JP2014049498A - 電磁波シールドフィルム、電磁波シールドフィルムの製造方法、フレキシブルプリント配線板およびフレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】離型フィルム20上に形成され、内部に絶縁粒子を含み、離型フィルム20と反対側の表面に絶縁粒子に由来する凸部を有する絶縁樹脂層21と、絶縁樹脂層21上に金属を物理的に蒸着させて形成された、導電性材料からなるシールド層27と、シールド層27上に形成された接着剤層30とを含む電磁波シールドフィルムとする。
【選択図】図1
Description
従来から、電磁波シールド機能を有するフレキシブルプリント配線板を製造する方法として、電磁波シールドフィルムを、フレキシブルプリント配線板に接着する方法がある(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
特許文献3には、凹凸面および該凹凸面を除く非凹凸面を有する基材フィルムと、凹凸面が形成された側の基材フィルムの表面に形成された導電性材料からなる蒸着膜とを有するカバーレイフィルムが提案されている。
すなわち、シールド層を形成する前に、シールド層の形成される被形成面の一部の領域に選択的に凹凸面を形成することで、凹凸面上にシールド層の厚みの薄い部分が形成されるようにしている。なお、シールド層の形成される被形成面の一部の領域に、凹凸面を形成する方法としては、基材フィルム上の一部の領域に選択的に粗面化処理、印刷、エッチング処理を行う方法が用いられている。
また、本発明は、電磁波シールドフィルムのシールド層をフレキシブルプリント配線板のグランド回路に接続させる必要がなく、効率よく製造できるフレキシブルプリント配線板の製造方法およびその製造方法によって得られたフレキシブルプリント配線板を提供することを課題とする。
0.5T≦D≦2T ‥‥(1)
また、上記の電磁波シールドフィルムにおいては、前記絶縁粒子が透明であってもよい。
また、上記の電磁波シールドフィルムにおいては、前記絶縁樹脂層に含まれる絶縁樹脂は、前記他の絶縁樹脂層に含まれる絶縁樹脂よりも硬度の高いものであってもよい。
また、上記の電磁波シールドフィルムにおいては、前記離型フィルムに接する他の絶縁樹脂層が、透明粒子を含むものであってもよい。
図1は、本発明の電磁波シールドフィルムの一例を示した断面図である。
図1に示す電磁波シールドフィルム11は、離型フィルム20上に、絶縁樹脂層21とシールド層27と接着剤層30とがこの順に積層されたものである。
(離型フィルム)
離型フィルム20としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドなどからなる樹脂フィルムが挙げられる。離型フィルム20の絶縁樹脂層21側の表面(図1においては上面)には、絶縁樹脂層21との剥離を容易とするために、シリコンフィルムなどからなる剥離剤層が設けられていてもよい。
絶縁樹脂層21は、内部に絶縁粒子21bを含むものである。図1に示すように、絶縁樹脂層21は、絶縁樹脂21aと絶縁粒子21bとからなり、離型フィルム20と反対側の表面(図1においては上面)に、絶縁粒子21bに由来する凸部を有している。絶縁樹脂層21の凸部の表面には、電磁波シールドフィルム11の延在方向に対して傾斜した傾斜面21cが形成されている。
絶縁樹脂層21の表面抵抗は、1×106Ω以上であることが好ましい。
0.5T≦D≦2T ‥‥(1)
絶縁粒子21bの平均粒径(D)と絶縁樹脂層21の平面視で絶縁樹脂のみからなる領域の厚み(T)とが上記(1)式を満たす場合、絶縁樹脂層21の離型フィルム20と反対側の表面が、平面視で絶縁粒子21bの配置されている領域である凸部と、絶縁粒子21bが配置されておらず絶縁樹脂21aのみからなる平坦領域とが形成されているものとなる。その結果、絶縁樹脂層21上に形成されたシールド層27に、良好な厚み寸法分布を付与しうるものとなる。
また、絶縁粒子21bは、分布がシャープである均一な粒径を有するものであることが好ましい。また、絶縁粒子21bは、微小な空気を内包していても構わない。
シールド層27は、導電性材料からなるものであり、金属を物理的に蒸着させて形成されたものである。図1に示すように、シールド層27は、絶縁樹脂層21上に形成されており、表面には絶縁樹脂層21の凸部に基づく凹凸形状が形成されている。
シールド層27の厚みの最小寸法は、確実に電磁波シールド機能が得られる電磁波シールドフィルム11とするために、50nm以上であることが好ましい。また、シールド層27の厚みの最小寸法は、シールド層27の厚みの最大寸法との寸法差が十分に大きいものとなるように、200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。
シールド層27の表面抵抗の最大値は、シールド層27の表面抵抗の最小値の2〜100倍であることが好ましく、3〜50倍であることがより好ましい。シールド層27の表面抵抗の最大値が最小値の2〜100倍である場合、シールド層27が、低抵抗部分27aを流れる高周波電流を高抵抗部分27bにおいて十分に損失させるものとなり、好ましい。
金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等が挙げられる。
