JP2019161101A - 電磁波シールドフィルム及びシールドプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
プリント回路にはグランド回路が含まれており、グランド回路は、アースを取るために電子機器の筐体と電気的に接続されている。
上記の通り、シールドプリント配線板の基体フィルムでは、グランド回路を含むプリント回路の上に絶縁フィルムが設けられている。また、基体フィルムは、絶縁層を有するシールドフィルムにより被覆されている。
そのため、グランド回路と、電子機器の筐体とを電気的に接続するためには、絶縁フィルム及びシールドフィルムの一部にあらかじめ孔をあける必要があった。
このことは、プリント回路を設計する上で、自由度を妨げる要因となっていた。
特許文献1に記載のシールドフィルムを作製する際には、グランド部材の突起(接続部)がカバーフィルムを貫くように、グランド部材が、カバーフィルムに押し付けられる。そのため、グランド部材は、シールドフィルムの任意の位置に配置することができる。
このようなグランド部材を用いて、シールドプリント配線板を製造すると、任意の位置で、グランド回路と、電子機器の筐体を電気的に接続することができる。
この際、グランド部材の突起(接続部)が充分にカバーフィルムを貫けず、グランド部材の突起(接続部)がシールドフィルムのシールド層と充分に接触できていないことがあった。
グランド部材の突起(接続部)がシールドフィルムのシールド層と充分に接触できていない場合、電気抵抗値が上昇してしまう。
すなわち、本発明の電磁波シールドフィルムは、接着剤層と、上記接着剤層に積層されたシールド層と、上記シールド層に積層された絶縁層とからなる電磁波シールドフィルムであって、上記接着剤層の弾性率が、80〜1500MPaであることを特徴とする。
接着剤層の弾性率が80MPa未満であると、接着剤層が柔らかすぎ、グランド部材を電磁波シールドフィルムに押し付ける際、電磁波シールドフィルムの接着剤層が圧力を吸収してしまう。そのため、グランド部材の接続部が電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
接着剤層の弾性率が1500MPaを超えると、接着剤層が硬すぎ、電磁波シールドフィルム全体の柔軟性が失われる。
接着剤層の破断伸びが310%を超えると、接着剤層が柔らかくなりすぎ、グランド部材を電磁波シールドフィルムに押し付ける際、電磁波シールドフィルムの接着剤層が圧力を吸収しやすくなる。そのため、グランド部材の接続部が電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
通常、プリント配線板の電子回路には、グランド回路も設けられる。本発明の電磁波シールドフィルムの接着剤層が、導電性接着剤層である場合、電磁波シールドフィルムの接着剤層をグランド回路と接触させるように電磁波シールドフィルムをプリント配線板に配置することにより、これらを電気的に接続することができる。
また、本発明の電磁波シールドフィルムには、グランド部材が配置されることになる。さらに、グランド部材は、外部グランドと接続されることになる。
そのため、本発明の電磁波シールドフィルムの接着剤層を、導電性接着剤層とすることにより、プリント配線板のグランド回路を、本発明の電磁波シールドフィルム及びグランド部材を介して、外部グランドに電気的に接続することができる。
そのため、グランド部材の接続部が、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫いて、電磁波シールドフィルムのシールド層と充分に接触している。
従って、本発明のシールドプリント配線板では、グランド部材の接続部と、電磁波シールドフィルムのシールド層とは充分に電気的に接続されている。
また、上記グランド部材は、金属箔と、上記金属箔に形成された上記接続部である導電性突起とからなっていてもよい。
また、上記グランド部材は、金属箔が折り曲げられて構成されており、上記金属箔の山折り部が上記接続部であってもよい。
グランド部材がこのような構成であっても、グランド部材を電磁波シールドフィルムの上に配置する際に、グランド部材の接続部が、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫くことができる。
そのため、本発明のシールドプリント配線板では、グランド部材の接続部と、電磁波シールドフィルムのシールド層とが充分に接触している。
接着剤層の弾性率が、80〜1500MPaであると、接着剤層が適度な硬さとなるので、グランド部材を電磁波シールドフィルムに押し付ける際、グランド部材の接続部が、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きやすくなる。
図1に示す電磁波シールドフィルム10は、接着剤層11と、接着剤層11に積層されたシールド層12と、シールド層12に積層された絶縁層13とからなる。
また、接着剤層11の弾性率は、80〜1500MPaである。
ここで、電磁波シールドフィルム10を用いたシールドプリント配線板について説明する。
