JP2018041953A - 電磁波シールド積層体、この電磁波シールド積層体を用いた電子機器およびその製造方法 - Google Patents
電磁波シールド積層体、この電磁波シールド積層体を用いた電子機器およびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
そして、絶縁フィルム115の表面に接着材層121を介して金属薄膜層123を、この金属薄膜層123の表面にカバーフィルム122を積層して、シールドフィルム120を形成している。
グランド接続部材は、金属箔150と、この金属箔150の片面から突出する金属フィラー126aと、金属箔150と金属フィラ―126aとの間にあって金属箔150に金属フィラー126aを接着する接着剤層126とを有する。
このグランド接続部材は、金属フィラー126aをカバーフィルム122に押し付けることで、金属フィラー126aはカバーフィルム122を突き抜けて金属薄膜層123に侵入し、金属薄膜層123と接続される。そして、外部に露出している金属箔150が近傍のアース部40に接続される。
Magnetic Interference(EMI))をより効果的に防止する技術の向上を図る技術が求められている。
また、前記グランド部は、熱により軟化するバインダー樹脂および導電性微粒子を含む導電性接着剤層(II)と、グランド接続部材とからなり、熱圧着により、導電性接着剤層(II)が電磁波シールド層に当接するようにスルーホールに充填され、前記スルーホールを介して前記電磁波シールド層と前記グランド部が電気的に接続しているものである。
また、電磁波シールド積層体は、必要に応じて、上記の回路パターンにグランド回路を含み、前記グランド回路が露出するように絶縁保護膜にビアを形成し、このビアを介してグランド回路と電磁波シールド層を接続する構成とする。
熱圧着により、導電性接着剤層(II)が電磁波シールド層に当接するように前記スルーホールに充填され、前記スルーホールを介して前記電磁波シールド層と前記グランド部が電気的に接続してなる。
また、この電磁波シールド積層体を用いることで、電磁波シールド性に優れた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。
本発明の電磁波シールド積層体は、電磁波シールド層と絶縁層を備えたものであり、前記電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有する。電磁波シールド積層体は電磁波シールドシートを用いて形成することができる。
電磁波シールド積層体20は、回路パターン14および前記回路パターンを絶縁保護する絶縁保護膜15が形成された回路基板10と、電子機器本体のアース部40に接続されたグランド部70との間に配置する電磁波シールド積層体であって、前記回路基板10の絶縁保護膜15上に電磁波シールド層25および絶縁層22の順に積層され、前記電磁波シールド層25および絶縁層22を貫通するスルーホール24を有し、前記スルーホール24の上面にグランド部70が載置され、前記スルーホール24を介して前記電磁波シールド層25と前記グランド部70とが電気的に接続するように、電磁波シールド層25と絶縁層22とを積層されてなる。
電磁波シールド積層体20は、回路パターン14および前記回路パターンを絶縁保護する絶縁保護膜16が形成された回路基板10と、電子機器本体のアース部40に接続されたグランド部70との間に配置する電磁波シールド積層体であって、
前記回路パターン14は、グランド回路13を有し、回路基板10上に形成された前記グランド回路13と、電子機器本体のアース部40に接続されたグランド部70とを接地するための電磁波シールド積層体であって、前記絶縁保護膜15に設けられたビア17を介して前記電磁波シールド層25と前記グランド回路13とが導通するように、熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性微粒子とを含有し、導電性接着剤層(I)21を少なくとも有する電磁波シールド層25と絶縁層22との積層体である。
電磁波シールド層と絶縁層を貫通するスルーホールの形状は特に限定されず、円や四角など、必要に応じて設定できる。スルーホールの開口面積は0.01〜100mm2が好ましく、0.10〜80mm2がより好ましい。スルーホールの開口面積を上記の範囲にすることで、電磁波シールド性とグランド接続部材の接続安定性を高めることができる。
電磁波シールド層は、回路パターン14から発生する電磁波の外部への漏洩を防ぎ、また、外部から回路への電磁波(ノイズ)を遮蔽する役割を担う。電磁波シールド層は次の3つの態様が好ましい。第一の態様は、導電性接着剤層(I)単層であり、第二の態様は、金属層と導電性接着剤層(I)の積層体である。異方導電性接着剤層は、絶縁保護膜上に載置される。導電性接着剤層(I)は、等方導電性接着剤層および、異方導電性接着剤層である。また、第三の態様は、金属層と接着剤層の積層体である。接着剤層および金属層からなる積層体は、接着剤層が絶縁保護膜上に載置される。
導電性接着剤層(I)は導電性微粒子、バインダー樹脂および硬化剤からなる導電性樹脂組成物によって形成される。
導電性接着剤層(I)は、熱圧着により前記電磁波シールド層として機能し、回路パターンがグランド回路を有する場合には、熱圧着により、絶縁保護膜に設けられたビアに導電性接着剤層(I)が流入し、前記ビアを介して前記電磁波シールド層と前記グランド回路とを導通させることができる。
