JP2021052063A - 電磁波シールド付きカバーレイフィルム及びその製造方法、並びに電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記カバーレイフィルムは、カバーレイフィルム本体と、前記カバーレイフィルム本体の前記シールド層とは反対側の表面に設けられたカバーレイ接着剤層とを備える、電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[2] 前記カバーレイフィルムは、芳香族ポリエーテルケトンを含む、[1]に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[3] 前記芳香族ポリエーテルケトンが、ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルケトンケトンである、[2]に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[4] 前記カバーレイ接着剤層が比誘電率3.5未満、誘電正接0.010以下である、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[5] 前記シールド層が、さらに、前記導電層の前記カバーレイフィルム側の表面に設けられたシールド層接着剤層を含む、[1]〜[4]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[6] 前記シールド層接着剤層が比誘電率3.5未満、誘電正接0.010以下である、[5]に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[7] 前記導電層の厚みが0.2〜3μmである、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[8] 前記カバーレイフィルム本体の熱膨張率が2×10−5〜30×10−5K−1である、[1]〜[7]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[9] さらに、前記絶縁樹脂層の前記シールド層とは反対側の表面に設けられた保護フィルムを備える、[1]〜[8]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[10] 前記保護フィルムが、保護フィルム本体と、前記保護フィルム本体の前記絶縁樹脂層側の表面に設けられた保護フィルム粘着剤層と、を有する、[9]に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[11] さらに、前記カバーレイ接着剤層の前記カバーレイフィルム本体とは反対側の表面に設けられたセパレータフィルムを備える、[1]〜[10]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[12] 前記セパレータフィルムが、セパレータフィルム本体と、前記セパレータフィルムの前記カバーレイ接着剤層側の表面に設けられたセパレータフィルム粘着剤層と、を有する、[11]に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
[13] [1]〜[12]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルムの製造方法であって、
芳香族ポリエーテルケトンを含むカバーレイフィルム本体の一方の表面に、導電層を含むシールド層を設ける工程と、
前記シールド層の前記カバーレイフィルム本体とは反対側の表面に、絶縁樹脂層を設ける工程と、
前記カバーレイフィルム本体の前記シールド層とは反対側の表面に、カバーレイ接着剤層を設ける工程と、
を備える、電磁波シールド付きカバーレイフィルムの製造方法。
[14] 基材と、前記基材の少なくとも一方の表面に形成された配線とを備えるフレキシブルプリント配線板と、前記一方の面に接着された[1]〜[8]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルムと、を備える電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板であって、
前記電磁波シールド付きカバーレイフィルムのカバーレイ接着剤層が、前記フレキシブルプリント配線板の前記一方の表面に接着されている、電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板。
[15] 基材と前記基材の少なくとも一方の表面に形成された配線とを備えるフレキシブルプリント配線板の前記少なくとも一方の表面に対して、[1]〜[8]のいずれか1つに記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルムのカバーレイ接着剤層を介して前記電磁波シールド付きカバーレイフィルムを接着する工程を備える、電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。
「〜」を用いて表される数値範囲には、「〜」の両側の数値を含むものとする。
フィルム(カバーレイフィルム、セパレータフィルム、保護フィルム等)、電磁波シールド付きカバーレイフィルムの各層の厚みは、デジタル測長機(ミツトヨ社製、ライトマチックVL−50−B)を用いて無作為に選ばれた5箇所の厚みを測定し、平均した値である。
導電層の厚みは、渦電流式膜厚計を用いて無作為に選ばれた5箇所の厚みを測定し、平均した値である。
貯蔵弾性率は、測定対象に与えた応力と検出したひずみから算出され、温度又は時間の関数として出力する動的粘弾性測定装置を用いて、粘弾性特性の一つとして測定される。
