保護するものであり、電磁波シールドフィルム1Aのハンドリング性を良好にする。第2の離型フィルム40は、電磁波シールドフィルム1Aをプリント配線板等に貼り付ける前に、導電性接着剤層から剥離される。
離型フィルム本体42は、着色剤、フィラー等を含んでいてもよい。
離型フィルム本体42の厚さは、5μm以上500μm以下が好ましく、10μm以上150μm以下がより好ましく、25μm以上100μm以下がさらに好ましい。
離型剤としては、公知の離型剤を用いればよい。
例えば、絶縁樹脂層10が十分な柔軟性や強度を有する場合は、第1の離型フィルム30を省略してもよい。
導電性接着剤層24の表面の粘着力が小さい場合には、第2の離型フィルム40を省略してもよい。
第1の離型フィルム30は、離型フィルム本体32が自己粘着性を有するフィルムである場合には、粘着剤層34を有しなくてもよい。
第1の離型フィルム30は、粘着剤層34の代わりに離型剤層を有していてもよい。
第2の離型フィルム40は、離型フィルム本体42のみで十分な離型性を有する場合は、離型剤層44を有しなくてもよい。
本発明における電磁波シールドフィルムは、例えば、第1の離型フィルム、絶縁樹脂層及びシールド層を順に有する第1の積層体と、第2の離型フィルム及び導電性接着剤層を順に有する第2の積層体とを、シールド層と導電性接着剤層とが接するように重ねて圧着することによって製造できる。
ただし、本発明における電磁波シールドフィルムの製造方法は、方法(A1)、又は方法(A2)に限定されない。
工程(A1−1):キャリアフィルムの表面にシールド層22を設けたキャリアフィルム付き金属薄膜を用意する工程。
工程(A1−2):キャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に絶縁樹脂層10を形成し、絶縁樹脂層10の表面に第1の離型フィルム30を貼り付け、キャリアフィルムを剥離して第1の積層体を得る工程。
工程(A1−3):第2の離型フィルム40の片面に導電性接着剤層24を形成して第2の積層体を得る工程。
工程(A1−4):第1の積層体と第2の積層体とを、第1の積層体のシールド層22と第2の積層体の導電性接着剤層24とが接するように貼り合せる工程。
以下、方法(A−1)の各工程について詳細に説明する。
キャリアフィルムとしては、キャリアフィルム(PETフィルム等)の表面に離型剤層が形成されたものが挙げられる。
工程(A1−1)におけるシールド層22の形成方法としては、シールド層22が1層の金属薄膜層からなる場合、物理蒸着、CVD(化学気相蒸着)によって蒸着膜を形成する方法、めっきによってめっき膜を形成する方法、金属箔を貼り付ける方法等が挙げられる。面方向の導電性に優れるシールド層22を形成できる点から、物理蒸着、CVDによって蒸着膜を形成する方法、又はめっきによってめっき膜を形成する方法が好ましい。シールド層22の厚さを薄くでき、かつ厚さが薄くても面方向の導電性に優れるシールド層22を形成でき、ドライプロセスにて簡便にシールド層22を形成できる点から、物理蒸着、CVDによって蒸着膜を形成する方法がより好ましく、物理蒸着によって蒸着膜を形成する方法がさらに好ましい。
・キャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に、光硬化性樹脂と光ラジカル重合開始剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させる方法。
・キャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に、熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させる方法。
・キャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に、熱可塑性樹脂を含む塗料を塗布し、乾燥させる方法。
・キャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に、熱可塑性樹脂を含む組成物を押出成形により成形したフィルムを直接積層する方法。