導電性微粒子は、金、白金、銀、銅およびニッケル等の導電性金属、およびその合金、ならびに導電性ポリマーの微粒子が好ましい。また単一組成の微粒子ではなく金属や樹脂を核体とし、前記核体の表面を被覆する被覆層を核体よりも導電性が高い素材で形成した複合微粒子がコストダウンの観点から好ましい。核体は、ニッケル、シリカ、銅および樹脂から選択することが好ましく、導電性の金属およびその合金がより好ましい。被覆層は、導電性を有する素材であればよく、導電性金属または導電性ポリマーが好ましい。導電性金属は、例えば、金、白金、銀、錫、マンガン、およびインジウム等、ならびにその合金が挙げられる。また導電性ポリマーは、ポリアニリン、ポリアセチレン等が挙げられる。これらの中でも導電性の面から銀が好ましい。
等方導電性接着剤層は、フレーク状、または樹枝状の導電性微粒子を使用する方法等公知の方法で得られる。また、異方導電性接着剤層は、球状または樹枝状の導電性微粒子を使用する方法等で得られる。なお、電磁波シールド層が樹枝状の導電性微粒子を大量に含む場合、等方導電性が得られる。また電磁波シールド層が樹枝状の導電性微粒子を少量含む場合、異方導電性が得られる。
より好ましい。また、等方導電性接着剤層を形成する場合、バインダー樹脂100重量部に対して、100〜1500重量部を配合することが好ましく、100〜1000重量部がより好ましい。
バインダー樹脂としては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で特に限定されないが、熱硬化性樹脂が好ましい。また、後工程においてリフロー工程等の加熱工程が無い用途においては、熱可塑性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂は、自己架橋性タイプおよび硬化剤反応タイプが使用できる。硬化剤反応タイプのバインダー樹脂としては、硬化剤と反応可能な反応性官能基が結合された熱硬化性樹脂が好適である。
回路パターンがグランド回路を有する場合、バインダー樹脂は、後述するように、熱圧着によって導電性接着剤層(I)が、絶縁保護膜に形成したビアに流入し充填することでグランド接続を強化する役割を有するため、熱により軟化する樹脂であることが好ましい。
硬化剤は、熱硬化性樹脂100重量部に対して1〜50重量部含むことが好ましく、3〜30重量部がより好ましく、3〜20重量部がさらに好ましい。
バインダー樹脂は、単独または混合して用いることができる。
第二の態様は、金属層と導電性接着剤層(I)の積層体であり、このとき導電性接着剤層(I)は、異方導電性接着剤層であることが好ましい。
金属層を有することにより、電磁波をさらに高いレベルでシールドでき、特に高周波(例えば、1GHz〜100GHz)の信号を伝送する配線板でノイズ等をより抑制できる。金属層の厚みは、10nm〜20μmが好ましい。
また、第三の態様は、電磁波シールド層を金属層22で構成し、この金属層22を導電性を有しない接着剤によって絶縁保護層15の表面に接着固定し、金属層22のみによって電磁波シールド機能を発揮させる構成である。
絶縁層22は、電磁波シールド層25の表面に設けることにより、電磁波シールド層25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。
電磁波シールド積層体は、上記で説明した材料を用いて、電磁波シールドシートにより作製できる。
電磁波シールドシートの第一の態様の作製方法を説明する。具体的には、導電性接着剤層(I)と絶縁層とを貼り合わせて作製できる。また、導電性接着剤層(I)に絶縁性樹脂組成物を塗工することで絶縁層を形成することもできる。
電磁波シールドシートの第三の態様の作製方法を説明する。具体的には、剥離性シート上に接着剤層を塗工した表面に、無電解メッキ処理等により金属層を形成し、別途剥離性シート上に形成した絶縁層と前記金属層とを重ねてラミネートする方法等が挙げられる。
グランド部は導電性接着剤層(II)とグランド接続部材とからなり、電磁波シールド層と当接し、アース部と接地することでグランド補強する。
導電性接着剤層(II)60は電磁波シールド積層体25のスルーホール24に充填させ、グランド接続部材50と導通するためのものであり、スルーホールに充填し硬化することによってグランド接続が確実となり、グランド接続の信頼性が向上する。導電性接着剤層(II)は熱圧着時にスルーホール24に流入し充填される。これにより、スルーホール内の電磁波シールド層と電気的に接続しグランド接続部材と確実に接続することができる。
グランド接続部材50は、例えば金、銀、銅、アルミ、鉄、ニッケルおよびこれらの合金からなる金属板が挙げられる。これらの中でグランド接続部材としての導電性とコストおよび化学的安定性の面で銅、アルミ、ニッケル、銀が好ましい。グランド補強部材の厚みは、グランド接続信頼性と形状保持性の観点から0.04〜2mmが好ましく、0.1〜1mmがより好ましい。
回路基板10は、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ように接着剤16によって取り付けた絶縁保護膜(カバーレイ)15等からなる。
回路パターンにグランド回路13を設ける場合の形成位置は、電磁波シールド積層体20の電磁波シールド層25にグランドコンタクトが取れればよく、基板11の表面の他、基板の内部あるいは基板の裏面でもよい。