表面抵抗は、106Ω/□未満の場合は、低抵抗抵抗率計(例えば、三菱ケミカル社製、ロレスタGP、ASPプローブ)を用い、四端子法(JIS K 7194:1994及びJIS R 1637:1998に準拠する方法)で測定される表面抵抗率であり、106Ω/□以上の場合は、高抵抗抵抗率計(例えば、三菱ケミカル社製、ハイレスタUP、URSプローブ)を用い、二重リング法(JIS K 6911:2006に準拠する方法)で測定される表面抵抗率である。
見かけのせん断粘度、相対結晶化度、ガラス転移温度、及び誘電特性は、後述する方法で測定される値である。
本発明の電磁波シールド付きカバーレイフィルムは、絶縁樹脂層と、導電層を含むシールド層と、前記シールド層の前記絶縁樹脂層とは反対側に設けられたカバーレイフィルムと、を備える。
絶縁樹脂層10は、シールド層20の保護層である。
絶縁樹脂層10としては、光硬化性樹脂と光ラジカル重合開始剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させて形成された塗膜(塗布膜);熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させて形成された塗膜;熱可塑性樹脂を含む塗料を塗布し、乾燥させて形成された塗膜;熱可塑性樹脂を含む組成物を溶融成形したフィルムからなる層等が挙げられる。はんだリフロー工程に供される際の耐熱性の点から、光硬化性樹脂と光ラジカル重合開始剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させて形成された塗膜、又は熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させて形成された塗膜が好ましい。
絶縁樹脂層10がシールド層20に対して塗布することにより形成された塗布膜であると、絶縁樹脂層10のシールド層20に対する接着性が向上するので好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、光硬化性樹脂の種類に応じた公知の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、アミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム、紫外線硬化アクリレート樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、耐熱性に優れる点から、アミド樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。
硬化剤としては、熱硬化性樹脂の種類に応じた公知の硬化剤が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルホン、ポリフェニレンサルフィド、ポリフェニレンサルフィドサルホン、ポリフェニレンサルフィドケトン等が挙げられる。
着色剤及びフィラーのいずれか一方又は両方としては、耐候性、耐熱性、隠蔽性の点から、顔料又はフィラーが好ましく、隠蔽性、意匠性の点から、黒色顔料又は黒色顔料と他の顔料若しくはフィラーとの組み合わせがより好ましい。
絶縁樹脂層10は、本発明の特性を損なわない範囲で、酸化防止剤、光安定剤、紫外線安定剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、耐熱向上剤、無機充填剤、有機充填剤等の添加剤を含んでいてもよい。
絶縁樹脂層10の厚みがこの範囲内であると、絶縁樹脂層10が保護層としての機能をより発揮できる。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1をより薄くできる。
シールド層20は、導電層を含む層である。
導電層は金属のみからなる層であってもよいし、金属以外の成分を含む層であってもよい。導電層に含まれる金属は薄膜状でもよいし、粒子状でもよいし、その他の形状でもよい。金属以外の成分としては、例えば、金属粒子同士を結着させるバインダー樹脂が挙げられる。
前記導電層は、1層の金属薄膜層からなることが好ましい。
前記導電層の厚みは、0.2〜3μmが好ましい。
前記金属薄膜層は、面方向の導電性に優れる点では、蒸着膜又はめっき膜が好ましい。
前記金属薄膜層は、シールド層20を薄くでき、かつ厚みが薄くても面方向の導電性に優れ、ドライプロセスにて簡便に形成できる点では、蒸着膜がより好ましく、物理蒸着による蒸着膜がさらに好ましい。
前記金属薄膜層のなかでも、電磁波遮蔽性が高く、しかも金属薄膜層を容易に形成しやすいことから、金属蒸着層が好ましく、銀蒸着層又は銅蒸着層がより好ましい。
前記金属薄膜層の表面抵抗がこの範囲内であると、前記金属薄膜層をより薄くできる。また、電磁波シールド層としてより十分に機能できる。
前記金属薄膜層の厚みがこの範囲内であると、面方向の導電性がより良好になり、電磁波ノイズの遮蔽効果がさらに良好になる。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1をより薄くできる。さらに、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1の生産性及び可とう性がより向上する。
導電層22は上述したとおりである。
前記絶縁性接着剤層としては、例えば、上述した絶縁樹脂層10と同様のものが挙げられる。
また、前記絶縁性接着剤層としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、酸変性ポリオレフィン樹脂又はアクリル樹脂等からなる低誘電接着剤を含む低誘電接着剤層も好ましい。
カバーレイフィルム本体41の比誘電率εrがこの範囲内であると、誘電率が低く、10GHz以上での伝送損失の増大を充分に抑制できる。
εr=ε/ε0