図2に示すように、シールドプリント配線板1は、ベースフィルム21と、ベースフィルム21上に形成されたプリント回路22と、プリント回路22を覆うように形成されたカバーレイ23からなる基体フィルム20と、基体フィルム20の上に積層された電磁波シールドフィルム10と、電磁波シールドフィルム10のシールド層12を外部グランドGNDと接続するためのグランド部材30とを備える。
そのため、シールドプリント配線板1では、グランド部材30の導電性フィラー33と、電磁波シールドフィルム10のシールド層12は、電気的に接続されることになる。
つまり、導電性フィラー33は、電磁波シールドフィルム10とグランド部材30とを接続する接続部として機能している。
そのため、電磁波シールドフィルム10の接着剤層11が適度な硬さとなるので、グランド部材30を電磁波シールドフィルム10に押し付ける際、グランド部材30の導電性フィラー33が、電磁波シールドフィルム10の絶縁層13を貫きやすくなる。
また、電磁波シールドフィルムの接着剤層の弾性率が80MPa未満であると、接着剤層が柔らかすぎ、グランド部材を電磁波シールドフィルムに押し付ける際、電磁波シールドフィルムの接着剤層が圧力を吸収してしまう。そのため、グランド部材の接続部が電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
接着剤層の弾性率が1500MPaを超えると、接着剤層が硬すぎ、電磁波シールドフィルム全体の柔軟性が失われる。
接着剤層の破断伸びが310%を超えると、接着剤層が柔らかくなりすぎ、グランド部材を電磁波シールドフィルムに押し付ける際、電磁波シールドフィルムの接着剤層が圧力を吸収しやすくなる。そのため、グランド部材の接続部が電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びアルキッド系樹脂等が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、イミド系樹脂、及びアクリル系樹脂が挙げられる。
また、エポキシ系樹脂としては、アミド変性エポキシ樹脂であることがより望ましい。
これらの樹脂は、接着剤層を構成する樹脂として適している。
接着剤層の厚さが1μm未満であると、接着剤層を構成する樹脂の量が少ないため、充分な接着性能が得られにくい。また、破損しやすくなる。
接着剤層の厚さが50μmを超えると、電磁波シールドフィルム全体が厚くなり、柔軟性が失われやすい。
通常、プリント配線板の電子回路には、グランド回路も設けられる。電磁波シールドフィルム10の接着剤層11が、導電性接着剤層である場合、電磁波シールドフィルム10の接着剤層11をグランド回路と接触させるように電磁波シールドフィルム10をプリント配線板に配置することにより、これらを電気的に接続することができる。
また、上記の通り、電磁波シールドフィルム10には、グランド部材30が配置されることになる。さらに、グランド部材30は、外部グランドGNDと接続されることになる。
そのため、電磁波シールドフィルム10の接着剤層11を、導電性接着剤層とすることにより、プリント配線板のグランド回路を、電磁波シールドフィルム10及びグランド部材30を介して、外部グランドGNDに電気的に接続することができる。
これらの中では、経済性の観点から、安価に入手できる銅粉又は銀コート銅粉であることが望ましい。
接着性樹脂組成物の材料はこれらの1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
接着剤層11が異方導電性を有すると、等方導電性を有する場合に比べて、プリント配線板の信号回路で伝送される高周波信号の伝送特性が向上する。
これらの物質を電磁波シールドフィルム10の接着剤層11に加えることにより、弾性率及び破断伸びを調節することもできる。
このような化合物としては、接着性樹脂組成物よりも高い弾性率を有する充填材を使用することができる。
充填材の例としては、窒素系化合物、シリカ系化合物、有機リン系化合物等を使用することができ、窒素系化合物を使用することが望ましい。
また、このような化合物は、充填材としての機能の他に、難燃剤や難燃助剤等の別の機能を有していてもよい。
充填材としての機能及び難燃材や難燃助剤としての機能を有する窒素系化合物を用いると、難燃性の付与と弾性率の調整を両立することができる。
このような窒素系化合物としては、例えば、公知の窒素化合物系難燃剤を用いることができる。
この場合、当該粒子の弾性率は、50〜2000MPaであることが望ましく、平均粒子径は、0.5〜30μmであることが望ましい。
充填材としての機能を有する化合物の配合量は、接着性樹脂組成物100質量部に対し、10〜300質量部であることが望ましい。
銅は、導電性及び経済性の観点からシールド層12にとって好適な材料である。
なお、シールド層12は、上記金属の合金からなる層を含んでいてもよい。
シールド層の厚さが0.01μm未満では、充分なシールド効果が得られにくい。
シールド層の厚さが10μmを超えると屈曲しにくくなる。
上記熱可塑性樹脂組成物としては、特に限定されないが、スチレン系樹脂組成物、酢酸ビニル系樹脂組成物、ポリエステル系樹脂組成物、ポリエチレン系樹脂組成物、ポリプロピレン系樹脂組成物、イミド系樹脂組成物、アクリル系樹脂組成物等が挙げられる。
