JP2016039160A - 電磁波シールドシート及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
表面処理繊維フィルムと導電層を含む電磁波シールドシートであって、
JIS R 3420記載の方法で測定した前記表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値が、未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値に対して3倍から100倍であり、前記導電層が金属製の網目状物からなる電磁波シールドシートを提供する。
また、本発明の電磁波シールドシートであれば、フレキシブルで高強度な特性を有するため、フレキシブル性と高耐熱性が要求される半導体装置や十分な電磁波シールド性が要求される高性能半導体装置に適用可能である。
本発明は、表面処理繊維フィルムと導電層を含む電磁波シールドシートであって、
JIS R 3420記載の方法で測定した前記表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値が、未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値に対して3倍から100倍であり、前記導電層が金属製の網目状物からなる電磁波シールドシートである。
本発明の電磁波シールドシートの一例を図1に示す。
本発明の電磁波シールドシート1は、表面処理繊維フィルム2と、表面処理繊維フィルム2上に形成された金属製の網目状物からなる導電層3を含むものである。
以下、本発明の電磁波シールドシートについてより詳しく説明する。
本発明において、上記金属製の網目状物からなる導電層を構成する材料としては、通常は、各種の金属を使用することができ、更には、電磁波シールドの条件を満足し得るものであれば、金属、金属酸化物、その他の化合物材料も使用することができる。特に、金属が、安価であり、尚且つ加工も容易であることから好ましい材料であり、具体的に使用される金属種としては、例えば、Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Fe、Al、Zn、Ti、Ta、Mo、Co、その他の各種の単体金属、あるいは、各種の合金類を使用することができる。
本発明の電磁波シールドシートにおいて、表面を処理された繊維フィルム(以下、表面処理繊維フィルム)は主に支持体としての役割を担う。加えて、本発明に用いる表面処理繊維フィルムとしては、ガラス繊維からなるガラスクロスに対して表面処理し、フィルム化したものが好ましい。具体的には、ガラスクロス中のガラス繊維の一部又は全部がケイ素原子を含む有機化合物(以下、有機ケイ素化合物)の硬化物により結束され表面処理されたものが好ましい。
尚、上述のR1は炭素数1〜10の1価飽和炭化水素基、又は1価芳香族炭化水素基であり、R2は炭素数2〜8の1価不飽和炭化水素基であり、少なくとも一つはR2を含み、かつ飽和基含有オルガノポリシロキサンにおいて、SiO4/2単位若しくはR1SiO3/2単位を有する。特に、R1が、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基又はフェニル基であり、R2が、ビニル基又はアリル基であることが好ましい。SiO4/2単位若しくはR1SiO3/2単位を用いることで、脆さを抑制しなおかつ、繊維を強固に固定化することが可能になる。
これら縮合触媒の中では、有機チタン化合物が特に好ましい。
本発明の電磁波シールドシートは、必要に応じて他の成分からなる層を含んでもよい。
本発明の電磁波シールドシート1において、導電層3を表面処理繊維フィルム2上に形成する方法としては、サブトラクティブ法、無電解メッキ法、電解メッキ法、真空蒸着やスパッタリング法などの物理的蒸着法、金属フィラーを含有する塗料組成物を塗布あるいは浸漬して製造する方法、または、導電性繊維基材のメッシュを貼り合わせる方法などが採用できるが、これらに制限されない。
これらの方法を用いると、金属製の網目状物からなる導電層3を容易に形成することができる。
測定方法:KEC法(KEC:関西電子工業振興センターの略称)
測定条件:測定周波数 ;100MHz〜1000MHz
発信部と受信部の距離;10mm
試験室の温湿度 ;20℃/65%RH
前記電磁波シールドシートは、例えば、半導体素子を搭載する電子部品と組み合わせることで半導体装置とすることができる。前述のように本発明の電磁波シールドシートは、フレキシブルで高強度な特性を有するため、フレキシブル性と高耐熱性が要求される半導体装置や十分な電磁波シールド性が要求される高性能半導体装置に適用可能である。
有機ケイ素化合物として、メチルトリメトキシシラン(商品名:KBM−13 信越化学工業製)の部分加水分解縮合物50gを、トルエン100gに加えた塗布液にガラスクロス(使用糸:E250、密度:タテ糸59本/25mm、ヨコ糸57本/25mm、厚さ:87μm、質量:95g/m2)を含浸させ、100℃10分で加熱乾燥させた。その後100℃×1時間及び200℃×1時間加熱処理して表面処理繊維フィルム(A1)を作製した。得られた表面処理繊維フィルムに対し、以下の測定を行なった。
得られた表面処理繊維フィルムの表面の均一性、即ち、該表面が平滑でクラックがないかを目視により確認した。
得られた表面処理繊維フィルムについて、JIS R 3420に記載の方法で慣用曲げ剛性を測定し、下記に示す式から、慣用曲げ剛性倍率を測定した。
慣用曲げ剛性倍率 = 表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性/
未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性
得られた表面処理繊維フィルムについて、幅3mm、長さ25mm、厚み50〜300mmにサンプルを切り出し、熱機械的分析(TMA)装置(装置名:TMA/SS6000、(株)セイコーインスツルメンツ)にて100mNの荷重を加えながら5℃/minの昇温速度で−60℃から200℃の温度範囲で引張り試験を行った。温度に対する表面処理繊維フィルムの伸び量から熱膨張係数を測定した。
得られた表面処理繊維フィルムを、図6に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体4の外周部にはめ込み、表面処理繊維フィルム2のわれ、くずれなどを確認した。
有機ケイ素化合物として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403 信越化学工業製)を10質量部、界面活性剤0.02質量部、酢酸0.05質量部を水100質量部に加え、塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(A2)を得た。得られた表面処理繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
R1SiO3/2単位含有不飽和基含有オルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサンをH/Vi=1.1になるように配合した付加硬化型樹脂100gに、塩化白金酸の1質量%オクチルアルコール溶液を白金10ppmになるように添加し、トルエン100gを加えた塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(A3)を得た。得られた表面処理繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。なお、R1はフェニル基を示す。また、Viは(−C=C)で示されるビニル基を示す。