式中、εは低誘電接着剤層の誘電率であり、ε0は真空の誘電率である。
なお、誘電率εは、摂動方式 試料穴閉鎖形 空洞共振器法(ASTM D2520、(JIS C 2565:1992)準拠)により、1GHz、常温環境下での測定で得られる。
前記低誘電接着剤層の比誘電率が低いほど、高周波特性、伝送特性、誘電損失等が優れる。
前記低誘電接着剤層の誘電正接が低いほど、高周波特性、伝送特性等が優れる。
前記低誘電接着剤層のガラス転移点がこの範囲内であると、低誘電接着剤層であるシールド層接着剤層24を加熱して導電層22をカバーレイフィルム本体41に接着する際に、シールド層接着剤層24を上記ガラス転移点程度の低い温度で加熱することにより、容易に接着でき、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含むカバーレイフィルム本体41との接着力をより強くできる。
前記低誘電接着剤層のガラス転移点は、JIS K 7244−2:1998に準拠して、前記低誘電接着剤層の動的粘弾性測定(昇温速度3℃/分、周波数1Hz、引張モード)により得られる損失弾性率E”の変異点温度として求められる。
着色剤及びフィラーのいずれか一方又は両方としては、耐候性、耐熱性、隠蔽性の点から、顔料又はフィラーが好ましく、隠蔽性、意匠性の点から、黒色顔料又は黒色顔料と他の顔料若しくはフィラーとの組み合わせがより好ましい。
前記低誘電接着剤層は、本発明の特性を損なわない範囲で、酸化防止剤、光安定剤、紫外線安定剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、耐熱向上剤、無機充填剤、有機充填剤等の添加剤を含んでいてもよい。
前記低誘電接着剤層の厚みがこの範囲内であると、前記低誘電接着剤層が接着層としての機能をより発揮できる。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’をより薄くできる。
前記導電性接着剤層は、等方導電性接着剤層であることが望ましい。
前記等方導電性接着剤層は、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’の電磁波遮蔽性をより向上する利点を有する。
前記熱硬化性の等方導電性接着剤層は、未硬化の状態であってもよく、Bステージ化された状態であってもよい。
熱硬化性の等方導電性接着剤層は、例えば、熱硬化性接着剤(以下「熱硬化性接着剤(C)」という。)と、導電性粒子(以下「導電性粒子(D)」という。)と、を含む。
前記熱硬化性の等方導電性接着剤層は、必要に応じて難燃剤を含んでいてもよい。
前記熱硬化性接着剤(A)は、前記等方導電性接着剤層の強度を高め、打ち抜き特性を向上させるために、セルロース樹脂、ミクロフィブリル(ガラス繊維等)等を含んでいてもよい。前記熱硬化性接着剤(A)は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて他の成分(硬化剤等)を含んでいてもよい。
前記導電性粒子(D)の平均粒子径がこの範囲内であると、前記導電性粒子(D)の接触点数が増えることになり、3次元方向の導通性を安定的に高めることができる。
前記導電性粒子(D)の割合がこの範囲内であると、前記等方導電性接着剤層の導電性がより良好になる。
前記等方導電性接着剤層の180℃における貯蔵弾性率がこの範囲内であると、前記等方導電性接着剤層がさらに適度な硬さを有するようになり、熱プレスの際の前記等方導電性接着剤層における圧力損失を低減できる。その結果、前記等方導電性接着剤層とフレキシブルプリント配線板の回路とが十分に接着される。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’の可とう性がより向上する。
前記等方導電性接着剤層の表面抵抗がこの範囲内であると、前記導電性粒子(D)の含有量をより低く抑えられ、導電性接着剤の粘度が高くなりすぎず、塗布性がさらに良好となる。
前記等方導電性接着剤層の厚みがこの範囲内であると、前記等方導電性接着剤層の導電性がより良好になり、電磁波シールド層として十分に機能できる。さらに、耐折性もより確保しやすくなり、繰り返し折り曲げても前記等方導電性接着剤層が断裂しにくくなる。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’をより薄くできる。さらに、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’の可とう性がより向上する。
カバーレイフィルム40は、カバーレイフィルム本体41と、カバーレイフィルム本体41のシールド層20とは反対側の表面に設けられたカバーレイ接着剤層42とを備える。
カバーレイフィルム本体41は、高分子フィルムであり、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリフェニレンサルホンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリパラフェニレンテレフタルアミドフィルム、芳香族ポリエーテルケトンフィルム、液晶ポリマーフィルム等が挙げられる。
前記芳香族ポリエーテルケトンは、エーテル結合を介してベンゼン環同士を結合した構造と、ケトン基を介してベンゼン環同士を結合した構造とを有するポリマーである。
なお、前記芳香族ポリエーテルケトンの両末端は水素原子となっている。
電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’により耐熱性が求められる場合には、前記芳香族ポリエーテルケトンのなかでも、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトンが好ましい。
