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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

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 Download PDF

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JP2021061365A
JP2021061365A JP2019185924A JP2019185924A JP2021061365A JP 2021061365 A JP2021061365 A JP 2021061365A JP 2019185924 A JP2019185924 A JP 2019185924A JP 2019185924 A JP2019185924 A JP 2019185924A JP 2021061365 A JP2021061365 A JP 2021061365A
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宏和 小野
Hirokazu Ono
宏和 小野
吉田 一義
Kazuyoshi Yoshida
一義 吉田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】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。【解決手段】絶縁樹脂層10と、絶縁樹脂層10に隣接し、少なくとも絶縁樹脂層10とは反対側の最外層が金属薄膜層とされたシールド層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とを備え、導電性接着剤層24は、フレーク状の導電性粒子24b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1D、及びこれを用いた回路基板2。【選択図】図2

Description

本発明は、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に関する。
プリント配線板から発生する電磁波ノイズや外部からの電磁波ノイズを遮蔽するために、絶縁樹脂層と導電層とを有する電磁波シールドフィルムを、絶縁フィルム(カバーレイフィルム)を介してプリント配線板の表面に設けることがある(例えば、特許文献1参照)。導電層は、例えば、電磁波を遮蔽するための金属薄膜層からなるシールド層と、シールド層とプリント配線板のプリント回路におけるグランド用配線又はグランド層とを電気的に接続するための導電性接着剤層とを有する。
電磁波シールドフィルムが設けられた回路基板は、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とを、絶縁フィルムと導電性接着剤層とが接するように重ねて熱プレスすることによって製造される。
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。
特開2016−086120号公報
電磁波シールドフィルムには、さらなるシールド効果向上が求められている。そのためには、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を低くする必要がある。
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。
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
[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1.0×10〜1.0×10Pa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。
本発明の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によれば、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との接続抵抗を低減することができる。そのため、高いシールド効果を得ることができる。
本発明における電磁波シールドフィルムの一実施形態を示す断面図である。 本発明における回路基板の一実施形態を示す断面図である。 図2の回路基板の製造工程を示す断面図である。 導電性接着剤層の貯蔵弾性率が大きい場合の回路基板を示す断面図である。 導電性接着剤層の導電性粒子が球状である場合の回路基板を示す断面図である。
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「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1×10Ω/□以上である導電性接着剤層を意味する。
導電性粒子の平均厚さは、粒子の電子顕微鏡の拡大画像から30個の粒子を無作為に選び、それぞれの粒子について厚さを測定し、測定した30個の粒子の厚さを算術平均して得た値によって求められる。
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。
フィルム(離型フィルム、絶縁フィルム等)、塗膜(絶縁樹脂層、導電性接着剤層等)の厚さは、デジタル測長機(ミツトヨ社製、ライトマチックVL−50−B)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。ただし、回路基板における層厚は、貫通孔が形成されていない部分から無作為に選ばれた5箇所の厚さを測定し、平均した値である。
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。
貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置(米国レオメトリック・サイエンティフィック社製、RSAII)を用い、周波数:1Hz、昇温速度:5℃/分の条件で測定した値である。
表面抵抗は、10Ω/□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、10Ω/□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。
<電磁波シールドフィルム>
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。
電磁波シールドフィルム1Aから離型フィルムを除いた厚さは、5μm以上50μm以下が好ましく、8μm以上30μm以下がより好ましい。離型フィルムを除いた電磁波シールドフィルム1Aの厚さが前記範囲の下限値以上であれば、第1の離型フィルム30を剥離する際に破断しにくい。離型フィルムを除いた電磁波シールドフィルム1Aの厚さが前記範囲の上限値以下であれば、回路基板を薄くできる。
(絶縁樹脂層)
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。