製造例3と同様に、R1SiO3/2単位含有不飽和基含有オルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサンをH/Vi=1.1になるように配合した付加硬化型樹脂100gに、塩化白金酸の1質量%オクチルアルコール溶液を白金10ppmになるように添加し、トルエン130gを加え、さらにアルミナ(商品名:アドマファインAO−502、平均粒子径:約0.7μm、(株)アドマテックス製)を185g添加した塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(A4)を得た。得られた表面処理繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。なお、R1はフェニル基を示す。また、Viは(−C=C)で示されるビニル基を示す。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403 信越化学工業製)5gをトルエン95gに加えて塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(B1)を得た。得られた表面処理繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403 信越化学工業製)を200mm×240mm×3mmのテフロン(登録商標)加工された型枠内に入れ、その中にガラスクロス(使用糸:E250、密度:タテ糸59本/25mm、ヨコ糸57本/25mm、厚さ:87μm、質量:95g/m2)を入れ、100℃10分で加熱乾燥させ、表面処理繊維フィルム(B2)を得た。有機ケイ素化合物の付着量は92質量%であったが、表面処理繊維フィルムに大きなクラックが発生し、以後の測定ができなかった。
表面処理されていないガラスクロス(使用糸:D450、密度:タテ糸53本/25mm、ヨコ糸53本/25mm、厚さ:42μm、質量:47g/m2)(B3)を用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(A1)1枚と、導電層として銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、表面処理繊維フィルムと銅箔の間にシリコーン樹脂製接着層(製品名:KE−109、信越化学工業(株)製)を塗布し、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させた。次に、導電層としての銅箔に、図2で示され、尚且つ図4で示す開口部半径Rが0.5mm、中心間距離Lが1.8mmである網目状のパターンを形成することで、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(C1)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は28%であり、図5に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体4の外周部にはめ込んだところ、表面処理繊維フィルムのわれ、くずれは確認できなかった。
得られた電磁波シールドシートに対して、KEC法(KEC:関西電子工業振興センターの略称)を用いて、周波数が100MHz〜1000MHz、発信部と受信部の距離が10mm、試験室の温湿度が20℃/65%RHにおけるシールド効果(デシベル、単位dB)を測定した。測定周波数において電磁波シールド効果が30dB以上であれば、電磁波シールド性があると認められる。
得られた電磁波シールドシートに対して上記IRリフロー装置により260℃、60秒間のIRリフロー処理を行った後、表面のフクレを目視で観察した。
得られた電磁波シールドシートの長手方向の反り(単位mm)と、IRリフロー装置(装置名:TNR15−225LH、(株)田村製作所製)により260℃、60秒間のIRリフロー処置を行った後の電磁波シールドシートの長手方向の反り(単位mm)を測定した。
製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(A1)1枚を、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させた。次に、無電解銅メッキおよび電解銅メッキによって、図2で示され、尚且つ図4で示す開口部半径Rが0.8mm、中心間距離Lが1.8mmである網目状のパターンを形成し、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(C2)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は72%であり、図5に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体4の外周部にはめ込んだところ、表面処理繊維フィルムのわれ、くずれは確認できなかった。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(A1)1枚と、導電層として銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、表面処理繊維フィルムと銅箔の間にシリコーン樹脂製接着層製品名:KE−109、信越化学工業(株)製)を塗布し、実施例1と同様の方法で加熱成形した。次に、導電層としての銅箔に、図3で示され、尚且つ図4で示す開口部半径Rが0.5mm、中心間距離Lが1.8mmである、網目状でかつ0.1mmのスペースで4つの同じ領域(縦50mm×横49.9mm)に分断されたパターンを形成することで、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(C3)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は28%であり、図5に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体4の外周部にはめ込んだところ、表面処理繊維フィルムのわれ、くずれは確認できなかった。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
製造例2で得られた表面処理繊維フィルム(A2)を1枚と300メッシュSus金網(メッシュ/2.54cm;300、目開き;55μm、開口率;42%、線径;30μm、厚さ;70μm)を1枚用いて、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させて電磁波シールドシート(C4)を得た。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
製造例3で得られた表面処理繊維フィルム(A3)を2枚と300メッシュSus金網(メッシュ/2.54cm;300、目開き;55μm、開口率;42%、線径;30μm、厚さ;70μm)を1枚用いて、実施例4と同様の方法で加熱成形した。更に、金網上に、同じく製造例3で得られた表面処理繊維フィルム(A3)を2枚と、上記と同じ300メッシュSus金網を配置し、同様の方法で加熱成形し、積層した電磁波シールドシート(C5)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は30%であり、図5に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体4の外周部にはめ込んだところ、表面処理繊維フィルムのわれ、くずれは確認できなかった。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