導電性セラミックスとしては、金属と、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リンおよび硫黄からなる群から選ばれる1種以上の元素とからなる合金、金属間化合物、固溶体等が挙げられる。具体的には、導電性セラミックスとして、窒化ニッケル、窒化チタン、窒化タンタル、窒化クロム、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化クロム、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化タングステン、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ケイ化クロム、ケイ化ジルコニウム等が挙げられる。
接着剤層30は、電磁波シールドフィルム11をフレキシブルプリント配線板に貼着させるためのものである。図1に示す接着剤層30は、電磁波シールドフィルム11のシールド層27の表面に形成されている凹凸形状間を埋めるとともに、後述するフレキシブルプリント配線板の表面に形成されている配線導体間を埋めて、フレキシブルプリント配線板と電磁波シールドフィルム11とを接着するものである。
本発明の電磁波シールドフィルムは、図1に示す電磁波シールドフィルム11に限定されるものではない。例えば、絶縁樹脂層21は、図1に示すように1層のみであってもよいが、離型フィルム20と絶縁樹脂層との間に、他の絶縁樹脂層が少なくとも1層設けられていてもよい。
0.5T≦D≦2T ‥‥(1)
その結果、絶縁粒子23bの平均粒径が1μm未満であっても、絶縁樹脂層23の離型フィルム20と反対側の表面が、平面視で絶縁粒子23bの配置されている領域である凸部と、絶縁粒子23bが配置されておらず絶縁樹脂23aのみからなる平坦領域とが形成されているものとなり、絶縁樹脂層23上に形成されたシールド層27に、良好な厚み寸法分布を付与しうるものとなる。
また、図2に示すように、他の絶縁樹脂層22の離型フィルム20と反対側の表面には絶縁粒子22bに由来する凸部が形成されているが、絶縁樹脂層23の離型フィルム20と反対側の表面に凸部が形成されていればよく、他の絶縁樹脂層22の離型フィルム20と反対側の表面には凸部が形成されていなくてもよい。このため、他の絶縁樹脂層22の絶縁粒子22bの平均粒径は0.1〜12μmの範囲とすることができる。
例えば、絶縁樹脂層23と他の絶縁樹脂層22とが同じ材料からなるものである場合、絶縁樹脂層23と他の絶縁樹脂層22とを連続して効率よく形成できるため、好ましい。
図3に示す他の絶縁樹脂層28に使用される材料としては、絶縁樹脂層21に含まれる絶縁樹脂に使用される材料と同様に、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などが挙げられる。なお、図3に示す電磁波シールドフィルム13では、他の絶縁樹脂層28と絶縁樹脂層21に含まれる絶縁樹脂とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、図3に示す本発明の電磁波シールドフィルム13では、他の絶縁樹脂層28が、絶縁粒子を含まないものであるため、機械強度的に弱い部分である絶縁粒子と絶縁樹脂との界面が存在しない。このため、電磁波シールドフィルム13は、絶縁粒子を含まない他の絶縁樹脂層28に代えて、絶縁粒子を含む他の絶縁樹脂層が設けられている場合と比較して、優れた折り曲げ性能を有している。
次に、本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法の一例として、図1に示す電磁波シールドフィルムの製造方法を例に挙げて説明する。
図1に示す電磁波シールドフィルム11を製造するには、まず、離型フィルム20を用意する。次いで、絶縁樹脂21aと絶縁粒子21bとを含む塗布液を製造する。塗布液は、絶縁樹脂21aと絶縁粒子22bの他に、必要に応じて溶媒を含むものである。溶媒としては、絶縁粒子21bが溶解されず、絶縁樹脂21aが溶解されるものを用いる。
塗布液中に含まれる絶縁粒子21bと絶縁樹脂21aとの割合は、絶縁粒子21bの平均粒径(D)と絶縁樹脂層21の平面視で絶縁樹脂のみからなる領域の厚み(T)とが、容易に上記式(1)を満たすものとなるようにすることがより好ましい。
絶縁樹脂層21の凸部は、絶縁樹脂層21の表面に直交する方向の上面から見たときの投影面積に比べ、実際の凸部を加味した面積の方が広い。このため、絶縁樹脂層21上に同じ蒸着量で金属を物理的に蒸着した場合、平面視で絶縁樹脂層21の凸部上に形成される蒸着膜(シールド層)のうち、電磁波シールドフィルム11の延在方向に対して傾斜した表面上に形成される蒸着膜(絶縁樹脂層21の傾斜面21c上に形成されるシールド層27)が、電磁波シールドフィルム11の延在方向に平行な平坦領域に形成される蒸着膜よりも薄くなる。
以上の工程を行うことにより、図1に示す電磁波シールドフィルム11が得られる。
次に、本発明のフレキシブルプリント配線板の一例として、図1に示す電磁波シールドフィルムを用いて製造されたフレキシブルプリント配線板を例に挙げて説明する。なお、本発明においては、図1に示す電磁波シールドフィルム11に代えて、図2に示す電磁波シールドフィルム12や図3に示す電磁波シールドフィルム13を用いてもよい。