絶縁樹脂層10としては、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て形成された塗膜;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て形成された塗膜;熱可塑性樹脂を含む塗料を塗布し、乾燥させて形成された塗膜;熱可塑性樹脂を含む組成物を溶融成形したフィルムからなる層等が挙げられる。はんだリフロー工程に供される際の耐熱性の点から、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て形成された塗膜、又は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て形成された塗膜が好ましい。
光硬化性樹脂としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物等が挙げられる。
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。
絶縁樹脂層10は、プリント配線板のプリント回路を隠蔽したり、回路基板に意匠性を付与したりするために、着色剤(顔料、染料等)及びフィラーのいずれか一方又は両方を含んでいてもよい。
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の表面抵抗は、電気的絶縁性の点から、1×10Ω/□以上が好ましい。絶縁樹脂層10の表面抵抗は、実用上の点から、1×1019Ω/□以下が好ましい。
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)
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。
金属薄膜層としては、物理蒸着(真空蒸着、スパッタリング、イオンビーム蒸着、電子ビーム蒸着等)又はCVD(化学気相蒸着)によって形成された蒸着膜、めっきによって形成されためっき膜、金属箔等が挙げられる。面方向の導電性に優れる点では、金属薄膜層は、蒸着膜、めっき膜が好ましい。シールド層22を薄くでき、かつ厚さが薄くても面方向の導電性に優れ、ドライプロセスにて簡便に形成できる点で、金属薄膜層は蒸着膜がより好ましく、物理蒸着による蒸着膜がさらに好ましい。
金属薄膜層を構成する金属としては、アルミニウム、銀、銅、金、導電性セラミックス等が挙げられる。電気伝導度の点からは、銀又は銅が好ましい。
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。
金属薄膜層の表面抵抗は、0.001Ω/□以上1Ω/□以下が好ましく、0.001Ω/□以上0.5Ω/□以下がより好ましい。金属薄膜層の表面抵抗が前記範囲の下限値以上であれば、シールド層22を十分に薄くできる。金属薄膜層の表面抵抗が前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールド層として十分に機能できる。
シールド層22が1層の金属薄膜層からなる場合、シールド層22の厚さ、すなわち、金属薄膜層の厚さは、0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.05μm以上1μm以下がより好ましい。シールド層22の厚さが0.01μm以上であれば、面方向の導電性がさらに良好になる。シールド層22の厚さが0.05μm以上であれば、電磁波ノイズの遮蔽効果がさらに良好になる。シールド層22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。また、電磁波シールドフィルム1Aの生産性、可とう性がよくなる。
シールド層22が、複数層の金属薄膜層を有する場合、シールド層22は各金属薄膜層の間に非金属層が挿入された積層体として構成される。
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。
シールド層22が、複数層の金属薄膜層を有する場合、各金属薄膜層の厚さは、全て1μm以下であることが好ましい。また、それぞれ独立に、0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.05μm以上0.6μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.4μm以下がさらに好ましい。各金属薄膜層の厚さは同じでもよいし、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。
シールド層22が、複数層の金属薄膜層を有する場合、複数の金属薄膜層の合計の厚さは、0.1μm以上5μm以下が好ましく、0.2μm以上2μm以下がより好ましく、0.3μm以上1.2μm以下がさらに好ましく、0.5μm以上1μm以下が最も好ましい。
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。
シールド層22が、複数層の金属薄膜層を有する場合、各金属薄膜層の間には非金属層が必ず介在している。換言すれば、非金属層が介在せずに一纏まりの金属薄膜層が多層化している場合(例えば、金属薄膜層Aの上に金属薄膜層Bが蒸着等により積層されている場合)、この一纏まりの金属薄膜層は1層の金属薄膜層であるとみなす。
シールド層22の金属薄膜層は金属のみからなる層である。これに対して、各金属薄膜層の間に介在する非金属層は、金属のみからなる層ではなく、少なくとも樹脂を含む層である。非金属層としては、例えば、絶縁樹脂(電気的に絶縁性である樹脂)からなる絶縁層、導電性粒子又は導電性ポリマーを含む導電層が挙げられる。
非金属層の厚みは、0.01μm以上5μm以下が好ましく、1μm以上4μm以下がより好ましく、2μm以上3μm以下がさらに好ましい。
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。
前記絶縁層を構成する絶縁樹脂としては、例えば、公知の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられ、耐熱性の点から、熱硬化性樹脂が好ましい。非金属層を構成する熱硬化性樹脂は、未硬化状態、Bステージ化された状態、及び硬化された状態のうち、何れの状態であってもよい。
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。
前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、ウレタン樹脂、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型シリコーン、熱硬化性アクリル樹脂等が挙げられる。なかでも、耐熱性に優れる点から、エポキシ樹脂が好ましい。
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。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、クロロプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等が挙げられる。