本発明に係る電子機器は、電子機器本体のアース部に、電磁波シールド層付き基板がグランド部により接合された電子機器であって、前記電磁波シールド層付き基板は、基板上に形成された回路パターンと、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た電磁波シールド層および該電磁波シールド層上に形成された絶縁層を有する電磁波シールド積層体と、を具備してなり、前記電磁波シールド積層体は、電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有し、前記グランド部は、熱により軟化するバインダー樹脂および導電性微粒子を含む導電性接着剤層(II)と、グランド接続部材とからなり、かつ導電性接着剤層(II)が前記スルーホールの上面に載置されてなり、熱圧着により、導電性接着剤層(II)が電磁波シールド層に当接するように前記スルーホールに充填され、前記スルーホールを介して前記電磁波シールド層と前記グランド部が電気的に接続してなる。
また、図2の電磁波シールド積層体とは異なる例として、図は省略するが、具体的には絶縁層22と金属層23および接着剤層からなる電磁波シールド積層体である。つまり、図2の導電性接着剤層(I)21の代わりに絶縁性の接着剤層を用いたもので、接着剤層によって、絶縁保護膜15の表面に接着固定することにより、金属層23のみによって十分な電磁波シールド効果を得ることができる。必要に応じて金属層23がグランドパターンに接触するよう凸状に成形することができる。
本発明に係る電磁波シールド層付き基板をアース部に接合する電子機器の製造方法は、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する絶縁保護膜を形成し、
電磁波シールド層と絶縁層とを積層してなる電磁波シールドシートを該電磁波シールド層が基板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積層体の所定の位置に電磁波シールド層と絶縁層を貫通するスルーホールを形成することにより電磁波シールド層付き基板を形成し、
さらに導電性接着剤層(II)を有するグランド部を、導電性接着剤層(II)が基板側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記スルーホールに導電性接着剤層(II)を前記電磁波シールド層に当接するように流入させ、前記電磁波シールド層と前記グランド接続部材とを電気的に接続させ、このグランド接続部材と電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する方法(製造方法1)である。
電磁波シールド層と絶縁層とを積層し、かつ電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有する電磁波シールド積層体を、前記電磁波シールド層が基板側になるように前記絶縁保護膜上に配置して電磁波シールド層付き基板を形成し、
さらに導電性接着剤層(II)を有するグランド部を、導電性接着剤層(II)が基板側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記スルーホールに導電性接着剤層(II)を前記電磁波シールド層に当接するように流入させ、前記電磁波シールド層と前記グランド接続部材とを電気的に接続させ、このグランド接続部材と電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する方法(製造方法2)が挙げられる。
まず、図4(a)に示すように、信号回路12とグランド回路13を有する回路パターン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が露出するように形成されたビア17を有する絶縁保護膜15を形成する。ビア17は、例えば、レーザー加工等により形成できる。別の方法として、予めビア17を形成した絶縁保護膜をラミネートしてもよい。
そして、グランド接続部材50を熱圧着することで、加熱により軟化した導電性接着剤層(II)が、同時に加えられる圧力によってスルーホール24内に流入充填し、グランド接続部材50と電磁波シールド層付き基板30内の電磁波シールド層25との導通が確保される。
そして、上記グランド部70が取り付けられた電磁波シールド付き基板30を設計に基づいて組立て、この電磁波シールド層25を上記グランド接続部材50を通してアース部40に接続し接地する。グランド接続部材50とアース部40は不図示のガスケット及び導電粘着テープで接続する。
製造方法2は、図5(a)に示すように、導電性接着剤層(I)21と金属層23よりなる電磁シールド層25および絶縁層22の積層体である電磁波シールドシートのグランド接続部材50の取り付け部に、打ち抜き加工やレーザ加工等によって、絶縁層23、電磁波シールド層25を貫通するスルーホール24を形成する。
続く図5(b)〜(c)の工程は、それぞれ図4(c)〜(d)で説明した方法と同様である。
また、本発明に係る電磁波シールド層付き電子機器によれば、回路パターンと、電磁波シールド層と、グランド部を構成する導電性接着剤層(II)およびグランド接続部材とが、互いに対向配置される構造を有し、且つグランド電位を逃す構造を採用しているので、EMIをより効果的に抑制し、且つEMCの向上をより効果的に図ることができる。