図5は、本発明のフレキシブルプリント配線板の一例を示す断面図である。図5に示すフレキシブルプリント配線板41において、図1に示す電磁波シールドフィルム11と同じ部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
フレキシブルプリント配線板本体50上に配置された接着剤層30とシールド層27と絶縁樹脂層21は、フレキシブルプリント配線板本体50上に図1に示す電磁波シールドフィルム11を貼着した後に、離型フィルム20を剥離することによって形成されたものである。
絶縁性フィルム51は、表面抵抗が1×106Ω以上であることが好ましい。
絶縁性フィルム51は、耐熱性を有するフィルムであることが好ましく、例えば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルムなどを用いることができる。
絶縁性フィルム51の厚さは、フレキシブルプリント配線板41の強度を確保するために、5μm以上であることが好ましく、6μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることがさらに好ましい。また、絶縁性フィルム51の厚さは、良好な屈曲性を有するフレキシブルプリント配線板41とするために、50μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがより好ましい。
次に、本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法の一例として、図5に示すフレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
図5に示すフレキシブルプリント配線板41を製造するには、まず、絶縁性フィルム51上に配線導体が形成されたフレキシブルプリント配線板本体50を形成する。フレキシブルプリント配線板本体50を形成するには、例えば、絶縁性フィルム51の両面に銅箔を接着剤で貼り合わせてなる銅張積層板を用意する。銅張積層板の銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられ、屈曲性の点から、圧延銅箔を用いることが好ましい。銅箔の厚さは、3〜18μmであることが好ましい。
以上の工程により、フレキシブルプリント配線板本体50が形成される。
その後、離型フィルム20を剥離する。
以上の工程により図5に示すフレキシブルプリント配線板41が得られる。
接着層61としては、例えば、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、ポリウレタン、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。
絶縁層62としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂が挙げられる。
カバーレイフィルムとしては、特に限定されるものではなく、例えば、フレキシブルプリント配線板本体50側から順に接着層と絶縁層とが設けられたものなどが挙げられる。接着層および絶縁層としては、図7に示す上記のカバーレイフィルム60と同じものを用いることができる。
この場合、フレキシブルプリント配線板本体50の電磁波シールドフィルム11と反対側の面が、カバーレイフィルムによって保護されたものとなる。
(各層の厚さ)
透過型電子顕微鏡(日立製作所社製、H9000NAR)を用いて電磁波シールドフィルムの断面を観察し、各層の5箇所の厚さを測定し、平均した。
石英ガラス上に金を蒸着して形成した、2本の薄膜金属電極(長さ10mm、幅5mm、電極間距離10mm)を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上から、被測定物の10mm×20mmの領域を50gの荷重で押し付け、1mA以下の測定電流で電極間の抵抗を測定し、この値を持って表面抵抗とした。
シールド層の透過減衰特性は、ASTM D4935に準拠した、シールド効果を平面波で測定する同軸管タイプシールド効果測定システム(キーコム社製)を用いて測定した。
図1に示す電磁波シールドフィルム11を以下のように作製した。
80mm×80mm×厚さ12.5μmのポリエステルフィルムからなる離型フィルム20の片面に、絶縁樹脂21aと絶縁粒子21bとを含む塗布液を8μmの厚みで塗布し、加熱して硬化させた。
なお、塗布液は、絶縁粒子21bとして球状で透明の熱架橋アクリル樹脂からなる平均粒径5.1μmのものを用い、絶縁樹脂21aとして硬化前のエポキシ樹脂を含む主剤と硬化剤とを用い、溶媒としてトルエンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を用いた。塗布液中における固形分の割合は、55重量%であった。固形分中の絶縁粒子21bの濃度は0.15重量%であった。
以上の工程を行うことにより、実施例1の電磁波シールドフィルム11を得た。
図2に示す電磁波シールドフィルム12を以下のように作製した。
80mm×80mm×厚さ12.5μmのポリエステルフィルムからなる離型フィルム20の片面に、絶縁樹脂22aと絶縁粒子22bとを含む塗布液を6μmの厚みで塗布し、加熱して硬化させ、他の絶縁樹脂層22を得た。