前記導電層に含まれる樹脂としては、例えば、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられ、耐熱性の点から、熱硬化性樹脂が好ましい。また、前記導電層に導電性を付与する点で、導電性ポリマーも好適である。
前記導電層が導電性粒子及び絶縁樹脂を含む場合、導電性粒子の体積平均粒子径は、0.2μm以上10μm以下が好ましく、0.5μm以上8μm以下がより好ましく、0.8μm以上5μm以下がさらに好ましい。前記範囲の下限値以上であれば、前記導電層の厚さを維持することができる。前記範囲の上限値以下であれば、金属薄膜層間の接着強度を高めることができる。
前記導電層における前記導電性粒子の割合は、前記導電層の100体積%のうち、1体積%以上30体積%以下が好ましく、2体積%以上15体積%以下がより好ましい。前記範囲の下限値以上であれば、導電層の導電性が良好になる。前記範囲の上限値以下であれば、導電層の接着性が良好になる。また、電磁波シールドフィルム1Aの可とう性が良好になる。
前記導電性粒子を含む前記導電層の厚さは、0.2μm以上10μm以下が好ましく、0.5μm以上8μm以下がより好ましく、0.8μm以上5μm以下がさらに好ましい。前記範囲の下限値以上であれば、金属薄膜層間の接着強度を高めることができる。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を薄くすることができる。また、電磁波シールドフィルム1Aの可とう性が良好になる。
前記導電層が導電性ポリマーを含む場合、前記導電層には導電性ポリマー以外の樹脂が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。導電性ポリマー以外の樹脂として、前記熱硬化性樹脂、前記熱可塑性樹脂が挙げられる。前記導電層には、導電性ポリマーに加えて前記導電性粒子が含まれていてもよい。
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)
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。
接着性樹脂としては、硬化後に耐熱性を発揮できる点から、熱硬化性樹脂を用いる。
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。
硬化剤としては、導電性接着剤層24の接着性がさらに向上する点から、1つ以上のヒドロキシ基を有する芳香族カルボン酸が好ましく、4−ヒドロキシ安息香酸又はガリック酸がより好ましい。
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。
硬化剤が1つ以上のヒドロキシ基を有する芳香族カルボン酸であり、接着性樹脂がエポキシ樹脂である場合、エポキシ基1モルに対する硬化剤の活性水素基のモル数は、0.5モル以上1.5モル以下が好ましい。硬化剤の活性水素基のモル数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。硬化剤の活性水素基のモル数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。ここで、硬化剤の活性水素基は、水酸基及びカルボキシ基である。
低応力化剤としては、酢酸ビニル樹脂、シリコーン化合物等が挙げられる。
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。
「100〜190℃における貯蔵弾性率の最低値」(以下「熱プレス時最低貯蔵弾性率」という。)を低くするためには、接着剤成分24aにおける接着性樹脂として貯蔵弾性率の低い樹脂を使用すればよい。「100〜190℃における貯蔵弾性率の最低値」が低くなりすぎないようにするためには、樹脂微粒子または無機微粒子等のフィラーを添加する、もしくは100〜190℃で硬化し、硬化後の貯蔵弾性率が高くなる熱硬化性樹脂と硬化剤の種類と配合量を選択すればよい。
導電性粒子24bは、両表面が扁平面とされたフレーク状である。本発明で用いるフレーク状導電粒子とは、体積平均粒子径に対する厚みが10分の1以下である葉状の粒子のことを言う。
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。
導電性粒子24bを構成する材質としては、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。
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。
導電性粒子24bの10%圧縮強度は、30MPa以上200MPa以下が好ましく、50MPa以上150MPa以下がより好ましく、70MPa以上100MPa以下がさらに好ましい。導電性粒子24bの10%圧縮強度が前記範囲の下限値以上であれば、熱プレスの際にシールド層22にかけられた圧力を大きく損失することなく、導電性接着剤層24が絶縁フィルムの貫通孔を通ってプリント配線板のプリント回路により確実に電気的に接続される。導電性粒子24bの10%圧縮強度が前記範囲の上限値以下であれば、シールド層22との接触がよくなり、電気的接続が確実になる。
導電性接着剤層24の100質量%に占める導電性粒子24bの割合は、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、1質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上30質量%以下であることがさらに好ましい。
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。
導電性接着剤層24の100〜190℃における貯蔵弾性率の貯蔵弾性率(熱プレス時最低貯蔵弾性率)は、1.0×10〜1.0×10Paである。熱プレス時最低貯蔵弾性率は、1.0×10〜5.0×10Paであることが好ましく、1.0×10〜1.0×10Paであることがより好ましい。
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の表面抵抗は、1×10Ω/□以上1×1016Ω/□以下が好ましく、1×10Ω/□以上1×1014Ω/□以下がより好ましい。導電性接着剤層24の表面抵抗が前記範囲の下限値以上であれば、導電性粒子24bの含有量を低く抑えられる。導電性接着剤層24の表面抵抗が前記範囲の上限値以下であれば、実用上、異方性に問題がない。
導電性接着剤層24の厚さは、3〜25μmであることが好ましく、3〜15μmであることがより好ましく、5〜10μmであることがさらに好ましい。
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。
導電性接着剤層24の層厚に対する導電性粒子24bの平均厚さの比は、0.002〜0.3であることが好ましく、0.01〜0.3であることがより好ましく、0.04〜0.2であることがさらに好ましい。
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)
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。
