JP2021082646A - 電磁波シールドフィルム、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・金属粒子は比重が高いため、導電性接着剤塗料中で沈降しやすく、塗工機の流路内で沈降する可能性があり、安定した成膜には特殊な塗工方法が必要である。
・金属粒子は粒度分布が大きいため、プリント回路と金属層との電気的な接続に寄与する粒子数を確保するために金属粒子の含有量が多くなる。含有量の増加に伴い、接続に寄与しない粒子径の小さい金属粒子を多く含むため、樹脂膜自体の可撓性が低下し、相対的に増加した粒子径がより大きな金属粒子がスペーサーのように働き、電磁波シールドフィルムの導電性接着層とプリント配線板の表面との仮固定のしやすさや密着性を低下させる。その結果、実装時の作業性が低下し、はんだフロー工程やリフロー工程において内部でガスが発生した際に、密着力が足りず、導電性接着層が剥離して膨れが発生する。また、密着性が低いために耐薬品性試験や耐溶剤性試験にて電磁波シールドフィルムがプリント配線板から剥がれる等の不具合が生じる。一方、金属粒子の含有量を少なくすると、電磁波シールドフィルムとプリント配線板のプリント回路との接続ができなくなるか、不安定になり、密着性と電気的な接続性とを両立させるのは難しい。
[1]絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、
前記電磁波遮蔽層が、樹脂粒子の表面を導電膜で被覆した導電膜付き樹脂粒子を含む、電磁波シールドフィルム。
[2]前記導電膜付き樹脂粒子の総質量に対する前記導電膜の質量の割合が、5質量%以上50質量%以下である、[1]に記載の電磁波シールドフィルム。
[3]前記導電膜付き樹脂粒子の比重が1.00以上3.00以下である、[1]又は[2]に記載の電磁波シールドフィルム。
[4]前記樹脂粒子の比重が、0.90以上3.00以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[5]前記樹脂粒子が、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[6]前記導電膜の比重が、2.50以上22.0以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[7]前記導電膜が、金、銀及び銅からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[8]前記導電膜が、異なる2種以上の金属を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[9]前記導電膜付き樹脂粒子の平均粒子径が0.5μm以上20μm以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[10]前記導電膜がスパッタ膜を含む、[1]〜[9]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[11]前記導電膜がめっき膜を含む、[1]〜[9]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[12]前記導電膜付き樹脂粒子の粒度分布における変動係数が0.5%以上27%以下である、[1]〜[11]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[13]前記電磁波遮蔽層が、前記絶縁樹脂層に隣接する金属層と、前記金属層の前記絶縁樹脂層とは反対側に隣接する導電性接着層とを有し、
前記導電性接着層が前記導電膜付き樹脂粒子を含む、[1]〜[12]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
[14]前記導電性接着層が、異方導電性接着層である、[13]に記載の電磁波シールドフィルム。
[15]絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、
前記電磁波遮蔽層が、前記絶縁樹脂層に隣接する金属層と、前記金属層の前記絶縁樹脂層とは反対側に隣接する導電性接着層とを有する電磁波シールドフィルムの製造方法であって、
熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、導電膜付き樹脂粒子とを含む導電性接着剤塗料を前記金属層上に塗布して前記導電性接着層を形成する、電磁波シールドフィルムの製造方法。
[16]基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板と、
前記プリント配線板の前記プリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルムの前記プリント配線板とは反対側に隣接し、前記電磁波遮蔽層が前記絶縁フィルムに接する[1]〜[14]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルムと、