また、本発明の第1の電子機器の製造方法によれば、グランド接続部材の取り付け位置が決まっている場合は、電磁波シールド積層体に予めスルーホールを形成しておくことができるので、電子機器の製造工程中にスルーホールの形成作業がなく、電子機器の製造工程を簡略化して迅速に製造することができる。
また、本発明の第2の電子機器の製造方法によれば、グランド接続部材の取り付け位置に応じてスルーホールを形成するので、電磁波シールド積層体の任意の位置からグランド回路の接地を行うことができる。
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 接着剤
17 ビア
20 電磁波シールド積層体
21 導電性接着剤層(I)
22 絶縁層
23 金属層
24 スルーホール
25 電磁波シールド層
30 電磁波シールド層付き基板
40 アース部
50 グランド接続部材
60 導電性接着剤層(II)
70 グランド部
Claims (14)
- 回路パターンおよび前記回路パターンを絶縁保護する絶縁保護膜が形成された回路基板と、電子機器本体のアース部に接続されたグランド部との間に配置する電磁波シールド積層体であって、
前記回路基板の絶縁保護膜上に電磁波シールド層および絶縁層の順に積層され、
前記電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有し、
前記スルーホールの上面にグランド部が載置され、
前記スルーホールを介して前記電磁波シールド層と前記グランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層と絶縁層とを積層した、電磁波シールド積層体。 - 前記回路パターンは、グランド回路を有し、
回路基板上に形成された前記グランド回路と、電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とを接続するための電磁波シールド積層体であって、
前記絶縁保護膜に設けられたビア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するように、
熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性微粒子とを含有し、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剤層(I)を少なくとも有する電磁波シールド層と絶縁層とを積層した、請求項1記載の電磁波シールド積層体。 - 前記グランド部は、熱により軟化するバインダー樹脂および導電性微粒子を含む導電性接着剤層(II)と、グランド接続部材とからなり、
熱圧着により、導電性接着剤層(II)が電磁波シールド層に当接するようにスルーホールに充填され、
前記スルーホールを介して前記電磁波シールド層と前記グランド部が電気的に接続するように、電磁波シールド層と絶縁層とを積層した、請求項1または2記載の電磁波シールド積層体。 - 前記電磁波シールド層は、等方導電性接着剤層であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の電磁波シールド積層体。
- 前記電磁波シールド層は、接着剤層および金属層からなる積層体であって、接着剤層が前記絶縁保護膜上に載置されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の電磁波シールド積層体。
- 前記電磁波シールド層は、異方導電性接着剤層および金属層からなる積層体であって、異方導電性接着剤層が前記絶縁保護膜上に載置されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の電磁波シールド積層体。
- 電子機器本体のアース部に、電磁波シールド層付き基板がグランド部により接合された電子機器であって、
前記電磁波シールド層付き基板は、
基板上に形成された回路パターンと、
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た電磁波シールド層および該電磁波シールド層上に形成された絶縁層を有する電磁波シールド積層体と、を具備してなり、
前記電磁波シールド積層体は、電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有し、
前記グランド部は、熱により軟化するバインダー樹脂および導電性微粒子を含む導電性接着剤層(II)と、グランド接続部材とからなり、かつ導電性接着剤層(II)が前記スルーホールの上面に載置されてなり、
熱圧着により、導電性接着剤層(II)が電磁波シールド層に当接するように前記スルーホールに充填され、
前記スルーホールを介して前記電磁波シールド層と前記グランド部が電気的に接続してなる電子機器。 - 前記導電性接着剤層(II)が回路パターンに当接していないことを特徴とする請求項7記載の電子機器。
- 前記回路パターンは、グランド回路を有し、
回路基板上に形成された前記グランド回路と、電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とを接地するための電磁波シールド積層体を有し、
前記絶縁保護膜に設けられたビア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するように、