第1の離型フィルム30は、例えば、離型フィルム本体32と、離型フィルム本体32の絶縁樹脂層10側の表面に設けられた粘着剤層34とを有する。
離型フィルム本体32の樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」とも記す。)、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリアセテート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、合成ゴム、液晶ポリマー等が挙げられる。樹脂材料としては、電磁波シールドフィルム1Aを製造する際の耐熱性(寸法安定性)及び価格の点から、PETが好ましい。
離型フィルム本体32は、着色剤(顔料、染料等)及びフィラーのいずれか一方又は両方を含んでいてもよい。
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。
離型フィルム本体32の180℃における貯蔵弾性率は、8×10Pa以上5×10Paが好ましく、1×10Pa以上8×10Paがより好ましい。離型フィルム本体32の180℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、第1の離型フィルム30が適度の硬さを有するようになり、熱プレスの際の第1の離型フィルム30における圧力損失を低減できる。離型フィルム本体32の180℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、第1の離型フィルム30の柔軟性が良好となる。
離型フィルム本体32の厚さは、3μm以上75μm以下が好ましく、12μm以上50μm以下がより好ましい。離型フィルム本体32の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、電磁波シールドフィルム1Aのハンドリング性が良好となる。離型フィルム本体32の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、絶縁フィルムの表面に電磁波シールドフィルム1Aの導電性接着剤層を熱プレスする際に導電性接着剤層に熱が伝わりやすい。
粘着剤層34は、例えば、離型フィルム本体32の表面に粘着剤を含む粘着剤組成物を塗布して形成される。第1の離型フィルム30が粘着剤層34を有することによって、第2の離型フィルム40を導電性接着剤層から剥離する際や電磁波シールドフィルム1Aをプリント配線板等に熱プレスによって貼り付ける際に、第1の離型フィルム30が絶縁樹脂層10から剥離することが抑えられ、第1の離型フィルム30が保護フィルムとしての役割を十分に果たすことができる。
粘着剤は、熱プレス前には第1の離型フィルム30が絶縁樹脂層10から容易に剥離することなく、熱プレス後には第1の離型フィルム30を絶縁樹脂層10から剥離できる程度の適度な粘着性を粘着剤層34に付与するものであることが好ましい。
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1の離型フィルム30の厚さは、25μm以上125μm以下が好ましく、38μm以上100μm以下がより好ましい。第1の離型フィルム30の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、電磁波シールドフィルム1Aのハンドリング性が良好となる。第1の離型フィルム30の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、絶縁フィルムの表面に電磁波シールドフィルム1Aの導電性接着剤層を熱プレスする際に導電性接着剤層に熱が伝わりやすい。
(第2の離型フィルム)
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。
第2の離型フィルム40は、例えば、離型フィルム本体42と、離型フィルム本体42の導電性接着剤層側の表面に設けられた離型剤層44とを有する。
離型フィルム本体42の樹脂材料としては、離型フィルム本体32の樹脂材料と同様なものが挙げられる。
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。
離型剤層44は、例えば、離型フィルム本体42の表面を離型剤で処理して形成される。第2の離型フィルム40が離型剤層44を有することによって、第2の離型フィルム40を導電性接着剤層から剥離する際に、第2の離型フィルム40を剥離しやすく、導電性接着剤層が破断しにくくなる。
離型剤としては、公知の離型剤を用いればよい。
離型剤層44の厚さは、0.05μm以上30μm以下が好ましく、0.1μm以上20μm以下がより好ましい。離型剤層44の厚さが前記範囲内であれば、第2の離型フィルム40をさらに剥離しやすくなる。
<電磁波シールドフィルムの他の実施形態>
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。
<電磁波シールドフィルムの製造方法>
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。
具体的に、下記の方法(A1)、又は方法(A2)が挙げられる。
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。
方法(A1)は、下記の工程(A1−1)〜(A1−4)を有する方法である。
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。
工程(A1−1)におけるキャリアフィルム付き金属薄膜は、キャリアフィルムの表面にシールド層22を形成して作製してもよく、市販のキャリアフィルム付き金属薄膜を入手してもよい。
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。
工程(A1−2)における絶縁樹脂層10の形成方法としては、例えば、下記の方法が挙げられる。
・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。
塗料の塗布方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等の各種コーターを用いた方法を適用することができる。
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。
工程(A1−3)では、第2の離型フィルム40の離型剤層44が設けられた面に導電性接着剤塗料を塗布する。
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。
導電性接着剤塗料の塗布方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等の各種コーターを用いた方法を適用することができる。
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。
工程(A1−4)における第1の積層体と第2の積層体との貼り合せでは、第1の積層体と第2の積層体との密着性を高めるために圧着を行う。
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。
