JP2017199934A - 電磁波シールド用積層体、電磁波シールド積層体、電子機器およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性接着層(I)と貫通穴を有する絶縁層とが積層されてなり、
前記導電性接着層(I)が、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有し、 前記絶縁層の貫通穴の開口面積率が、0.001〜40%であることを特徴とする電磁波シールド用積層体により解決される。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2のシールド配線板においても、導電性粒子の平均突出長よりも薄い層厚みにする必要があり、導電性粒子の粒子サイズ、熱圧着条件、カバーフィルムの厚み等を精密に制御する必要があり、信頼性に課題があった。また、フレキシブルフラットケーブルのグランド導体を外部筐体に接続する構造およびその領域を確保する必要があった。
グランド回路を含む回路パターンが形成された基板上に、前記回路パターンを保護し、前記グランド回路上の少なくとも一部に開口部を有する絶縁保護膜を形成し、
熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有する導電性接着層(I)と、貫通穴を有し、かつ貫通穴の開口面積率が0.001〜40%である絶縁層とを積層してなる電磁波シールド用積層体を、
前記導電性接着層(I)が下層側になるように前記絶縁保護膜上に配置した後、前記電磁波シールド用積層体を熱圧着して電磁波シールド層を形成し、
さらに導電性接着層(II)を有するアース部を、導電性接着層(II)が下層側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記絶縁層の貫通穴に、導電性接着層(II)を流入させ、絶縁層の貫通穴を介して、前記電磁波シールド層と、前記アース部とを電気的に接続させるように、電磁波シールド層付き基板を筐体に接合する方法である。
本発明によれば、電磁波シールド層付き基板の厚み方向にグランド接続構造を設け、電磁波シールド層付き基板の表面の任意の位置においてグランド接続できるように構成したので、グランド接続が確実となり、電磁波シールド性、グランド接続の信頼性、及び、絶縁層の絶縁信頼性が高い電磁波シールド用積層体、この電磁波シールド用積層体を用いて小型化を実現可能な、電磁波シールド性に優れた電磁波シールド積層体、電子機器およびその製造方法を提供できるという優れた効果を奏する。
図1に、第1実施形態に係る電子機器の要部の模式的断面図を示す。電子機器1は、電子機器の電磁波シールド層付き基板30が筐体40に接合されたものであり、図1に示すように、回路基板10、電磁波シールド積層体20、筐体40と接続するアース部50等を有する。
回路基板10は、図2(c)に示すように、信号回路12、グランド回路13等の回路パターン14が形成された基板11と、これらの上層を被覆する絶縁保護膜(カバーレイ)15等からなる。基板11としては、本発明の趣旨に適合する限り特に限定されず、リジッド基板、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板等に広く適用できる。回路パターン14の形成方法は特に限定されず公知の方法を利用できる。
本発明の電磁波シールド積層体20は、基板上に形成されたグランド回路と、筐体側のアース部とを接地する電磁波シールド積層体であって、前記グランド回路を含む回路パターンが形成された基板が、開口部と、前記回路パターンを絶縁保護する絶縁保護膜を有しており、前記絶縁保護膜上に、電磁波シールド層と貫通穴を有する絶縁層とがこの順に積層され、前記絶縁層の貫通穴の開口面積率が、0.001〜40%であって、前記絶縁保護膜に設けられた開口部を介して前記電磁波シールド層と前記グランド回路とが導通し、かつ、前記絶縁層の貫通穴を介して、前記電磁波シールド層と前記アース部とが電気的に接続するように、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有し、熱圧着により前記電磁波シールド層として機能する導電性接着層(I)と、前記貫通穴を有する絶縁層との積層体である。
電磁波シールド層21は、導電性接着層(I)から形成される電磁波シールド層21a上に、さらに、図5に示すように、金属箔等の金属層21bを単層または複数層積層してもよい。金属箔等の導電層である金属層21bを有することで例えば100MHz〜20GHzの高周波信号に対する電磁波シールド性、および伝送特性が向上する。金属層は酸化による導電性の低下を抑制するため、防錆処理されていることが好ましい。防錆処理は、ベンゾトリアゾール試薬等による有機膜の形成や、ニッケル、クロム、亜鉛等の金属メッキすることができるが、耐酸化性の点から金属メッキが好ましい。