ポリエーテルケトンのガラス転移温度は152℃、ポリエーテルケトンケトンのガラス転移温度は154℃、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトンのガラス転移温度は162℃であり、いずれも、ポリエーテルエーテルケトンのガラス転移温度143℃より高い。そのため、耐熱性が求められる用途に適している。芳香族ポリエーテルケトンのガラス転移温度は、示差熱走査熱量測定(DSC)によって求められる。
前記相対結晶化度がこの範囲内であると、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1’の剛性がより適度となる。
相対結晶化度(%)={1−(ΔHc/ΔHm)}×100
ΔHc:再結晶化ピークの熱量(J/g)
ΔHm:結晶融解ピークの熱量(J/g)
この場合において、前記ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)は、前記式(P1)で表されるポリエーテルケトン単位の割合が、前記ポリエーテルエーテルケトンの全ての繰り返し構成単位(100モル%)に対し、50〜100モル%が好ましく、70〜100モル%がより好ましく、80〜100モル%がさらに好ましく、100モル%が最も好ましい。
ここで、CTEは、熱機械的分析(TMA)による測定で得られる。
カバーレイフィルム本体41の比誘電率εrがこの範囲内であると、誘電率が低く、10GHz以上での伝送損失の増大を充分に抑制できる。
εr=ε/ε0
式中、εはカバーレイフィルム本体41の誘電率であり、ε0は真空の誘電率である。
なお、誘電率εは、摂動方式 試料穴閉鎖形 空洞共振器法(ASTM D2520、(JIS C 2565)準拠)により、1GHz、常温環境下での測定で得られる。
前記カバーレイフィルム本体41の誘電正接が低いほど、高周波特性、伝送特性等が優れる。
カバーレイ接着剤層42の材料としては、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、ウレタン樹脂、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。
また、カバーレイフィルム40全体の低誘電率化に寄与することから、上述した低誘電接着剤も、カバーレイ接着剤層42の材料として好ましい。
カバーレイ接着剤層42の比誘電率εrがこの範囲内であると、誘電率が低く、10GHz以上での伝送損失の増大を充分に抑制できる。
前記カバーレイ接着剤層42の誘電正接が低いほど、高周波特性、伝送特性等が優れる。
図4に示す電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”に表されるように、本発明の電磁波シールド付きカバーレイフィルムは、絶縁樹脂層10のシールド層20とは反対側の表面に設けられた保護フィルム60をさらに備えていてもよい。
保護フィルム60の厚みがこの範囲内であると、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”のハンドリング性がより良好となる。また、フレキシブルプリント配線板に電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”を熱プレスする際に熱が伝わりやすい。
保護フィルム本体61の樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」という。)、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリアセテート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、合成ゴム、液晶ポリマー等が挙げられる。
前記樹脂材料としては、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”を製造する際の耐熱性(寸法安定性)及び価格の点から、PETが好ましい。
着色剤及びフィラーのいずれか一方又は両方としては、絶縁樹脂層10と明確に区別でき、熱プレスした後に保護フィルム60の剥がし残しに気が付きやすい点から、絶縁樹脂層10とは異なる色のものが好ましく、白色顔料、フィラー、又は白色顔料と他の顔料もしくはフィラーとの組み合わせがより好ましい。
保護フィルム本体61の180℃における貯蔵弾性率がこの範囲内であると、保護フィルム60が適度の硬さを有するようになり、熱プレスの際の保護フィルム60における圧力損失を低減できる。また、保護フィルム60の柔軟性が良好となる。
保護フィルム本体61の厚みがこの範囲内であると、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”のハンドリング性が良好となる。また、フレキシブルプリント配線板に電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”を熱プレスする際に熱が伝わりやすい。
保護フィルム粘着剤層62は、例えば、保護フィルム本体61の表面に粘着剤(以下「粘着剤(E)」という。)を含む粘着剤組成物を塗布して形成される。保護フィルム60が保護フィルム粘着剤層62を有することによって、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”を取り扱う際に、保護フィルム60が絶縁樹脂層10から意図せずに剥離することが抑えられる。その結果として、保護フィルム60が保護フィルムとしての役割を十分に果たすことができる。
前記粘着剤(E)としては、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。
前記粘着剤(E)のガラス転移温度は、−100〜60℃が好ましく、−60〜40℃がより好ましい。