方法(A2)は、下記の工程(A2−1)〜(A2−4)を有する方法である。
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(A2−1)では、第1の離型フィルム30の粘着剤層34側の面に絶縁樹脂層10を形成する。塗料及び塗布方法は、方法(A1)における工程(A1−2)と同様である。
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。
<回路基板>
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。
本発明の回路基板は、電磁波シールドフィルムの導電性接着剤がフレーク状の粒子を含み、熱プレス時最低貯蔵弾性率が低いため、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。そのため、シールド層22と導電性粒子24b、導電性接着剤層24の厚さ方向に重なった導電性粒子24b同士、導電性粒子24bとグランド用配線54aの接触面積が大きくなる。また、熱プレスによって、シールド層22とグランド用配線54aとの距離を近づけやすい。例えば、導電性粒子24bの厚さ程度までシールド層22とグランド用配線54aとの距離を近づけることが可能である。
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る。したがって、高いシールド効果が得られる。
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。
図2は、本態様の回路基板の一実施形態を示す断面図である。
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。
絶縁フィルム60は、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設けられる。
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の近傍には、電磁波シールドフィルム1Dのシールド層22が、絶縁フィルム60及び導電性接着剤層24を介して離間して対向配置される。
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)
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。
ベースフィルム52の表面抵抗は、電気的絶縁性の点から、1×10Ω/□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。
プリント回路54を構成する銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられ、屈曲性の点から、圧延銅箔が好ましい。プリント回路54は、信号用回路、グランド用回路、グランド層等として使用される。
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)
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、1×10Ω/□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、ポリスチレン、ポリオレフィン等が挙げられる。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等)を含んでいてもよい。
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。
絶縁フィルム60に形成される貫通孔62の開口部の形状は、特に限定されない。貫通孔62の開口部の形状としては、円形、楕円形、四角形等が挙げられる。貫通孔62は、グランド用配線54a又はグランド層に重なる部分に形成される。
(他の実施形態)
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。
<回路基板の製造方法>
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。
回路基板2は、例えば、下記の工程(a)〜(d)を有する方法によって製造できる(図4参照)。
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):
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):
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。
この熱プレスする工程において、導電性接着剤層24は、硬化前に一端熱プレス時最低貯蔵弾性率まで軟化する。このとき、軟化した導電性接着剤層24内で、導電性粒子24bが基板の面方向に沿って配向する。
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。
導電性接着剤層24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。
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。
熱プレスの温度は、140℃以上190℃以下が好ましく、150℃以上175℃以下がより好ましい。熱プレスの温度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。また、熱プレスの時間を短縮できる。熱プレスの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1C、フレキシブルプリント配線板50等の劣化等を容易に抑えることができる。
熱プレスの圧力は、0.5MPa以上20MPa以下であり、1MPa以上16MPa以下が好ましい。熱プレスの圧力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が接着される。また、熱プレスの時間を短縮できる。熱プレスの圧力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1C、フレキシブルプリント配線板50等の破損等を抑えることができる。また、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1Cとを熱プレスする際に導電性接着剤層から接着剤成分が溶出しにくくなる。
工程(c):
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):
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。
図4は、熱プレス時最低貯蔵弾性率が高すぎた場合の回路基板2Xを示す図である。図4において、図2と同一の構成部材には、図2と同じ参照符号を付している。
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、1.0×10Paを超えている。