これらの方法のなかでも、はんだ付け等の際の耐熱性の点から、キャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に、光硬化性樹脂と光ラジカル重合開始剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させる方法、又はキャリアフィルム付き金属薄膜のシールド層22の表面に、熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させる方法が好ましい。
光硬化性樹脂を半硬化又は硬化させる際には、光(紫外線等)を照射すればよい。
熱硬化性樹脂を半硬化又は硬化させる際には、ヒータ、赤外線ランプ等の加熱器を用いて加熱すればよい。
導電性接着剤塗料は、接着剤成分24aと導電性粒子24bと溶剤とを含む。
導電性接着剤塗料に含まれる溶剤としては、エステル(酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、エチレングリコールモノアセテート等)、ケトン(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)、アルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリールモノメチルエーテル、プロピレングルコール等)等が挙げられる。
塗布した導電性接着剤塗料より溶剤を揮発させることにより、導電性接着剤層24を形成する。
圧着の際の圧力は、0.1kPa以上100kPa以下が好ましく、0.1kPa以上20kPa以下がより好ましく、1kPa以上10kPa以下がさらに好ましい。
圧着の際の温度(熱盤の温度)は、50℃以上100℃以下が好ましい。
工程(A2−1):第1の離型フィルム30の片面に絶縁樹脂層10を形成する工程。
工程(A2−2):絶縁樹脂層10の第1の離型フィルム30とは反対側の面にシールド層22を形成して第1の積層体を得る工程。
工程(A2−3):第2の離型フィルム40の片面に導電性接着剤層24を形成して第2の積層体を得る工程。
工程(A2−4):第1の積層体と第2の積層体とを、第1の積層体のシールド層22と第2の積層体の導電性接着剤層24とが接するように貼り合せる工程。
工程(A2−2)では、絶縁樹脂層10の第1の離型フィルム30とは反対側の面にシールド層22を形成する。シールド層22の形成方法は、方法(A1)における工程(A1−1)と同様である。
工程(A2−3)及び工程(A2−4)は、方法(A1)における工程(A1−3)及び工程(A1−4)と同様である。
本発明における回路基板は、基板の少なくとも一方の面にグランド用配線又はグランド層を含む回路が設けられた回路基板本体と、前記一方の面に隣接し、前記グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が形成された絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの前記回路基板本体とは反対側に隣接する本発明の電磁波シールドフィルムと、を備える。
前記電磁波シールドフィルムにおける前記導電性接着剤層は、前記絶縁フィルムに接着すると共に、前記貫通孔に貫入して、前記グランド用配線又はグランド層に接触している。
また、配向した導電性粒子24bのシールド層22に接触する側は扁平なため、熱プレスの圧力が加わっても、導電性粒子24bがシールド層22を突き破る等の不都合は生じにくい。
回路基板2は、基板本体の一例であるフレキシブルプリント配線板50と、絶縁フィルム60と、第1の実施形態の電磁波シールドフィルム1Aから、第1の離型フィルム30と第2の離型フィルム40とが剥離された電磁波シールドフィルム1Dとを備える。
フレキシブルプリント配線板50は、基板の一例であるベースフィルム52の少なくとも片面にプリント回路54が設けられたものである。プリント回路54は、グランド用配線54aと信号回路を含んでいる。
電磁波シールドフィルム1Dの導電性接着剤層24は、絶縁フィルム60の表面に接着され、かつ硬化されている。また、導電性接着剤層24は、絶縁フィルム60に形成された貫通孔62を通ってプリント回路54のグランド用配線54aに電気的に接続されている。
貫通孔62のある部分を除くプリント回路54とシールド層22との離間距離は、絶縁フィルム60の厚さと導電性接着剤層24の厚さの総和とほぼ等しい。離間距離は、30μm以上200μm以下が好ましく、60μm以上200μm以下がより好ましい。離間距離が30μmより小さいと、信号回路のインピーダンスが低くなるため、100Ω等の特性インピーダンスを有するためには、信号回路の線幅を小さくしなければならず、線幅のバラツキが特性インピーダンスのバラツキとなって、インピーダンスのミスマッチによる反射共鳴ノイズが電気信号に乗りやすくなる。離間距離が200μmより大きいと、回路基板2が厚くなり、可とう性が不足する。