保護フィルム粘着剤層62の厚みがこの範囲内であると、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”のハンドリング性がより良好となる。また、フレキシブルプリント配線板に電磁波シールド付きカバーレイフィルム1を熱プレスする際に熱が伝わりやすい。
図4に示す電磁波シールド付きカバーレイフィルム1”に表されるように、本発明の電磁波シールド付きカバーレイフィルムは、セパレータフィルム70をさらに備えていてもよい。
セパレータフィルム本体71の樹脂材料としては、保護フィルム本体61の樹脂材料と同様なものが挙げられる。
セパレータフィルム本体71は、着色剤、フィラー等を含んでいてもよい。
セパレータフィルム本体71の厚みは、5〜500μmが好ましく、10〜150μmがより好ましく、25〜100μmがさらに好ましい。
セパレータフィルム粘着剤層72は、例えば、セパレータフィルム本体71の表面に粘着剤(以下「粘着剤(F)」という。)を含む粘着剤組成物を塗布して形成される。セパレータフィルム70がセパレータフィルム粘着剤層72を有することによって、セパレータフィルム70をカバーレイ接着剤層42から剥離する際に、セパレータフィルム70を剥離しやすく、カバーレイ接着剤層42が破断しにくくなる。
前記粘着剤(F)としては、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。
前記粘着剤(F)のガラス転移温度は、−100〜60℃が好ましく、−60〜40℃がより好ましい。
セパレータフィルム粘着剤層72の厚みがこの範囲内であると、セパレータフィルム70をさらに剥離しやすくなる。
本発明の電磁波シールド付きカバーレイフィルムは、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含むカバーレイフィルム本体41の一方の表面に、導電層を含むシールド層20を設ける工程(a)と、シールド層20のカバーレイフィルム本体41とは反対側の表面に、絶縁樹脂層10を設ける工程(b)と、カバーレイフィルム本体41のシールド層20とは反対側の表面に、カバーレイ接着剤層42を設ける工程(c)と、を備える、電磁波シールド付きカバーレイフィルムの製造方法によって製造できる。
まず、カバーレイフィルム本体41を構成するポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含む樹脂フィルムを準備する。PEEKを含む樹脂フィルムは、公知の押出成形法により得られる。
シールド層20のカバーレイフィルム本体41とは反対側に表面に、例えば、熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む塗料を塗布し、半硬化又は硬化させて、絶縁樹脂層を形成する。
カバーレイフィルム本体41の他方の表面(シールド層20を形成した側とは反対側の表面)に、例えば、上述した低誘電接着剤を塗布し、半硬化又は硬化させて、カバーレイ接着剤層42を形成する。
図3に示す本発明の電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板2は、基材52と、基材52の少なくとも一方の表面に形成された配線54とを備えるフレキシブルプリント配線板50と、前記一方の面に接着された電磁波シールド付きカバーレイフィルム1と、を備え、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1のカバーレイ接着剤層42が、フレキシブルプリント配線板50の前記一方の表面に接着されている。
フレキシブルプリント配線板50は、銅張積層板の銅箔を公知のエッチング法により所望のパターンに加工して配線54としたものである。
銅張積層板としては、基材52の片面又は両面に接着剤層を介して銅箔を貼り付けたもの、銅箔の表面に基材52を形成する樹脂溶液等をキャストしたもの等が挙げられる。
前記接着剤層の材料としては、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、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
前記接着剤層の厚みは、0.5〜50μmが好ましく、1〜30μmがより好ましい。
前記銅箔の厚みは、1〜50μmが好ましく、18〜35μmがより好ましい。
配線54の長さ方向の端部(端子)は、ハンダ接続、コネクター接続、部品搭載等のため、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1に覆われず、露出している。
基材52の比誘電率が低いほど、高周波特性、伝送特性、誘電損失等が優れる。
基材52の誘電正接が低いほど、高周波特性、伝送特性等が優れる。
前記樹脂としては、電気絶縁性、耐薬品性、耐熱性、難燃性及び機械的強度が高く、線膨張係数が低いことから、液晶ポリマー又はポリイミドが好ましく、さらに高周波特性がより優れることから、液晶ポリマーが特に好ましい。
前記液晶ポリマーの具体例としては、下記式(LCP−1)で表される、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、下記式(LCP−2)で表される、フェノール及びフタル酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、下記式(LCP−3)で表される、2,6−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合等が挙げられる。
式(2)中、R2は炭素数5〜16の2価の鎖状脂肪族基であり、X2は少なくとも1つの芳香環を含む炭素数6〜22の4価の基である。