第1実施形態の電磁波シールド層21は、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有する導電性接着層(I)25を熱圧着により形成した電磁波シールド層を少なくとも有する。
導電性接着層(I)25を構成するバインダー樹脂は、熱により軟化する樹脂であり、Tgは、−20℃以上、100℃以下が好ましく、−10℃以上、80℃以下がより好ましい。バインダー樹脂は、1種類を用いても複数種類を併用してもよい。複数種類を用いる場合は、混合前のTgが上記範囲に含まれているものを主成分とすることが好ましい。導電性接着層(I)25の材料は、熱圧着時に軟化して開口部16の表面に追随する流れ性があり、電磁波シールド性を発揮できる導電特性を有していればよく、特に限定されない。
上記硬化剤は、前記硬化性官能基と反応可能な官能基を複数有している。硬化剤は、エポキシ化合物、酸無水物基含有化合物、イソシアネート化合物、アジリジン化合物、ジシアンジアミド、芳香族ジアミン等のアミン化合物、フェノールノボラック樹脂等のフェノール化合物等が好ましい。硬化剤は、熱硬化性樹脂100質量部に対して1〜50質量部含むことが好ましく、3〜30質量部がより好ましく、3〜20質量部がさらに好ましい。
導電性接着層(I)25を形成する組成物中の導電性フィラーは、導電特性を有し、電磁波シールド性を発揮できれば特に限定されないが、金、銀、銅、アルミ、ニッケル、ハンダ等の金属およびその合金、導電性高分子、カーボン等が例示できる。また、銀メッキした銀コート銅フィラー、樹脂粒子等に金属めっきを施した粒子等も好適である。導電性フィラーは単独または混合して用いることができる。導電性フィラーの形状は特に限定されず、例えば、球状、フレーク状、樹枝状等が挙げられる。
着色剤としては、例えば、有機顔料、カーボンブラック、群青、弁柄、亜鉛華、酸化チタン、黒鉛等が挙げられる。
難燃剤としては、例えば、ハロゲン含有難燃剤、りん含有難燃剤、窒素含有難燃剤、無機難燃剤等が挙げられる。
無機添加剤としては、例えば、ガラス繊維、シリカ、タルク、セラミック等が挙げられる。
絶縁層22は、電磁波シールド層21の表面に設けることにより、電磁波シールド層21を絶縁保護し、他の導電部材との接触時の短絡を防止できる。また、この絶縁層22はアース部50を電磁波シールド層21と導通させるための貫通穴24を有し、貫通穴の開口面積率が、0.001〜40%であることを特徴とする。絶縁層の開口面積率を0.001〜40%にすることで、アースの接続信頼性と、絶縁層の絶縁信頼性を向上することができる。好ましくは、0.01〜30%である。
開口面積率は貫通穴の面積と個数から調整できる。また、開口面積率は下記式1から求められる。
(式1)
開口面積率(%)
=単位面積あたりの貫通穴面積/単位面積あたりの未貫通部面積×100
また、貫通穴1個あたりの面積平均値は、0.001〜3mm2が好ましく0.01〜
2mm2がより好ましい。
貫通穴の個数及び面積を上記範囲にすることで、絶縁層の絶縁信頼性とアース部の接続信頼性をより向上することができる。
さらには、剥離性フィルム上にあらかじめ貫通穴と同形の突起を形成し、その表面に絶縁性樹脂組成物をコーティングし、導電接着剤層(I)と張り合わせ電磁波シールド用積層体を作製する。その後FPCに張り合わせて絶縁層側の剥離性フィルムを剥がすと突起部の部分のみに貫通穴を形成することができる。
上記方法によらずとも、例えば、絶縁性樹脂組成物を剥離性フィルムにコーティングして塗膜を形成する際に、剥離性フィルムの表面張力と絶縁性樹脂組成物の表面張力及び粘度を適当に調整することで、コーティング後自動的に複数の貫通穴を塗膜上に形成することができる。
電磁波シールド用積層体28の形成方法は特に限定されないが、好ましい方法として以下の方法を挙げることができる。
第1実施形態に係る電磁波シールド用積層体28を製造するための製造方法の例としては、まず、離型フィルム26上に、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有する組成物を塗工して熱圧着前の導電性接着層(I)25を形成する。導電性接着層(I)25は、単層でも複数層でもよい。複数層で形成する場合には、離型フィルム26側の最外層を流動性のより高い層で構成することが好ましい。別途、導電性接着層(I)25上に、絶縁性樹脂と硬化剤を含有する組成物を塗工して、貫通穴24を有する絶縁層22を形成する。