フレキシブルプリント配線板50は、銅張積層板の銅箔を公知のエッチング法により所望のパターンに加工してプリント回路54としたものである。
銅張積層板としては、ベースフィルム52の片面又は両面に接着剤層(図示略)を介して銅箔を貼り付けたもの;銅箔の表面にベースフィルム52を形成する樹脂溶液等をキャストしたもの等が挙げられる。
接着剤層の材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
接着剤層の厚さは、0.5μm以上30μm以下が好ましい。
ベースフィルム52の表面抵抗は、電気的絶縁性の点から、1×106Ω/□以上が好ましい。ベースフィルム52の表面抵抗は、実用上の点から、1×1019Ω/□以下が好ましい。
ベースフィルム52の厚さは、5μm以上200μm以下が好ましく、屈曲性の点から、6μm以上50μm以下がより好ましく、10μm以上25μm以下がより好ましい。
銅箔の厚さは、1μm以上50μm以下が好ましく、18μm以上35μm以下がより好ましい。
プリント回路54の長さ方向の端部(端子)は、ハンダ接続、コネクター接続、部品搭載等のため、絶縁フィルム60や電磁波シールドフィルム1Dに覆われず、露出している。
絶縁フィルム60(カバーレイフィルム)は、絶縁フィルム本体(図示略)の片面に、接着剤の塗布、接着剤シートの貼り付け等によって接着剤層(図示略)を形成したものである。
絶縁フィルム本体の表面抵抗は、電気的絶縁性の点から、1×106Ω/□以上が好ましい。絶縁フィルム本体の表面抵抗は、実用上の点から、1×1019Ω/□以下が好ましい。
絶縁フィルム本体としては、耐熱性を有するフィルムが好ましく、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、液晶ポリマーフィルムがより好ましく、ポリイミドフィルムがさらに好ましい。
絶縁フィルム本体の厚さは、1μm以上100μm以下が好ましく、可とう性の点から、3μm以上25μm以下がより好ましい。
接着剤層の厚さは、1μm以上100μm以下が好ましく、1.5μm以上60μm以下がより好ましい。
本発明における回路基板は、図示例の実施形態に限定されない。
例えば、フレキシブルプリント配線板50は、裏側にグランド層を有し、このグランド層がビアホールによって表側のグランド用配線54aに接続されたものであってもよい。また、フレキシブルプリント配線板50は、両面にプリント回路54を有し、両面に絶縁フィルム60及び電磁波シールドフィルム1Dが貼り付けられたものであってもよい。
フレキシブルプリント配線板50の代わりに、柔軟性のないリジッドプリント基板を用いてもよい。
本発明の回路基板の製造方法は、基板の少なくとも一方の面にグランド用配線又はグランド層を含む回路が設けられた回路基板本体に対して、前記グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が形成された絶縁フィルムを重ね、次いで、本発明の電磁波シールドフィルムを前記導電性接着剤層が前記絶縁フィルムと前記導電性接着剤層とが接するように重ね、その後熱プレスする回路基板の製造方法である。
工程(a):フレキシブルプリント配線板50のプリント回路54が設けられた側の表面に、グランド用配線54aに対応する位置に貫通孔62が形成された絶縁フィルム60を設け、絶縁フィルム付きプリント配線板3を得る工程。
工程(b):工程(a)の後、絶縁フィルム付きプリント配線板3と、電磁波シールドフィルム1Aから第2の離型フィルム40を剥離して得られた電磁波シールドフィルム1Cとを、絶縁フィルム60の表面に導電性接着剤層24が接触するように重ね、これらを熱プレスする工程。
工程(c):工程(b)の後、第1の離型フィルム30が不要になった際に、電磁波シールドフィルム1Cから第1の離型フィルム30を剥離する工程。
工程(d):必要に応じて、工程(a)と工程(b)との間、又は工程(c)の後に導電性接着剤層24を本硬化させる工程。
以下、各工程について、図3を参照しながら詳細に説明する。
工程(a)は、フレキシブルプリント配線板50に絶縁フィルム60を積層して、絶縁フィルム付きプリント配線板3を得る工程である。