脂環式炭化水素構造としては、例えば、シクロヘキサン環等のシクロアルカン環、シクロヘキセン等のシクロアルケン環、ノルボルナン環等のビシクロアルカン環、及びノルボルネン等のビシクロアルケン環等が挙げられる。これらの中でも、シクロアルカン環が好ましく、炭素数4〜7のシクロアルカン環がより好ましく、シクロヘキサン環がさらに好ましい。
R1の炭素数は6〜22であり、8〜17が好ましい。
R1が含む脂環式炭化水素構造の数は、少なくとも1つであり、1〜3個が好ましい。
R1は、下記式(R1−1)又は(R1−2)で表される2価の基が好ましく、下記式(R1−3)で表される2価の基がより好ましい。
式(R1−2)中、m13〜m15は、それぞれ独立に、0〜2の整数である。
X1の炭素数は6〜22であり、6〜18がより好ましい。
X1が含む芳香環の数は、少なくとも1つであり、1〜3個がより好ましい。
X1は、下記式(X−1)〜(X−4)のいずれかで表される4価の基が好ましい。
同様に、式(X−3)におけるL11、R14、R15、p14及びp15は、式(X−3)で表される4価の基の炭素数が6〜22の範囲に入るように選択され、式(X−4)におけるL12、L13、R16、R17、R18、p16、p17及びp18は、式(X−4)で表される4価の基の炭素数が6〜22の範囲に入るように選択される。
X1は、下記式(X−5)又は(X−6)で表される4価の基が特に好ましい。
R2のアルキレン基の炭素数は、5〜16が好ましく、5〜14がより好ましく、5〜12がさらに好ましい。これらの中でも、炭素数6〜12のアルキレン基が好ましく、炭素数6〜10のアルキレン基がより好ましい。前記アルキレン基は、直鎖アルキレン基であっても分岐アルキレン基であってもよく、直鎖アルキレン基が好ましい。
R2は、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基及びデカメチレン基から選ばれる少なくとも1種が特に好ましい。
これらのうち、R2は下記式(R2−1)又は(R2−2)で表される2価の基が特に好ましい。
同様に、式(R2−2)におけるm23〜m25は、式(R2−2)で表される2価の基の炭素数が5〜16(好ましくは炭素数5〜14、より好ましくは炭素数5〜12)の範囲に入るように選択される。すなわち、m23+m24+m25は5〜16(好ましくは5〜14、より好ましくは5〜12)である。
前記式(1)の繰り返し構成単位の含有比がこの範囲内であると、前記ポリイミドを容易に結晶化させることができる。また、成形加工性及び耐熱性が向上する。
前記式(1)の繰り返し構成単位と前記式(2)の繰り返し構成単位の合計に対する、前記式(1)の繰り返し構成単位の含有比は、成形加工性の観点及び結晶化の容易さの観点から、25〜65モル%が好ましく、30〜60モル%がより好ましく、32〜57モル%がさらに好ましい。
前記含有比は、耐熱性向上の観点及び結晶化の容易さの観点から、5〜20モル%が好ましく、10〜15モル%がより好ましい。
R3の炭素数は6〜22であり、6〜18が好ましい。
R3が含む芳香環の数は、少なくとも1つであり、1〜3つがより好ましい。
前記芳香環には1価若しくは2価の電子求引性基が結合していてもよい。1価の電子求引性基としてはニトロ基、シアノ基、p−トルエンスルホニル基、ハロゲン、ハロゲン化アルキル基、フェニル基、アシル基などが挙げられる。2価の電子求引性基としては、フッ化アルキレン基(例えば−C(CF3)2−、−(CF2)p−(ここで、pは1〜10の整数である。))のようなハロゲン化アルキレン基のほかに、−CO−、−SO2−、−SO−、−CONH−、−COO−などが挙げられる。
R3は、下記式(R3−1)又は(R3−2)で表される2価の基が好ましい。
同様に、式(R3−2)におけるL21、m33、m34、R22、R23、p22及びp23は、式(R3−2)で表される2価の基の炭素数が12〜22の範囲に入るように選択される。
前記含有比は、耐熱性向上の観点及び結晶化の容易さを維持する観点から、5〜20モル%が好ましく、7〜15モル%がより好ましい。
前記鎖状脂肪族基は、飽和であっても不飽和であってもよく、直鎖状であっても分岐状であってもよい。前記ポリイミドは上記特定の基を末端に有するので、耐熱老化性に優れる。具体的には、前記ポリイミドを含むフィルムを200℃以上の高温環境下で数日保存しても分子量保持率の低下が少なく、前記フィルムの機械的強度(靭性)が保持される。
炭素数5〜14の不飽和鎖状脂肪族基としては、例えば、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−へキセニル基、2−へキセニル基、1−ヘプテニル基、2−ヘプテニル基、1−オクテニル基、2−オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基等が挙げられる。
前記鎖状脂肪族基は、特に好ましくはn−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、イソノニル基、n−デシル基、及びイソデシル基から選ばれる少なくとも1種であり、さらに好ましくはn−オクチルアミン、イソオクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、n−ノニルアミン、及びイソノニルアミンから選ばれる少なくとも1種であり、最も好ましくはn−オクチル基、イソオクチル基、及び2−エチルヘキシル基から選ばれる少なくとも1種である。
前記ポリイミドは、耐熱老化性の観点から、末端アミノ基及び末端カルボキシル基以外に、炭素数5〜14の鎖状脂肪族基のみを末端に有することが好ましい。上記以外の基を末端に有する含む場合、その含有量は、好ましくは炭素数5〜14の鎖状脂肪族基に対し10モル%以下、より好ましくは5モル%以下である。
前記ポリイミド中の前記炭素数5〜14の鎖状脂肪族基の含有量は、ポリイミドを解重合することにより求めることができる。