絶縁層の厚さが1μm未満であると、薄すぎるので接着剤層及びシールド層を充分に保護しにくくなる。
絶縁層の厚さが15μmを超えると、厚すぎるので、グランド部材の導電性フィラーが電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
アンカーコート層の材料としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂をシェルとしアクリル樹脂をコアとするコア・シェル型複合樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポリイソシアネートにフェノール等のブロック化剤を反応させて得られたブロックイソシアネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
すなわち、上記シールドプリント配線板1は、本発明のシールドプリント配線板である。
また、これらのエンジニアリングプラスチックの内、難燃性が要求される場合には、ポリフェニレンサルファイドフィルムが望ましく、耐熱性が要求される場合にはポリイミドフィルムが望ましい。なお、ベースフィルム21の厚みは、10〜40μmであることが望ましい。また、カバーレイ23の厚みは、10〜30μmであることが望ましい。
導電材料としては、銅、ニッケル、銀、金等が挙げられる。
これらの粒子は、導電性に優れている。
導電性フィラーの平均粒子径が、1μm未満であると、導電性フィラーが小さいので、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫通しにくくなる。
導電性フィラーの平均粒子径が、200μmを超えると、導電性フィラーが大きくなるので、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫くのに大きな圧力が必要になる。
接着性樹脂の材料はこれらの1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
これらの材料は導電性に優れる。
図3は、本発明のシールドプリント配線板の別の一例を模式的に示す断面図である。
図4は、本発明のシールドプリント配線板の別の一例を模式的に示す断面図である。
シールドプリント配線板101において、グランド部材130の導電性突起134は、電磁波シールドフィルム10の絶縁層13を貫いて、電磁波シールドフィルム10のシールド層12と接触している。
そのため、シールドプリント配線板101では、グランド部材130の導電性突起134と、電磁波シールドフィルム10のシールド層12は、電気的に接続されることになる。
つまり、導電性突起134は、電磁波シールドフィルム10とグランド部材130とを接続する接続部として機能している。
これらの材料は導電性に優れる。
また、金属箔131と導電性突起134とは同じ材料からなることが望ましい。
導電性突起134が柱状であると、電磁波シールドフィルム10の絶縁層13を貫きやすくなる。
導電性突起の底面の面積が1.0μm2未満であると、導電性突起の強度が弱くなり、導電性突起が折れやすくなる。
導電性突起の底面の面積が1.0×106μm2を超えると、導電性突起が太すぎるので、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
導電性突起同士のピッチが1μm未満であるグランド部材は、作製することが技術的に難しい。
導電性突起同士のピッチが1000μmを超えると、密度が低くなり、グランド部材の導電性突起と、電磁波シールドフィルムのシールド層との総接触面積が小さくなる。そのため、電気抵抗が高くなりやすくなる。
シールドプリント配線板201において、グランド部材230の山折り部235は、電磁波シールドフィルム10の絶縁層13を貫いて、電磁波シールドフィルム10のシールド層12と接触している。
そのため、シールドプリント配線板201では、グランド部材230の山折り部235と、電磁波シールドフィルム10のシールド層12は、電気的に接続されることになる。
つまり、山折り部235は、電磁波シールドフィルム10とグランド部材230とを接続する接続部として機能している。
これらの材料は導電性に優れる。
なお、以下の実施例の説明において「部」は質量部を意味する。
まず、第1剥離フィルムとして、片面に剥離処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。
次に、第1剥離フィルムの剥離処理面にエポキシ樹脂を塗工し、電気オーブンを用い、100℃で2分間加熱し、厚さ5μmの絶縁層を作製した。
その後、絶縁層の上に、無電解めっきにより2μmの銅層を形成した。当該銅層は、シールド層となる。
次に、第2剥離フィルムとして、片面に剥離処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。
そして、第2剥離フィルムの剥離処理面に接着剤層用組成物を塗工し、電気オーブンを用い、100℃で2分間加熱し、厚さ15μmの接着剤層を作製した。