また、高周波ノイズを精度高くシールドする場合には、例えば、50〜1000μm等の厚膜とすることも可能であるが、通常、5〜200μm程度である。なお、電磁波シールド層21は、等方導電性および異方導電性を適宜選択できるが、導電性接着層(I)のみから電磁波シールド層を構成する場合には、等方導電性を示すものが好ましい。
アース部50は、グランド回路13を筐体40に設置するための導体部であり、グランド電位となる。本発明におけるアース部50は、電子機器1において、導電性接着層(II)が絶縁層22の貫通穴24に流入し、この貫通穴を介して電磁波シールド層21と電気的に接続し、導通する役割をはたす。また、図2(a)に示すように、さらに金属層52を積層したものが導電性接着層(II)の接続信頼性の観点から好ましい。
導電接着層(II)51は、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有し、いずれも電磁波シールド用積層体28で説明したものと同じものを使用することができる。金属層52は銅箔やステンレス板等が好ましい。必要に応じて表面をニッケルメッキ及び金メッキ処理しても良い。
本発明の電子機器の製造方法は、筐体に、電磁波シールド層付き基板が接合された電子機器の製造方法であって、グランド回路を含む回路パターンが形成された基板上に、前記回路パターンを保護し、前記グランド回路上の少なくとも一部に開口部を有する絶縁保護膜を形成し、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有する導電性接着層(I)と、貫通穴を有し、かつ貫通穴の開口率が0.001〜40%である絶縁層とを積層してなる電磁波シールド用積層体を、前記導電性接着層(I)が下層側になるように前記絶縁保護膜上に配置した後、前記電磁波シールド用積層体を熱圧着して電磁波シールド層を形成し、さらに導電性接着層(II)を有するアース部を、導電性接着層(II)が下層側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記絶縁層の貫通穴に、導電性接着層(II)を流入させ、絶縁層の貫通穴を介して、前記電磁波シールド層と、前記アース部とを電気的に接続させるように、電磁波シールド層付き基板を筐体に接合する方法である。
まず、図4(a)に示すように、グランド回路13を含む回路パターン14が形成された基板11上に、回路パターン14を保護し、グランド回路13上に配置される開口部16を有する絶縁保護膜15を形成する。開口部16は、例えば、フォトリソグラフィー法等により形成できる。別の方法として、予め開口部16を形成した絶縁保護膜をラミネートしてもよい。
次に、第1実施形態とは異なる電磁波シールド層付き電子機器の一例について説明する。第2実施形態に係る電磁波シールド層付き電子機器2は、以下の点を除く基本的な構造および製造方法が上記第1実施形態と同様である。即ち、第2実施形態の電磁波シールド用積層体28は、導電性接着層(I)と金属層とを有し、熱圧着後の電磁波シールド層21が、導電性接着層(I)により形成される電磁波シールド層と、金属層とからなる点において、導電性接着層(I)を熱圧着することにより得た層のみを電磁波シールド層21として用いた第1実施形態と相違する。なお、以降の図において、同一の要素部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
次に、第1実施形態とは異なる電磁波シールド層付き電子機器3の一例について説明する。第3実施形態に係る電磁波シールド層付き電子機器3は、以下の点を除く基本的な構造および製造方法が上記第1実施形態と同様である。即ち、第3実施形態においては、基板11の両面に信号回路12、グランド回路13、これらの上層を被覆する絶縁保護層15を設け、それぞれの絶縁保護層の表面に電磁波シールド積層体20を接合している点において、片面のみに電磁波シールド積層体20に接合した第1実施形態と相違する。
第4実施形態に係る電磁波シールド層付き電子機器に用いる電磁波シールド層付き基板30は、以下の点を除く基本的な構造および製造方法が上記第1実施形態で用いた電磁波シールド層付き基板30と同様である。即ち、第4実施形態においては、回路基板10の上面、即ち、絶縁保護膜15上に金属薄膜18を設け、電磁波シールド層21に含まれる導電性フィラーが絶縁保護膜15に侵入するのを防止する点において、当該金属薄膜を設けない第1実施形態と相違する。
10 回路基板
11 基板
12 信号回路
13 グランド回路
14 回路パターン
15 絶縁保護膜(カバーレイ)
16 開口部
17 ビアホール
18 金属薄膜
20 電磁波シールド積層体
21 電磁波シールド層
21a 導電性接着層(I)
21b 金属層
22 絶縁層
24(24a,24b,24c) 貫通穴
25 導電性接着層(I)
26、27 離型フィルム