前記ポリイミドの融点は、耐熱性の観点及び成形加工性の観点から、280〜345℃がより好ましく、290〜340℃がさらに好ましい。
前記ポリイミドのガラス転移温度は、耐熱性の観点及び成形加工性の観点から、160〜250℃が好ましく、170〜230℃がより好ましく、170〜200℃がさらに好ましい。
前記ポリイミドの融点、ガラス転移温度は、いずれも示差走査型熱量計により測定することができる。
結晶性、耐熱性、機械的強度、耐薬品性を向上させる観点から、示差走査型熱量計測定により、前記ポリイミドを溶融後、降温速度20℃/分で冷却した際に観測される結晶化発熱ピークの熱量(以下、単に「結晶化発熱量」ともいう)が、5.0mJ/mg以上が好ましく、10.0mJ/mg以上がより好ましく、17.0mJ/mg以上がさらに好ましい。結晶化発熱量の上限値は特に限定されないが、通常、45.0mJ/mg以下である。
前記ポリイミドの融点、ガラス転移温度、結晶化発熱量は、具体的には特許第6037088号公報に記載の方法で測定できる。
μ=ln(ts/t0)/C
t0:濃硫酸の流れる時間
ts:ポリイミド溶液の流れる時間
C:0.5(g/dL)
また、前記ポリイミドの数平均分子量(Mn)は、3,000〜80,000が好ましく、4,000〜50,000がより好ましく、5,000〜30,000がさらに好ましい。
前記ポリイミドの分子量(Mw,Mn)は、ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)法により測定できる。
上記Mwの保持率は100%を超えてもよく、上限は、通常、120%である。Mwの保持率が100%を超えている場合は、分子内で架橋が生じているものと考えられる。
上記Mnの保持率は、通常、100%である。
{200℃72時間加熱後の分子量/加熱前の分子量}×100(%)
上述した電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板2は、フレキシブルプリント配線板50の少なくとも一方の表面に対して、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1のカバーレイ接着剤層42を接触させ、カバーレイ接着剤層42を100〜300℃で加熱し、前記一方の表面にカバーレイ接着剤層42を介して電磁波シールド付きカバーレイフィルム1を接着する工程を備える。
工程(α):フレキシブルプリント配線板50の配線54が設けられた側の表面に、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1のカバーレイ接着剤層42を接触させて置く。
工程(β):工程(α)の後、フレキシブルプリント配線板50と、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1とを互いに圧着する。この際、カバーレイ接着剤層42を加熱して、軟化させた状態で圧着させる。加熱及び圧着は、公知の熱プレス機を用いて行う。
工程(γ):工程(β)の後、保護フィルム60が不要になった際に保護フィルム60を剥離する。
工程(δ):必要に応じて、絶縁樹脂層10の一部の領域を除去して、当該領域に露出したシールド層20と、外部のグランド等とに配線して電気的に接続する。
加熱及び圧着の時間がこの範囲内であると、カバーレイ接着剤層42とフレキシブルプリント配線板50とを容易に接着できる。また、電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板2の製造時間を短縮できる。
熱プレスの温度がこの範囲内であると、カバーレイ接着剤層42とフレキシブルプリント配線板50とを容易に接着できる。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1、フレキシブルプリント配線板50等の劣化等を充分に抑えることができる。
熱プレスの圧力がこの範囲内であると、カバーレイ接着剤層42とフレキシブルプリント配線板50とを容易に接着できる。また、電磁波シールド付きカバーレイフィルム1、フレキシブルプリント配線板50の破損を充分に防止することができる。
絶縁樹脂層形成用塗料として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(jER(登録商標)828、三菱ケミカル社製)の100質量部、硬化剤(ショウアミンX(登録商標)、昭和電工社製)の20質量部、2−エチル−4−メチルイミダゾールの2質量部、カーボンブラックの2質量部を溶剤(メチルエチルケトン)の200質量部に溶解した塗料を用意した。
キャリアフィルムとして、厚さ50μmのPETフィルムの片面に厚さ15μmのアクリル系粘着剤を有する粘着フィルムを用意した。
カバーレイフィルムとして厚さ12.5μmのポリエーテルエーテルケトンフィルム(比誘電率2.8、誘電正接0.003、熱膨張率5×10−5K−1)を用意した。
カバーレイ接着剤塗料として、ビスマレイミド樹脂の100質量部と硬化剤(ジイソプロピルパーオキシジカーボネート)の20質量部を、溶剤(トルエン)の200質量部に溶解または分散させたものを用意した。(このカバーレイ接着剤塗料を乾燥、硬化させてなるフィルムの比誘電率は2.4、誘電正接は0.002であった。)
厚み25μmの液晶ポリマーフィルム(基板)の表面に厚み12.5μmの銅箔を有する銅張積層板を用意した。
銅張積層板の銅箔をエッチングして回路を形成し、基板上に回路を形成した回路基板本体を得た。
カバーレイフィルムの表面に、電子ビーム蒸着法にて銅を物理的に蒸着させ、シールド層(蒸着膜、厚さ:2μm)を形成した。
次いで、シールド層の表面に絶縁樹脂層形成用塗料を塗布し、120℃で5分間加熱し、塗料を乾燥、硬化させて、絶縁樹脂層(厚さ:5μm)を形成した。
絶縁樹脂層の上にキャリアフィルムを粘着剤を介して貼り合わせた。