製造例4で得られた表面処理繊維フィルム(A4)を1枚と300メッシュSus金網(メッシュ/2.54cm;300、目開き;55μm、開口率;42%、線径;30μm、厚さ;70μm)を1枚用いて、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させて電磁波シールドシート(C6)を得た。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(A1)1枚とその片側に導電層として銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、表面処理繊維フィルムと銅箔の間にシリコーン樹脂製接着層(製品名:KE−109、信越化学工業(株)製)を塗布し、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化し、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(D1)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は0%である。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
市販の付加反応硬化型シリコーンワニス(商品名:KJR−632 信越化学工業製)180gを用い、溶剤としてトルエンを200g加え、更にシリカ(商品名:アドマファインE5/24C、平均粒子径:約3μm、アドマテックス製)を189g加えてトルエン分散液を得た。トルエン分散液に比較製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(B1)を浸漬し、100℃10分間乾燥し、未硬化状態の支持体を得た。得られた支持体を1枚と導電層としての銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を用い、比較例1と同様の方法で、加熱成形し、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(D2)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は0%である。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
製造例3で得られた表面処理繊維フィルム(A3)2枚を用いて、比較例1と同様の方法で導電層と加熱成形した。更に、導電層上に、同じく製造例3で得られた表面処理繊維フィルム(A3)を2枚と、上記と同じ銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、同様の方法で加熱成形し、積層した電磁波シールドシート(D3)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は0%である。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
厚さ100μmの長尺ロール巻ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、無電解銅メッキおよび電解銅メッキによって、図2で示され、尚且つ図4で示す開口部半径Rが0.8mm、中心間距離Lが1.8mmである網目状のパターンを形成し、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(D4)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は72%である。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
一方、比較例1〜3のように導電層として金属製の網目状物を用いていない場合、及び比較例4のように表面処理繊維フィルムを用いていない場合では、耐熱性に劣るものとなる。
4…半円筒状筐体。
製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(A1)1枚と、導電層として銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、表面処理繊維フィルムと銅箔の間にシリコーン樹脂製接着層(製品名:KE−109、信越化学工業(株)製)を塗布し、実施例1と同様の方法で加熱成形した。次に、導電層としての銅箔に、図3で示され、尚且つ図4で示す開口部半径Rが0.5mm、中心間距離Lが1.8mmである、網目状でかつ0.1mmのスペースで4つの同じ領域(縦50mm×横49.9mm)に分断されたパターンを形成することで、電磁波シールドシート(縦50mm×横200mm)(C3)を得た。得られた電磁波シールドシートの導電層の開口率は28%であり、図5に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体4の外周部にはめ込んだところ、表面処理繊維フィルムのわれ、くずれは確認できなかった。得られた電磁波シールドシートを用いて、実施例1と同様にして、電磁波シールド性、耐熱性、IRリフロー試験を評価した。
Claims (10)
- 表面処理繊維フィルムと導電層を含む電磁波シールドシートであって、
JIS R 3420記載の方法で測定した前記表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値が、未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値に対して3倍から100倍であり、前記導電層が金属製の網目状物からなるものであることを特徴とする電磁波シールドシート。 - 前記金属製の網目状物の開口率が10%以上90%以下であることを特徴とする請求項1に記載の電磁波シールドシート。
- 前記金属製の網目状物の厚みが0.05μm以上200μm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電磁波シールドシート。
- 前記電磁波シールドシートは、90°以上に折り曲げ可能なものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電磁波シールドシート。
- 前記表面処理繊維フィルムが、ガラス繊維を含むものであり、該ガラス繊維の一部又は全部が有機ケイ素化合物の硬化物で結束及び表面処理されたものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電磁波シールドシート。
- 前記有機ケイ素化合物がアルコキシシラン、ポリシラザン、及びこれらの部分加水分解縮合物、シリコーン変性ワニス、あるいは付加硬化型シリコーン樹脂からなる群から選ばれる1種以上の化合物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シート。
- 前記表面処理繊維フィルムが、充填材を含むものであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電磁波シールドシート。
- 前記表面処理繊維フィルムを1枚又は2枚以上積層した層と前記導電層を交互に積層し、該交互積層を1回以上繰り返したものであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電磁波シールドシート。
- 前記金属製の網目状物が2つ以上の領域に分断されたものであることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電磁波シールドシート。
- 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電磁波シールドシートを用いて作製されるものであることを特徴とする半導体装置。
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