具体的には、まず、フレキシブルプリント配線板50に、プリント回路54に対応する位置に貫通孔62が形成された絶縁フィルム60を重ねる。なお、貫通孔62は、フレキシブルプリント配線板50と貫通孔62が形成されていない絶縁フィルム60を重ねた後から、形成してもよい。
次いで、フレキシブルプリント配線板50の表面に絶縁フィルム60の接着剤層(図示略)を接着し、接着剤層を硬化させることによって、絶縁フィルム付きプリント配線板3を得る。フレキシブルプリント配線板50の表面に絶縁フィルム60の接着剤層を仮接着し、工程(d)にて接着剤層を本硬化させてもよい。
接着剤層の接着及び硬化は、例えば、プレス機(図示略)等による熱プレスによって行う。
工程(b)は、絶縁フィルム付きプリント配線板3に、電磁波シールドフィルム1Aから第2の離型フィルム40を剥離した電磁波シールドフィルム1Cを熱プレスする工程である。
具体的には、絶縁フィルム付きプリント配線板3に、第2の離型フィルム40を剥離した電磁波シールドフィルム1Cを重ね、熱プレスする。これにより、絶縁フィルム60の表面に導電性接着剤層24を接着するとともに、導電性接着剤層24を貫通孔62内に押し込み、貫通孔62内を埋めてプリント回路54のグランド用配線54aに電気的に接続する。
また、熱プレス時最低貯蔵弾性率が低いため、貫通孔62における導電性接着剤層24の厚さが充分に薄くなる。
熱プレスの時間は、20秒以上60分以下が好ましく、30秒以上30分以下がより好ましい。熱プレスの時間が前記範囲の下限値以上であれば、絶縁フィルム60の表面に導電性接着剤層24を容易に接着できる。熱プレスの時間が前記範囲の上限値以下であれば、回路基板2の製造時間を短縮できる。
工程(c)は、電磁波シールドフィルム1Cから第1の離型フィルム30を剥離する工程である。
具体的には、キャリアフィルムが不要になった際に、絶縁樹脂層10から第1の離型フィルム30を剥離し、フレキシブルプリント配線板50に、電磁波シールドフィルム1Dが積層した回路基板2の層構成を得る。
工程(d)は、導電性接着剤層24を本硬化させる工程である。
工程(b)における熱プレスの時間が20秒以上10分以下の短時間である場合、工程(b)と工程(c)との間、又は工程(c)の後に導電性接着剤層24の本硬化を行うことが好ましい。
導電性接着剤層24の本硬化は、例えば、オーブン等の加熱装置を用いて行う。
加熱時間は、15分以上120分以下であり、30分以上60分以下がより好ましい。
加熱時間が前記範囲の下限値以上であれば、導電性接着剤層24を十分に硬化できる。加熱時間が前記範囲の上限値以下であれば、回路基板2の製造時間を短縮できる。
加熱温度(オーブン中の雰囲気温度)は、120℃以上180℃以下が好ましく、120℃以上150℃以下がより好ましい。加熱温度が前記範囲の下限値以上であれば、加熱時間を短縮できる。加熱温度が前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールドフィルム1D、フレキシブルプリント配線板50等の劣化等を抑えることができる。
回路基板2Xの電磁波シールドフィルム1Xにおける導電性接着剤層27は、接着剤成分27a及び導電性粒子27bを含む。
導電性粒子27bは、導電性粒子24bと同様のフレーク状の導電性粒子である。導電性接着剤層27の熱プレス時最低貯蔵弾性率は、1.0×105Paを超えている。
その結果、シールド層22と導電性粒子27b、導電性接着剤層24の厚さ方向における導電性粒子27b同士、導電性粒子27bとグランド用配線54aの接触面積が不充分となる。そのため、小さい接続抵抗で、シールド層と回路基板本体におけるグランド用配線又はグランド層を導通させることができない。したがって、高いシールド効果が得られない。
回路基板2Yの電磁波シールドフィルム1Yにおける導電性接着剤層28は、接着剤成分28a及び導電性粒子28bを含む。
導電性粒子27bは、導電性粒子24bと異なり、球状である。導電性接着剤層27の熱プレス時最低貯蔵弾性率は、1.0×103〜1.0×105Paである。
また、熱プレス時最低貯蔵弾性率が低いため、熱プレスによって、シールド層22とグランド用配線54aとの距離は近づけやすいが、近づけすぎると、シールド層22とグランド用配線54aの間に存在する導電性粒子28bが横方向に押し出されてしまい、導電性粒子28bを介した接続ができなくなってしまうと考えられる。また、横方向に押し出されない場合は、導電性粒子28bが、シールド層22を突き破ってしまう等、別の問題が生じかねない。