カバーレイフィルムの絶縁樹脂層とは反対の面にカバーレイ接着剤塗料を塗布し、溶剤を揮発させてBステージ化することによって、カバーレイ接着剤層(接着剤の厚さ:3μm、銅粒子割合:5質量%)を形成し、電磁波シールド付きカバーレイフィルムを得た。
2 電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板
10 絶縁樹脂層
20 シールド層
22 導電層
24 シールド層接着剤層
40 カバーレイフィルム
41 カバーレイフィルム本体
42 カバーレイ接着剤層
50 フレキシブルプリント配線板
52 基材
54 配線
60 保護フィルム
61 保護フィルム本体
62 保護フィルム粘着剤層
70 セパレータフィルム
71 セパレータフィルム本体
72 セパレータフィルム粘着剤層
Claims (15)
- 絶縁樹脂層と、導電層を含むシールド層と、前記シールド層の前記絶縁樹脂層とは反対側に設けられたカバーレイフィルムとを備える電磁波シールド付きカバーレイフィルムであって、
前記カバーレイフィルムは、カバーレイフィルム本体と、前記カバーレイフィルム本体の前記シールド層とは反対側の表面に設けられたカバーレイ接着剤層とを備える、電磁波シールド付きカバーレイフィルム。 - 前記カバーレイフィルムは、芳香族ポリエーテルケトンを含む、請求項1に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記芳香族ポリエーテルケトンが、ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルケトンケトンである、請求項2に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記カバーレイ接着剤層が比誘電率3.5未満、誘電正接0.010以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記シールド層が、さらに、前記導電層の前記カバーレイフィルム側の表面に設けられたシールド層接着剤層を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記シールド層接着剤層が比誘電率3.5未満、誘電正接0.010以下である、請求項5に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記導電層の厚みが0.2〜3μmである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記カバーレイフィルム本体の熱膨張率が2×10−5〜30×10−5K−1である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- さらに、前記絶縁樹脂層の前記シールド層とは反対側の表面に設けられた保護フィルムを備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記保護フィルムが、保護フィルム本体と、前記保護フィルム本体の前記絶縁樹脂層側の表面に設けられた保護フィルム粘着剤層と、を有する、請求項9に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- さらに、前記カバーレイ接着剤層の前記カバーレイフィルム本体とは反対側の表面に設けられたセパレータフィルムを備える、請求項1〜10のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 前記セパレータフィルムが、セパレータフィルム本体と、前記セパレータフィルムの前記カバーレイ接着剤層側の表面に設けられたセパレータフィルム粘着剤層と、を有する、請求項11に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルム。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルムの製造方法であって、
芳香族ポリエーテルケトンを含むカバーレイフィルム本体の一方の表面に、導電層を含むシールド層を設ける工程と、
前記シールド層の前記カバーレイフィルム本体とは反対側の表面に、絶縁樹脂層を設ける工程と、
前記カバーレイフィルム本体の前記シールド層とは反対側の表面に、カバーレイ接着剤層を設ける工程と、
を備える、電磁波シールド付きカバーレイフィルムの製造方法。 - 基材と、前記基材の少なくとも一方の表面に形成された配線とを備えるフレキシブルプリント配線板と、前記一方の面に接着された請求項1〜8のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルムと、を備える電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板であって、
前記電磁波シールド付きカバーレイフィルムのカバーレイ接着剤層が、前記フレキシブルプリント配線板の前記一方の表面に接着されている、電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板。 - 基材と前記基材の少なくとも一方の表面に形成された配線とを備えるフレキシブルプリント配線板の前記少なくとも一方の表面に対して、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電磁波シールド付きカバーレイフィルムのカバーレイ接着剤層を介して前記電磁波シールド付きカバーレイフィルムを接着する工程を備える、電磁波シールド付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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