接着剤層用組成物を表1に示す組成のものに変更した以外は、実施例1と同様に、実施例2〜4及び比較例1に係る電磁波シールドフィルムを製造した。
なお、表1の接着剤層の組成の数値は、質量部を示す。
なお、接着剤層用組成物に含まれるメラミンシアヌレートは難燃助剤及び弾性率を調整する充填材として機能する。
各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムの接着剤層の弾性率(MPa)及び破断伸び(%)を以下の方法で測定した。
電磁波シールドフィルムの接着剤層を形成するのに用いた接着剤層用組成物を離型フィルムにコートし、離型フィルムを剥離して試験用接着剤層を作製した。
試験用接着剤層から、ダンベル試験片(100mm×10mm、標線間20mm)を作製し、引張試験機(AGS−X50S、島津製作所製)を用いて、弾性率及び破断伸びを測定した。
測定条件は、引張速度:50mm/min、ロードセル:50Nとした。
弾性率は、応力(2〜3MPa)と破断伸びの傾斜から算出した。
結果を表1に示す。
各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムを用い、以下の方法でシールドプリント配線板を製造した。
基体フィルムにおいて、ベースフィルムはポリイミド樹脂(縦5mm、横10mm、厚さ:12μm)からなり、グランド回路及びプリント回路は銅からなり、カバーレイはポリイミド樹脂(厚さ:12μm)からなっていた。
なお、カバーレイには、プリント回路の一部を露出させるための穴部が形成された。
また、金属箔と、接着性樹脂により金属箔に固定された導電性フィラーからなるグランド部材を準備した。
グランド部材において、金属箔は、銅箔(厚さ:6μm)であり、接着性樹脂は6μmであり、導電性フィラーは、銀コート銅粒子(平均粒子径:10〜15μm)であった。
その後、170℃、3MPa、予圧60秒、本圧180秒の条件で、各電磁波シールドフィルムを基体フィルムに熱圧着した。
その後、150℃、1時間の条件で乾燥を行った。
そして、170℃、3MPa、予圧7秒、本圧43秒の条件で、グランド部材を電磁波シールドフィルムに仮止めした後、170℃、3MPa、15分の条件で熱圧着した。これにより、グランド部材の導電性フィラーが、電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫いて、電磁波シールドフィルムのシールド層と接触することになる。
その後、150℃、1時間の条件で乾燥を行うことによりシールドプリント配線板を作製した。
2つのグランド部材間の電気抵抗値が低い場合は、グランド部材の導電性フィラーと電磁波シールドフィルムのシールド層とが充分に接触していることを意味する。
逆に、2つのグランド部材間の電気抵抗値が高い場合は、グランド部材の導電性フィラーと電磁波シールドフィルムのシールド層とが充分に接触していないことを意味する。
10 電磁波シールドフィルム
11 接着剤層
12 シールド層
13 絶縁層
20 基体フィルム
21 ベースフィルム
22 プリント回路
23 カバーレイ
30、130、230 グランド部材
31、131、231 金属箔
32 接着性樹脂
33 導電性フィラー
134 導電性突起
235 山折り部
Claims (7)
- 接着剤層と、前記接着剤層に積層されたシールド層と、前記シールド層に積層された絶縁層とからなる電磁波シールドフィルムであって、
前記接着剤層の弾性率が、80〜1500MPaであることを特徴とする電磁波シールドフィルム。 - 前記接着剤層の破断伸びは、310%以下である請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記接着剤層は、導電性接着剤層である請求項1又は2に記載の電磁波シールドフィルム。
- ベースフィルムと、前記ベースフィルム上に形成されたプリント回路とを含む基体フィルムと、
前記基体フィルムの上に積層された請求項1〜3のいずれかに記載の電磁波シールドフィルムと、
前記電磁波シールドフィルムのシールド層を外部グランドと接続するための接続部を有するグランド部材とを備えるシールドプリント配線板であって、
前記電磁波シールドフィルムの接着剤層が、前記基体フィルムと接触するように前記電磁波シールドフィルムは、前記基体フィルムの上に積層されており、
前記グランド部材の接続部は、前記電磁波シールドフィルムの絶縁層を貫いて、前記電磁波シールドフィルムのシールド層と接触していることを特徴とするシールドプリント配線板。 - 前記グランド部材は、金属箔と、接着性樹脂により前記金属箔に固定された前記接続部である導電性フィラーとからなっている請求項4に記載のシールドプリント配線板。
- 前記グランド部材は、金属箔と、前記金属箔に形成された前記接続部である導電性突起とからなっている請求項4に記載のシールドプリント配線板。
- 前記グランド部材は、金属箔が折り曲げられて構成されており、前記金属箔の山折り部が前記接続部である請求項4に記載のシールドプリント配線板。
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