を有する、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板。
[17]基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板及び前記プリント配線板の前記プリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムを有する絶縁フィルム付きプリント配線板と、
[1]〜[14]のいずれかに記載の電磁波シールドフィルムとを、
前記絶縁フィルムと前記電磁波遮蔽層とが接するように重ねて熱圧着する、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板の製造方法。
「等方導電性接着層」とは、厚さ方向及び面方向に導電性を有する導電性接着層を意味する。
「異方導電性接着層」とは、厚さ方向に導電性を有し、面方向に導電性を有しない導電性接着層を意味する。
「面方向に導電性を有しない導電性接着層」とは、表面抵抗が1×104Ω/□以上である導電性接着層を意味する。
導電膜付き樹脂粒子(導電性粒子)の平均粒子径は、粒子の顕微鏡像から30個の粒子を無作為に選び、それぞれの粒子について、最小径及び最大径を測定し、最小径と最大径との中央値を一粒子の粒子径とし、測定した30個の粒子の粒子径を算術平均して得た値である。
導電膜付き樹脂粒子(導電性粒子)の変動係数は、粒子の顕微鏡像から30個の粒子を無作為に選び、30個の粒子の粒子径について標準偏差σ及び平均粒子径Dを求め、下記式から算出したCV値(%)である。
CV=σ/D×100
導電膜付き樹脂粒子(導電性粒子)の比重は、JIS K7112:1999におけるA法に従い、温度23℃で測定した値である。
導電膜付き樹脂粒子(導電性粒子)の10%圧縮強度は、微小圧縮試験機を用いた測定結果から、下記式(α)によって求める。
C(x)=2.48P/πd2 ・・・(α)
ただし、C(x)は10%圧縮強度(MPa)であり、Pは粒子径の10%変位時の試験力(N)であり、dは粒子径(mm)である。
フィルム(キャリアフィルム、離型フィルム、絶縁フィルム等)、塗膜(絶縁樹脂層、導電性接着層等)の厚さは、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箇所の厚さを測定し、平均した値である。
金属層の厚さは、JIS K0119:2008に従い、蛍光X線分析法により、無作為に選ばれた5箇所の厚さを測定し、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、JIS K 7194:1994及びJIS R 1637:1998、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。
図1〜図4における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
本発明の第1の態様は、絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、電磁波遮蔽層が、樹脂粒子の表面を導電膜で被覆した導電膜付き樹脂粒子を含む電磁波シールドフィルムである。
第1の実施形態及び第2の実施形態の電磁波シールドフィルム1はいずれも、絶縁樹脂層10と、絶縁樹脂層10に隣接する電磁波遮蔽層20と、絶縁樹脂層10の電磁波遮蔽層20とは反対側に隣接するキャリアフィルム30と、電磁波遮蔽層20の絶縁樹脂層10とは反対側に隣接する離型フィルム40とを有する。
第1の実施形態の電磁波シールドフィルム1は、電磁波遮蔽層20が、絶縁樹脂層10に隣接する金属層22と、離型フィルム40に隣接する異方導電性接着層24とを有する。
第2の実施形態の電磁波シールドフィルム1は、電磁波遮蔽層20が、絶縁樹脂層10に隣接する金属層22と、離型フィルム40に隣接する等方導電性接着層26とを有する。
伝送特性に優れ、導電膜付き樹脂粒子の含有量が少なくコスト面で有利な点では、導電性接着層が異方導電性接着層24である電磁波シールドフィルム1の方が好ましい。
絶縁樹脂層10は、電磁波シールドフィルム1をフレキシブルプリント配線板の表面に設けられた絶縁フィルムの表面に貼り付け、電磁波シールドフィルム1からキャリアフィルム30を剥離した後には、金属層22の保護層となる。
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、プリント回路の隠蔽性、意匠性の点から、黒色顔料、黒色顔料と他の顔料との組み合わせ、又は黒色顔料と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、難燃剤を含んでいてもよい。