この場合、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とを熱プレスする際に導電性粒子27bが基板の面方向に沿って配向しにくく、図4のように、ランダムな方向のまま、接着剤成分27a中に固定されてしまう。
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。
図5は、熱プレス時最低貯蔵弾性率が図2の実施形態と同様に低いものの、導電性粒子が球状である場合の回路基板2Yを示す図である。図5において、図2と同一の構成部材には、図2と同じ参照符号を付している。
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、1.0×10〜1.0×10Paである。
この場合、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とを熱プレスしても、シールド層22と導電性粒子28b、導電性粒子28bとグランド用配線54aの接触面積が不充分となる。
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。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されない。
(接続抵抗の測定)
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。
(原材料)
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A:銅、フレーク状、体積平均粒子径8.7μm、厚さ0.2μm。
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。
キャリアフィルム付き金属薄膜:離型層付き銅箔(東レKPフィルム社製、ケーピーセデュース(登録商標)、銅箔厚さ:0.5μm、銅箔表面抵抗:0.015Ω/□、PETフィルム厚さ:50μm)。
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)。
(実施例1)
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。
導電性接着剤塗料として、熱硬化性接着剤(エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、jER1007)の56質量部とエポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、jER1256)の24質量部とエポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、jER152)の20質量部と硬化剤(四国化成社製、2E4MZ)の3質量部とを混合してなる潜在硬化性エポキシ樹脂)、導電性粒子Aの20質量部を、溶剤(メチルエチルケトン)の200質量部に溶解または分散したものを用意した。
第2の離型フィルムの離型剤層側の表面に、導電性接着剤塗料を、コンマコーターを用いて25μmの厚さで塗布した。塗膜を100℃で1分間乾燥して、導電性接着剤層(厚さ:10μm、表面抵抗:1.0×1012Ω/□以上)を設け、第2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25μmのポリイミドフィルム(絶縁フィルム本体)の表面に絶縁性接着剤組成物を、乾燥膜厚が25μmになるように塗布し、接着剤層を形成し、絶縁フィルム(厚さ:50μm)を得た。プリント回路のグランドに対応する位置に貫通孔(孔径:150μm)を形成した。
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。
絶縁フィルム付きフレキシブルプリント配線板に、第2の離型フィルムを剥離した電磁波シールドフィルムを重ね、ホットプレス装置(折原製作所社製、G−12)を用い、熱盤温度:170℃、荷重:5MPaで1分間熱プレスし、絶縁フィルムの表面に導電性接着剤層を接着した。
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。
(実施例2)
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。
(実施例3)
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。
(実施例4)
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。
(実施例5)
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。
(実施例6)
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。
(実施例7)
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。
(比較例1)
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。
(比較例2)
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。
(比較例3)
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。
(比較例4)
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。
Figure 2021061365
Figure 2021061365
表1に示すように、実施例の回路基板では、シールド層とグランド用配線との接続抵抗が小さかった。
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。
1A 電磁波シールドフィルム、
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)

  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1.0×10〜1.0×10Pa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、請求項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、請求項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、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。
  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。
  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、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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