そのため、小さい接続抵抗で、シールド層と回路基板本体におけるグランド用配線又はグランド層を導通させることができない。したがって、高いシールド効果が得られない。
各例で得られた回路基板におけるシールド層とグランド用配線との間の接続抵抗を、日置電機社製のデジタルマルチメータを用いて測定した。
各例で用いた導電性粒子、キャリアフィルム付き金属薄膜、第1の離型フィルム、及び第2の離型フィルムは、以下の通りである。
各導電性粒子の長手方向の平均長さ、短手方向の平均長さ、平均厚さ、及びこれらの比率は、各導電性粒子を使用した実施例、比較例の結果等と共に表1に示す。
導電性粒子B:銀コートアルミナ、フレーク状、体積平均粒子径12.4μm、厚さ0.6μm。
導電性粒子C:銅、フレーク状、体積平均粒子径45μm、厚さ0.5μm。
導電性粒子D:銅、球状、体積平均粒子径6μm。
第1の離型フィルム:粘着フィルム(パナック社製、パナプロテクト(登録商標)GN、粘着力:0.49N/cm、PETフィルム厚さ:75μm)。
第2の離型フィルム:離型フィルム(パナック社製、パナピール(登録商標)SM−1、PETフィルム厚さ:50μm)。
キャリアフィルム付き金属薄膜の金属薄膜層の表面に、絶縁樹脂層形成用塗工液を#4のバーコーターを用いて塗布した。塗膜を100℃で1分間乾燥した後、400mJの紫外線を照射して、金属薄膜層の表面に絶縁樹脂層(厚さ:10μm、表面抵抗:1.0×1012Ω/□以上)を設けた。
絶縁樹脂層の表面に第1の離型フィルムを、絶縁樹脂層と粘着剤層とが接するように貼り付けた。キャリアフィルムを金属薄膜層から剥離し、第1の積層体を得た。
第1の積層体と第2の積層体とを、金属薄膜層と導電性接着剤層とが接するように重ね、温度:95℃、圧力:5kPaの条件で圧着し、電磁波シールドフィルムを得た。
厚さ12μmのポリイミドフィルム(ベースフィルム)の表面にプリント回路が形成されたフレキシブルプリント配線板を用意した。
フレキシブルプリント配線板に絶縁フィルムを熱プレスにより貼り付けて、絶縁フィルム付きフレキシブルプリント配線板を得た。
絶縁樹脂層から第1の離型フィルムを剥離した後、150℃で1時間加熱し、回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
導電性粒子の配合量を表1に示すように変更した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
導電性粒子Aに代えて導電性粒子Bを表1に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
導電性粒子Aに代えて導電性粒子Cを表1に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
導電性粒子Aに代えて導電性粒子Cを表1に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
硬化剤(四国化成社製、2P4MZ)の3質量部に代えて硬化剤(四国化成社製、2E4MZ)の1質量部を、導電性粒子Aに代えて導電性粒子Bを表1に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
硬化剤(四国化成社製、2P4MZ)の3質量部に代えて硬化剤(四国化成社製、2MZ−H)の0.3質量部を、導電性粒子Aに代えて導電性粒子Bを表1に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表1に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表1に示す。
硬化剤(四国化成社製、2P4MZ)の3質量部に代えて硬化剤(四国化成社製、2MZ−H)の1質量部を、導電性粒子Aに代えて導電性粒子Bを表2に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表2に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表2に示す。