絶縁樹脂層10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を含んでいてもよい。
絶縁樹脂層10の厚さは、1.0μm以上20μm以下が好ましく、2.0μm以上15μm以下がより好ましく、3.0μm以上8.0μm以下がさらに好ましい。絶縁樹脂層10の厚さが1.0μm以上であれば、絶縁樹脂層10が保護層としての機能を十分に発揮できる。絶縁樹脂層10の厚さが2.0μm以上であれば、絶縁樹脂層10の面内の厚みブレを抑え、性能と生産性を向上できる。絶縁樹脂層10の厚さが3.0μm以上であれば、絶縁樹脂層10が破断しづらくなる。絶縁樹脂層10の厚さが20μm以下であれば、プレス条件を緩和でき、絶縁樹脂層10や電磁波遮蔽層20が破断しづらくなることで、シールド特性の低下を防止できる。絶縁樹脂層10の厚さが15μm以下であれば、プリント配線板の段差への追従性が向上する。絶縁樹脂層10の厚さが8.0μm以下であれば、電磁波シールドフィルム1を薄くできる。
電磁波遮蔽層20は、金属層22と、金属層22の絶縁樹脂層10とは反対側に隣接する導電性接着層(異方導電性接着層24又は等方導電性接着層26)とを有するため、電磁波遮蔽性が十分に高い。
金属層22は、金属からなる層である。金属層22は、面方向に広がるように形成されていることから、面方向に導電性を有し、電磁波を遮蔽する層等として機能する。
金属層22のなかでも、電磁波遮蔽性が高く、しかも金属薄膜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。
異方導電性接着層24は、厚さ方向に導電性を有し、面方向には導電性を有さず、かつ、接着性を有する。
異方導電性接着層24は、導電膜付き樹脂粒子の量を少なくでき、その結果、電磁波シールドフィルム1の可とう性と密着性をさらに高くでき、コストも抑えられるという利点を有する。
異方導電性接着層24は、面方向に導電性を有しないため、電磁波遮蔽層20がプリント配線板の伝送特性へ与える影響が小さく、伝送損失の小さい電磁波シールドフィルム付きプリント配線板を製造できる。
なお、本発明では、導電性接着層において、熱硬化性樹脂の代わりに熱可塑性樹脂を用いてもよく、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を併用してもよい。
熱硬化性樹脂24a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、硬化促進剤、反応開始剤等)を含んでいてもよい。
異方導電性接着層24は、異方導電性接着層24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)を含んでいてもよい。異方導電性接着層24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(難燃剤、アンチブロッキング剤、密着性向上剤、分散剤等)を含んでいてもよい。
樹脂粒子の樹脂材料としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。樹脂粒子の樹脂材料は、1種でもよく、2種以上でもよい。樹脂粒子は、安価で入手しやすく、粒子径の範囲の狭い樹脂粒子の製造が容易である点から、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
樹脂粒子に耐熱性や耐溶剤性が必要な場合は、架橋した樹脂粒子を用い、柔軟性が必要な場合は、未架橋の樹脂粒子を用いることが好ましい。
導電膜は、導電膜の導電性が良くなり、プリント回路に電磁波遮蔽層20をより確実に電気的に接続できる点から、金、銀及び銅からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。導電膜の性能を高める目的で、2種以上の異なる金属を含む導電膜としてもよい。例えば、密着性、均一性を向上させるために、アンカーとしてのニッケル膜上に、金、銀、銅等の金属膜が形成された導電膜としてもよい。
等方導電性接着層26は、厚さ方向及び面方向に導電性を有し、かつ、接着性を有する。
等方導電性接着層26は、導電経路が増えるため、電気的な接続の安定性が高く、電磁波シールドフィルム1の電磁波遮蔽性をより高くできる利点を有する。また、導電膜付き樹脂粒子26bを用いることで、等方導電性接着層26の可撓性を改善でき、等方導電性接着層26の層内の金属成分の比率を下げることで、電磁波遮蔽層20がプリント配線板の伝送特性へ与える影響を小さくすることができる。
等方導電性接着層26に含まれる熱硬化性樹脂26aとしては、異方導電性接着層24に含まれる熱硬化性樹脂24aと同様のものが挙げられ、好ましい形態も同様である。