熱により軟化するバインダー樹脂と、導電性微粒子とを含有し、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剤層(I)を少なくとも有する電磁波シールド層と絶縁層とを積層してなる電磁波シールド積層体を有する、請求項7または8記載の電子機器。 - 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する絶縁保護膜を形成し、
電磁波シールド層と絶縁層とを積層してなる電磁波シールド積層体を該電磁波シールド層が基板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積層体の所定の位置に電磁波シールド層と絶縁層を貫通するスルーホールを形成することにより電磁波シールド層付き基板を形成し、
さらに導電性接着剤層(II)を有するグランド部を、導電性接着剤層(II)が基板側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記スルーホールに導電性接着剤層(II)を前記電磁波シールド層に当接するように流入させ、前記電磁波シールド層と前記グランド接続部材とを電気的に接続させ、このグランド接続部材を電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する電子機器の製造方法。 - 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する絶縁保護膜を形成し、
電磁波シールド層と絶縁層とを積層してなる電磁波シールド積層体を前記電磁波シールド層が基板側になるように前記絶縁保護膜上に配置した後、
熱圧着によって電磁波シールド層を硬化させ、
前記電磁波シールド積層体の所定の位置に電磁波シールド層と絶縁層を貫通するスルーホールを形成することにより電磁波シールド層付き基板を形成し、
さらに導電性接着剤層(II)を有するグランド部を、導電性接着剤層(II)が基板側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記スルーホールに導電性接着剤層(II)を前記電磁波シールド層に当接するように流入させ、前記電磁波シールド層と前記グランド接続部材とを電気的に接続させ、このグランド接続部材を電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する電子機器の製造方法。 - 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する絶縁保護膜を形成し、
電磁波シールド層と絶縁層とを積層し、かつ電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有する電磁波シールド積層体を、前記電磁波シールド層が基板側になるように前記絶縁保護膜上に配置して電磁波シールド層付き基板を形成し、
さらに導電性接着剤層(II)を有するグランド部を、導電性接着剤層(II)が基板側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記スルーホールに導電性接着剤層(II)を前記電磁波シールド層に当接するように流入させ、前記電磁波シールド層と前記グランド接続部材とを電気的に接続させ、このグランド接続部材を電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する電子機器の製造方法。 - 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する絶縁保護膜を形成し、
電磁波シールド層と絶縁層とを積層し、かつ電磁波シールド層および絶縁層を貫通するスルーホールを有する電磁波シールド積層体を、前記電磁波シールド層が基板側になるように前記絶縁保護膜上に配置した後、
熱圧着によって電磁波シールド層を硬化させて電磁波シールド層付き基板を形成し、
さらに導電性接着剤層(II)を有するグランド部を、導電性接着剤層(II)が基板側になるように前記絶縁層上に配置し、熱圧着して前記スルーホールに導電性接着剤層(II)を前記電磁波シールド層に当接するように流入させ、前記電磁波シールド層と前記グランド接続部材とを電気的に接続させ、このグランド接続部材を電子機器本体のアース部に接続されたグランド部とが電気的に接続するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する電子機器の製造方法。 - 前記回路パターンは、グランド回路を有し、
前記グランド回路上の少なくとも一部にビア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、導電性微粒子とを含有し、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剤層(I)を少なくとも有する電磁波シールド層と絶縁層とを積層してなる電磁波シールド積層体を、
前記導電性接着剤層(I)が基板側になるように前記絶縁保護膜上に配置した後、
熱圧着して前記ビアに導電性接着剤層(I)を前記グランド回路に当接するように流入させ、
前記絶縁保護膜に設けられたビア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するように、電磁波シールド層付き基板を前記アース部に接合する請求項10〜13いずれか1項記載の電子機器の製造方法。
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