導電性粒子Aに代えて導電性粒子Dを表2に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表2に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表2に示す。
導電性粒子Aに代えて導電性粒子Dを表2に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得た。
得られた回路基板の導電性接着剤層の層厚と、この層厚と導電性粒子の平均厚さの比を表2に示す。また、得られた回路基板の接続抵抗の測定結果を表2に示す。
硬化剤を配合せず、導電性粒子Aに代えて導電性粒子Bを表2に示す配合量で配合した他は、実施例1と同様にして回路基板を得ようとした。
しかし、熱プレス中に接着剤層が溶出してしまい、接着することができなかった。そのため、回路基板の導電性接着剤層の層厚と、接続抵抗は測定できなかった。
一方、表2の比較例1に示すように、熱プレス時貯蔵弾性率が高すぎると、シールド層とグランド用配線との接続抵抗が大きかった。また、比較例2、3に示すように、熱プレス時貯蔵弾性率が適切であっても、導電性粒子が球状の場合は、接続抵抗が大きかった。
また、比較例4に示すように、熱プレス時貯蔵弾性率が低すぎると、熱プレス時に接着剤層が溶出してしまい、接着が困難となることがわかった。
1C 電磁波シールドフィルム、
1D 電磁波シールドフィルム、
2 回路基板、
3 絶縁フィルム付きプリント配線板、
10 絶縁樹脂層、
22 シールド層、
24 導電性接着剤層、
24a 接着剤成分、
24b 導電性粒子、
30 第1の離型フィルム、
32 離型フィルム本体、
34 粘着剤層、
40 第2の離型フィルム、
42 離型フィルム本体、
44 離型剤層、
50 フレキシブルプリント配線板、
52 ベースフィルム、
54 プリント回路、
54a グランド用配線、
60 絶縁フィルム、
62 貫通孔。
Claims (6)
- 絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に隣接し、少なくとも前記絶縁樹脂層とは反対側の最外層が金属薄膜層とされたシールド層と、前記シールド層の前記絶縁樹脂層とは反対側に設けられた導電性接着剤層とを備え、
前記導電性接着剤層は、フレーク状の導電性粒子を含み、100〜190℃における貯蔵弾性率の最低値が1.0×103〜1.0×105Paである、電磁波シールドフィルム。 - 前記導電性粒子の体積平均粒子径が1〜100μmである、請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電性接着剤層100質量%に占める前記導電性粒子の割合が、1質量%以上50質量%以下である、請求項1又は2に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電性接着剤層の層厚に対する前記導電性粒子の平均厚さの比が0.002〜0.3である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 基板の少なくとも一方の面にグランド用配線又はグランド層を含む回路が設けられた回路基板本体と、
前記一方の面に隣接し、前記グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が形成された絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルムの前記回路基板本体とは反対側に隣接する請求項1〜4のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムと、を備え、
前記電磁波シールドフィルムにおける前記導電性接着剤層が、前記絶縁フィルムに接着すると共に、前記貫通孔に貫入して、前記グランド用配線又はグランド層に接触している、回路基板。 - 基板の少なくとも一方の面にグランド用配線又はグランド層を含む回路が設けられた回路基板本体に対して、前記グランド用配線又はグランド層に重なる部分に貫通孔が形成された絶縁フィルムを重ね、次いで、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムを前記導電性接着剤層が前記絶縁フィルムと前記導電性接着剤層とが接するように重ね、その後熱プレスする回路基板の製造方法。
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