等方導電性接着層26における導電膜付き樹脂粒子26bの平均粒子径は、0.5μm以上10μm以下が好ましく、0.5μm以上5μm以下がより好ましく、0.5μm以上3μm以下がさらに好ましい。導電膜付き樹脂粒子26bの平均粒子径が前記範囲の下限値以上であれば、導電膜付き樹脂粒子26bの製造コストを抑えることができる。導電膜付き樹脂粒子26bの平均粒子径が前記範囲の上限値以下であれば、導電膜付き樹脂粒子26b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。
キャリアフィルム30は、絶縁樹脂層10及び電磁波遮蔽層20を補強及び保護する支持体であり、電磁波シールドフィルム1のハンドリング性を良好にする。特に、絶縁樹脂層10として、厚さ10μm以下のフィルムを用いた場合には、キャリアフィルム30を有することによって、絶縁樹脂層10の破断を防ぐことができる。
キャリアフィルム30は、電磁波シールドフィルム1をプリント配線板等に貼り付けた後には、絶縁樹脂層10から剥離される。
着色剤及びフィラーのいずれか一方又は両方としては、絶縁樹脂層10と明確に区別でき、熱圧着した後にキャリアフィルム30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、白色顔料と他の顔料の組み合わせ、又は白色顔料とフィラーとの組み合わせがより好ましい。
離型剤としては、公知の離型剤を用いればよい。
離型フィルム40は、導電性接着層を保護するものであり、電磁波シールドフィルム1をロール形状に巻き取った際やシート状にカットして重ねた際のブロッキングの防止と摺動性の改善に効果的である。離型フィルム40は、電磁波シールドフィルム1をプリント配線板等に貼り付ける前に、導電性接着層から剥離される。
離型フィルム本体42は、着色剤、フィラー等を含んでいてもよい。
離型フィルム本体42の厚さは、5μm以上500μm以下が好ましく、10μm以上150μm以下がより好ましく、20μm以上100μm以下がさらに好ましい。
離型剤としては、公知の離型剤を用いればよい。
本態様の電磁波シールドフィルムは、絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、電磁波遮蔽層が導電膜付き樹脂粒子を含むものであればよく、図示例の第1の実施形態及び第2の実施形態に限定されない。
例えば、絶縁樹脂層10が十分な柔軟性や強度を有する場合は、キャリアフィルム30を省略しても構わない。
電磁波遮蔽層が金属層を有していなくてもよい。例えば、電磁波遮蔽層が、絶縁樹脂層に隣接する等方導電性接着層からなる電磁波シールドフィルムであってもよい。
導電性接着層の表面の粘着力が小さい場合には、離型フィルム40を省略しても構わない。
キャリアフィルム30は、キャリアフィルム本体32が十分な離型性を有する、又は自己粘着性を有するフィルムである場合には、離型剤層34を有しなくてもよい。
キャリアフィルム30は、離型剤層34の代わりに粘着剤層を有していてもよい。
離型フィルム40は、離型フィルム本体42が十分な離型性を有する、又は自己粘着性を有するフィルムである場合は、離型剤層44を有しなくてもよい。
離型フィルム40は、離型剤層44の代わりに粘着剤層を有していてもよい。
本発明の第2の態様は、絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、電磁波遮蔽層が、絶縁樹脂層に隣接する金属層と、金属層の前記絶縁樹脂層とは反対側に隣接する導電性接着層とを有する電磁波シールドフィルムを製造する方法である。本発明の第2の態様では、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、導電膜付き樹脂粒子とを含む導電性接着剤塗料を金属層上に塗布して導電性接着層を形成する。
工程(A1−1):キャリアフィルム30の片面に絶縁樹脂層10を形成する工程。
工程(A1−2):絶縁樹脂層10のキャリアフィルム30とは反対側の面に金属層22を形成する工程。
工程(A1−3):金属層22の絶縁樹脂層10とは反対側の面に異方導電性接着層24を形成する工程。
工程(A1−4):異方導電性接着層24の金属層22とは反対側の面に離型フィルム40を積層する工程。
以下、方法(A1)の各工程について詳細に説明する。
・キャリアフィルム30の離型剤層34側の面に、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る方法。
・キャリアフィルム30の離型剤層34側の面に、熱可塑性樹脂を含む塗料を塗布し、乾燥させる方法。
・キャリアフィルム30の離型剤層34側の面に、熱可塑性樹脂を含む組成物を押出成形により成形したフィルムを直接積層する方法。
これらの方法のなかでも、はんだ付け等の際の耐熱性の点から、キャリアフィルム30の離型剤層34側の面に、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る方法が好ましい。