なお、塗布液は、絶縁粒子23bとして球状の熱架橋フェノール樹脂からなる平均粒径4.5μmのものを用い、絶縁樹脂23aとして硬化前のエポキシ樹脂を含む主剤と硬化剤とを用い、溶媒としてトルエンとイソプロピルアルコールの混合溶媒からなるものを用いた。塗布液中における固形分の割合は、55重量%であった。固形分中の絶縁粒子23bの濃度は0.2重量%であった。
以上の工程を行うことにより、実施例2の電磁波シールドフィルム12を得た。
図3に示す電磁波シールドフィルム13を以下のように作製した。
80mm×80mm×厚さ12.5μmのポリエステルフィルムからなる離型フィルム20の片面に、絶縁樹脂を含む塗布液(固形分濃度45重量%)を5.5μmの厚みで塗布し、加熱して硬化させ、エポキシ樹脂からなる他の絶縁樹脂層28を得た。
なお、絶縁樹脂層21を形成するための塗布液には、絶縁粒子21bとして球状で透明の熱架橋アクリル樹脂からなる平均粒径3.2μmのものを用い、絶縁樹脂21aとしてポリエーテルイミドを用い、溶媒としてN―メチルピロリドンからなるものを用いた。塗布液中における固形分の割合は、55重量%であった。固形分中の絶縁粒子21bの濃度は0.45重量%であった。
以上の工程を行うことにより、実施例3の電磁波シールドフィルム13を得た。
12 電磁波シールドフィルム
13 電磁波シールドフィルム
20 離型フィルム
21 絶縁樹脂層
22 他の絶縁樹脂層
23 絶縁樹脂層
27 シールド層
28 他の絶縁樹脂層
30 接着剤層
41、42 フレキシブルプリント配線板
50 フレキシブルプリント配線板本体
51 絶縁性フィルム
53 配線導体
54 グランド層
60 カバーレイフィルム
61 接着層
62 絶縁層
Claims (11)
- 離型フィルム上に形成され、内部に絶縁粒子を含み、前記離型フィルムと反対側の表面に前記絶縁粒子に由来する凸部を有する絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層上に金属を物理的に蒸着させて形成された、導電性材料からなるシールド層と、
前記シールド層上に形成された接着剤層とを含むことを特徴とする電磁波シールドフィルム。 - 前記絶縁粒子の平均粒径(D)と前記絶縁樹脂層の平面視で絶縁樹脂のみからなる領域の厚み(T)とが、下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
0.5T≦D≦2T ‥‥(1) - 前記絶縁粒子の平均粒径が1〜15μmの範囲であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記絶縁粒子が透明であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記離型フィルムと前記絶縁樹脂層との間に、他の絶縁樹脂層が少なくとも1層設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記絶縁樹脂層に含まれる絶縁樹脂は、前記他の絶縁樹脂層に含まれる絶縁樹脂よりも硬度の高いものであることを特徴とする請求項5に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記離型フィルムに接する他の絶縁樹脂層が、透明粒子を含むものであることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電磁波シールドフィルム。
- 離型フィルム上に絶縁樹脂と絶縁粒子とを含む塗布液を塗布して、内部に絶縁粒子を含み、前記離型フィルムと反対側の表面に前記絶縁粒子に由来する凸部を有する絶縁樹脂層を形成する塗布工程と、
前記絶縁樹脂層上に金属を物理的に蒸着することにより、導電性材料からなるシールド層を形成する蒸着工程と、
前記シールド層上に接着剤層を形成する工程とを含むことを特徴とする電磁波シールドフィルムの製造方法。 - 絶縁性フィルム上に配線導体が形成されたフレキシブルプリント配線板本体に、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムを、前記接着剤層が前記フレキシブルプリント配線板本体に接するように貼着する工程と、
前記離型フィルムを剥離する工程とを含むことを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 絶縁性フィルム上に配線導体が形成されたフレキシブルプリント配線板本体に、カバーレイフィルムを介して、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムを、前記接着剤層が前記カバーレイフィルムに接するように貼着する工程と、
前記離型フィルムを剥離する工程とを含むことを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 請求項9または請求項10に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法によって得られたものであることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
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