28 電磁波シールド用積層体
30 電磁波シールド層付き基板
40 筐体
50 アース部
51 導電性接着層(II)
52 金属層
Claims (10)
- 導電性接着層(I)と貫通穴を有する絶縁層とが積層されてなり、
前記導電性接着層(I)が、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有し、
前記絶縁層の貫通穴の開口面積率が、0.001〜40%であることを特徴とする電磁波シールド用積層体。 - 離型フィルム上に、導電性接着層(I)と貫通穴を有する絶縁層とが積層されてなり、
前記導電性接着層(I)は、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有し、
前記絶縁層の貫通穴の開口面積率が、0.001〜40%であることを特徴とする請求項1記載の電磁波シールド用積層体。 - 前記絶縁層の貫通穴が、複数形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の電磁波シールド用積層体。
- 基板上に形成されたグランド回路と、筐体側のアース部とを接地する電磁波シールド積層体であって、
前記グランド回路を含む回路パターンが形成された基板が、開口部と、前記回路パターンを絶縁保護する絶縁保護膜を有しており、
前記絶縁保護膜上に、電磁波シールド層と貫通穴を有する絶縁層とがこの順に積層され、
前記絶縁層の貫通穴の開口面積率が、0.001〜40%であって、
前記絶縁保護膜に設けられた開口部を介して前記電磁波シールド層と前記グランド回路とが導通し、かつ、前記絶縁層の貫通穴を介して、前記電磁波シールド層と前記アース部とが電気的に接続するように、
熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有し、熱圧着により前記電磁波シールド層として機能する導電性接着層(I)と、前記貫通穴を有する絶縁層とを積層した電磁波シールド積層体。 - 前記絶縁層の膜厚が3〜50μmであることを特徴とする請求項4記載の電磁波シールド積層体。
- 貫通穴が、絶縁層の全面または少なくともアース部の取り付け領域に形成されていることを特徴とする請求項4または5記載の電磁波シールド積層体。
- 前記電磁波シールド層は、導電性接着層(I)の上層に、金属層がさらに積層されていることを特徴とする請求項4〜6いずれか1項記載の電磁波シールド積層体。
- 筐体に、電磁波シールド層付き基板がアース部により接合された電子機器であって、
前記基板上には、グランド回路を含む回路パターンと、
前記回路パターンを絶縁保護する絶縁保護膜と、
前記絶縁保護膜上に積層され、当該絶縁保護膜に設けられた開口部を介して前記グランド回路と導通し、且つ前記回路パターンをシールドする電磁波シールド層と、
前記電磁波シールド層上に形成され、貫通穴を有し、かつ貫通穴の開口面積率が0.001〜40%である絶縁層とを具備し、
前記筐体は、熱圧着することにより導通し、前記グランド回路を接地するアース部を有しており、
前記電磁波シールド層は、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有する導電性接着層(I)を熱圧着することにより形成した層を有する電子機器。 - 前記電磁波シールド層は、前記導電性接着層(I)を熱圧着して形成した層の上層に、金属層がさらに積層されていることを特徴とする請求項8記載の電子機器。
- 筐体に、電磁波シールド層付き基板が接合された電子機器の製造方法であって、
グランド回路を含む回路パターンが形成された基板上に、前記回路パターンを保護し、前記グランド回路上の少なくとも一部に開口部を有する絶縁保護膜を形成し、
熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性フィラーを含有する導電性接着層(I)と、貫通穴を有し、かつ貫通穴の開口面積率が0.001〜40%である絶縁層とを積層してなる電磁波シールド用積層体を、
前記導電性接着層(I)が下層側になるように前記絶縁保護膜上に配置した後、前記電磁波シールド用積層体を熱圧着して電磁波シールド層を形成し、
さらに導電性接着層(II)を有するアース部を、導電性接着層(II)が下層側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記絶縁層の貫通穴に、導電性接着剤層(II)を流入させ、絶縁層の貫通穴を介して、前記電磁波シールド層と、前記アース部とを電気的に接続させるように、電磁波シールド層付き基板を筐体に接合する電子機器の製造方法。
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