塗料の塗布方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等の各種コーターを用いた方法を適用することができる。
熱硬化性樹脂を半硬化又は硬化させる際には、ヒータ、赤外線ランプ等の加熱器を用いて加熱すればよく、紫外線照射器により紫外線を照射してもよい。
導電性接着剤塗料に含まれる溶剤としては、エステル(酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、エチレングリコールモノアセテート等)、ケトン(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)、アルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリールモノメチルエーテル、プロピレングルコール等)、トルエン等が挙げられる。
導電性接着剤塗料の塗布方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等の各種コーターを用いた方法を適用することができる。
塗布した導電性接着剤塗料から溶剤を揮発させることにより、異方導電性接着層24を形成する。
離型フィルム40を異方導電性接着層24に積層した後には、キャリアフィルム30、絶縁樹脂層10、金属層22、異方導電性接着層24及び離型フィルム40からなる積層体に、各層同士の密着性を高めるための加圧処理を施してもよい。
加圧処理と同時に加熱してもよい。
工程(A2−1):キャリアフィルム30の片面に絶縁樹脂層10を形成する工程。
工程(A2−2):絶縁樹脂層10のキャリアフィルム30とは反対側の面に金属層22を形成して積層体Iを得る工程。
工程(A2−3):離型フィルム40の片面に異方導電性接着層24を形成して積層体IIを得る工程。
工程(A2−4):積層体Iと積層体IIとを、積層体Iの金属層22と積層体IIの異方導電性接着層24とが接するように貼り合せる工程。
方法(B1)は、異方導電性接着層24の代わりに等方導電性接着層26を形成する以外は方法(A1)と同様の方法である。
なお、第2の実施形態の電磁波シールドフィルム1は、方法(B2)によって製造してもよい。方法(B2)は、異方導電性接着層24の代わりに等方導電性接着層26を形成する以外は方法(A2)と同様の方法である。
以上説明した電磁波シールドフィルム1の製造方法にあっては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、導電膜付き樹脂粒子とを含む導電性接着剤塗料を塗布するため、第1の態様と同じ作用効果によって、汎用の方法で簡便に電磁波シールドフィルム1を製造できる。また、可撓性と密着性が優れ、導電膜付き樹脂粒子の含有量を少なくしても、プリント配線板のプリント回路との電気的な接続性に優れた電磁波シールドフィルム1を製造できる。
本態様の電磁波シールドフィルムの製造方法は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、導電膜付き樹脂粒子とを含む導電性接着剤塗料の塗工によって導電性接着層を形成する方法であり、導電性粒子が上述した導電膜付き樹脂粒子である方法であればよく、上述した方法(A1)、(A2)、(B1)、(B2)に限定されない。
本発明の第3の態様は、基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板と、プリント配線板のプリント回路が設けられた側の表面に隣接する絶縁フィルムと、絶縁フィルムの前記プリント配線板とは反対側に隣接し、電磁波遮蔽層が前記絶縁フィルムに接する本発明の第1の態様の電磁波シールドフィルムとを有する電磁波シールドフィルム付きプリント配線板である。
電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2は、フレキシブルプリント配線板50と、絶縁フィルム60と、第1の実施形態の電磁波シールドフィルム1とを備える。
フレキシブルプリント配線板50は、ベースフィルム52の少なくとも片面にプリント回路54が設けられたものである。
絶縁フィルム60は、フレキシブルプリント配線板50のプリント回路54が設けられた側の表面に設けられる。
電磁波シールドフィルム1の異方導電性接着層24は、絶縁フィルム60の表面に接着され、かつ硬化されている。また、異方導電性接着層24は、絶縁フィルム60に形成された貫通孔(図示略)を通ってプリント回路54に電気的に接続されている。
電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2においては、キャリアフィルム及び離型フィルムは、電磁波シールドフィルム1から剥離されている。
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プリント回路54としたものである。
銅張積層板としては、ベースフィルム52の片面又は両面に接着剤層(図示略)を介して銅箔を貼り付けたもの;銅箔の表面にベースフィルム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。
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。
接着剤層の厚さは、0.5μm以上30μm以下が好ましい。
ベースフィルム52の表面抵抗は、電気的絶縁性の点から、1×106Ω/□以上が好ましい。ベースフィルム52の表面抵抗は、実用上の点から、1×1019Ω/□以下が好ましい。
ベースフィルム52の厚さは、5μm以上200μm以下が好ましく、屈曲性の点から、6μm以上50μm以下がより好ましく、10μm以上25μm以下がより好ましい。
銅箔の厚さは、1μm以上50μm以下が好ましい。
プリント回路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、絶縁フィルム60や電磁波シールドフィルム1に覆われず、露出している。
絶縁フィルム60(カバーレイフィルム)は、絶縁フィルム本体(図示略)の片面に、接着剤の塗布、接着剤シートの貼り付け等によって接着剤層(図示略)を形成したものである。
絶縁フィルム本体の表面抵抗は、電気的絶縁性の点から、1×106Ω/□以上が好ましい。絶縁フィルム本体の表面抵抗は、実用上の点から、1×1019Ω/□以下が好ましい。
絶縁フィルム本体としては、耐熱性を有するフィルムが好ましく、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、芳香族ポリエーテルケトン、液晶ポリマーフィルムが好ましい。
絶縁フィルム本体の厚さは、可とう性の点から、1μm以上100μm以下が好ましい。
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、ポリスチレン、ポリオレフィン等が挙げられる。エポキシ樹脂は、可とう性付与のためのゴム成分(ニトリルゴム、アクリルゴム等)を含んでいてもよい。
接着剤層の厚さは、1μm以上100μm以下が好ましく、1.5μm以上60μm以下がより好ましい。
以上説明した電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2にあっては、電磁波シールドフィルムの電磁波遮蔽層に含まれる導電性粒子が導電膜付き樹脂粒子であるため、第1の態様と同じ作用効果によって、密着性とプリント配線板のプリント回路との電気的な接続性に優れている。
本態様の電磁波シールドフィルム付きプリント配線板は、基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板と、プリント配線板のプリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムと、絶縁フィルムのプリント配線板とは反対側に隣接し、導電性接着層が絶縁フィルムに接する本発明の第1の態様の電磁波シールドフィルムとを有するものであればよく、図示例の実施形態に限定されない。
例えば、フレキシブルプリント配線板50は、裏面側にグランド層を有するものであってもよい。また、フレキシブルプリント配線板50は、両面にプリント回路54を有し、両面に絶縁フィルム60及び電磁波シールドフィルム1が貼り付けられたものであってもよい。
フレキシブルプリント配線板50の代わりに、柔軟性のないリジッドプリント基板を用いてもよい。
第1の実施形態の電磁波シールドフィルム1の代わりに、第2の実施形態の電磁波シールドフィルム1を用いてもよい。
本発明の第4の態様は、基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板及びプリント配線板のプリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムを有する絶縁フィルム付きプリント配線板と、本発明の第1の態様の電磁波シールドフィルムとを、絶縁フィルムと電磁波遮蔽層とが接するように重ねて熱圧着する、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板の製造方法である。
工程(a):フレキシブルプリント配線板50のプリント回路54が設けられた側の表面に、プリント回路54に対応する位置に貫通孔62が形成された絶縁フィルム60を設け、絶縁フィルム付きプリント配線板3を得る工程。
工程(b):工程(a)の後、絶縁フィルム付きプリント配線板3と、離型フィルム40を剥離した電磁波シールドフィルム1とを、絶縁フィルム60の表面に異方導電性接着層24が接触するように重ね、これらを仮固定する工程。
工程(c):工程(b)の後、仮固定した絶縁フィルム付きプリント配線板3と、離型フィルム40を剥離した電磁波シールドフィルム1とを熱圧着する工程。
工程(d):工程(c)の後、キャリアフィルム30が不要になった際にキャリアフィルム30を剥離する工程。
工程(e):必要に応じて、工程(d)の後に異方導電性接着層24を本硬化させる工程。
以下、各工程について、図4を参照しながら詳細に説明する。
工程(a)は、フレキシブルプリント配線板50に絶縁フィルム60を積層して、絶縁フィルム付きプリント配線板3を得る工程である。
具体的には、まず、フレキシブルプリント配線板50に、プリント回路54に対応する位置に貫通孔62が形成された絶縁フィルム60を重ねる。次いで、フレキシブルプリント配線板50の表面に絶縁フィルム60の接着剤層(図示略)を接着し、接着剤層を硬化させることによって、絶縁フィルム付きプリント配線板3を得る。フレキシブルプリント配線板50の表面に絶縁フィルム60の接着剤層を仮接着し、工程(d)にて接着剤層を本硬化させてもよい。
接着剤層の接着及び硬化は、例えば、プレス機(図示略)等による熱圧着によって行う。
工程(b)は、絶縁フィルム付きプリント配線板3に電磁波シールドフィルム1を穏やかな条件にて熱圧着する工程である。
具体的には、絶縁フィルム付きプリント配線板3に、離型フィルム40を剥離した電磁波シールドフィルム1を重ね、穏やかな条件にて熱圧着する。これにより、絶縁フィルム付きプリント配線板3に対する電磁波シールドフィルム1の位置を仮固定することができる。工程(b)により、工程(c)で使用する高温のプレス機の近くで位置合わせする必要がなく、危険な作業を省略できる。
熱圧着のプレス時間は、5秒以上2分以下が好ましく、5秒以上30秒以下がより好ましい。熱圧着の時間が前記範囲の下限値以上であれば、絶縁フィルム60の表面に異方導電性接着層24を容易に粘着できる。熱圧着の時間が前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2の製造時間を短縮できる。
工程(c)は、絶縁フィルム付きプリント配線板3に電磁波シールドフィルム1を熱圧着する工程である。
具体的には、仮固定した絶縁フィルム付きプリント配線板3と、電磁波シールドフィルム1とを熱圧着する。これにより、絶縁フィルム60の表面に異方導電性接着層24を接着するとともに、異方導電性接着層24を貫通孔62内に押し込み、貫通孔62内を埋めてプリント回路54に電気的に接続する。これにより、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2を得る。
熱圧着のプレス時間は、20秒以上60分以下が好ましく、30秒以上30分以下がより好ましい。熱圧着の時間が前記範囲の下限値以上であれば、絶縁フィルム60の表面に異方導電性接着層24を容易に接着できる。熱圧着の時間が前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2の製造時間を短縮できる。
工程(d)は、キャリアフィルム30を剥離する工程である。
具体的には、キャリアフィルムが不要になった際に、絶縁樹脂層10からキャリアフィルム30を剥離する。
工程(e)は、異方導電性接着層24を本硬化させる工程である。
工程(c)における熱圧着の時間が20秒以上10分以下の短時間である場合、工程(c)と工程(d)との間、又は工程(d)の後に異方導電性接着層24の本硬化を行うことが好ましい。
異方導電性接着層24の本硬化は、例えば、オーブン等の加熱装置を用いて行う。
加熱時間は、15分以上120分以下であり、30分以上60分以下がより好ましい。加熱時間が前記範囲の下限値以上であれば、異方導電性接着層24を十分に硬化できる。加熱時間が前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2の製造時間を短縮できる。
加熱温度(オーブン中の雰囲気温度)は、120℃以上180℃以下が好ましく、120℃以上160℃以下がより好ましい。加熱温度が前記範囲の下限値以上であれば、加熱時間を短縮できる。加熱温度が前記範囲の上限値以下であれば、電磁波シールドフィルム1、フレキシブルプリント配線板50等の劣化等を抑えることができる。
以上説明した電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2の製造方法にあっては、電磁波シールドフィルムの電磁波遮蔽層に含まれる導電性粒子が導電膜付き樹脂粒子であるため、第1の態様と同じ作用効果によって、密着性が良く、プリント配線板のプリント回路との電気的な接続性に優れた電磁波シールドフィルム付きプリント配線板2を製造できる。
本態様の電磁波シールドフィルム付きプリント配線板の製造方法は、絶縁フィルム付きプリント配線板と、本発明の第1の態様の電磁波シールドフィルム(ただし、電磁波遮蔽層に隣接する離型フィルムを有する場合は、離型フィルムを剥離する。)とを、絶縁フィルムと電磁波遮蔽層とが接するように重ねて熱圧着する方法であればよく、上述した実施形態に限定されない。
精密な位置合わせが不要な場合は、工程(b)を省略してもよい。
工程(c)において、熱圧着時間が異方導電性接着層24を硬化させるのに十分に長時間である場合は、工程(e)を省略できる。
導電性粒子及び樹脂粒子の比重は、JIS K7112:1999におけるA法に従い、温度23℃で測定した。
導電性粒子の平均粒子径は、粒子の顕微鏡像から30個の粒子を無作為に選び、それぞれの粒子について、最小径及び最大径を測定し、最小径と最大径との中央値を一粒子の粒子径とし、測定した30個の粒子の粒子径を算術平均して求めた。
導電性粒子の変動係数(CV)は、粒子の顕微鏡像から30個の粒子を無作為に選び、30個の粒子の粒子径について標準偏差σ及び平均粒子径Dを求め、上記式から算出した。
金属層の厚さは、渦電流式膜厚計を用いて無作為に選ばれた5箇所の厚さを測定し、平均して求めた。
導電性接着層の厚さは、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箇所の厚さを測定し、平均して求めた。
各例において、導電性接着層を形成するための導電性接着剤塗料を調製した後、25℃で1時間静置し、導電性接着剤塗料中の導電膜付き樹脂粒子(導電性粒子)の分散性を目視にて確認し、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:導電性粒子が沈降しない、又はほとんど沈降しない。
〇:導電性粒子が沈降するが、撹拌すると再分散可能である。
×:導電性粒子が沈降し、撹拌しても再分散しない。
各例の電磁波シールドフィルムと厚さ50μmのポリイミドフィルムとを、導電性接着層とポリイミドフィルムを向かい合わせにして重ね、ホットプレス装置を用い、プレス温度を65℃、プレス圧力を0.1MPa、プレス時間を10秒として熱圧着し、絶縁フィルムの表面に異方導電性接着層を仮固定した。電磁波シールドフィルムと厚さ50μmのポリイミドフィルムの密着具合を目視にて確認し、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:全面が密着している。
〇:密着していない部分もあるが、剥がれることがない。
△:一部密着しているが、簡単に剥がれる。
×:密着していない。
各例の電磁波シールドフィルムと厚さ50μmのポリイミドフィルムとを、導電性接着層とポリイミドフィルムを向かい合わせにして重ね、ホットプレス装置を用い、プレス温度を180℃、プレス圧力を5MPa、プレス時間を120秒として熱圧着した。キャリアフィルムを剥離後、電磁波シールドフィルムが熱圧着されたフレキシブルプリント配線板を、高温恒温器を用い、温度:150℃で1時間加熱することによって、異方導電性接着層を本硬化させ、試験体を得た。
次いで、JIS C60068―2―58:2006の鉛フリーはんだ合金を使用する場合のはんだ耐熱性試験のリフロー温度プロファイルに従い、150℃から180℃で120秒間の予備加熱の後、220℃の滞在時間が60秒で最高温度が250℃のはんだ付け条件を通過できるように設定したリフロー炉に試験体を通した。その操作を3回繰り返し、絶縁樹脂層を目視で観察し、下記の基準で評価した。
<評価基準>
〇:膨れが発生していない。
×:膨れが発生している。
リフロー耐熱性試験と同様の方法で試験体を作製した。試験体を288℃のはんだ浴に、絶縁樹脂層にはんだが接触するように浮かべ、10秒後に引き上げた。その操作を3回繰り返し、絶縁樹脂層を目視で観察し、下記の基準で評価した。
<評価基準>
〇:膨れが発生していない。
×:膨れが発生している。
図5(A)〜図5(C)に示す接続性評価用絶縁フィルム付きフレキシブルプリント配線板100(以下、「評価用配線板100」と記す。)を用意した。評価用配線板100は、厚さ25μmのベースフィルム(ポリイミドフィルム)152と、厚さ12.5μmの銅箔をエッチングして形成したプリント回路154と、厚さ25μmの接着剤層156と、厚さ12.5μmの絶縁フィルム(ポリイミドフィルム)160とが順に積層されている。評価用配線板100では、20mm×3mmの長方形の2つのプリント回路154が3mmの間隔をあけて平行に設置されている。絶縁フィルム160と接着剤層156とには、各プリント回路154の両端部に対応する位置に、接続試験用貫通孔162と直径2mmの抵抗測定用貫通孔164とが、1つずつ形成されている。接続試験用貫通孔162と抵抗測定用貫通孔164の中心間の距離は15mm、接続試験用貫通孔162の中心間の距離は6mm、抵抗測定用貫通孔164の中心間の距離は6mmとした。また、プリント回路154の接続試験用貫通孔162と抵抗測定用貫通孔164とに対応する位置は、厚さ0.5μmのニッケル層と厚さ0.05μmの金層により表面処理されている。
評価用配線板100は、接続試験用貫通孔162の直径が0.1mmのものから1.0mmのものまで0.1mm刻みで10個用意した。
各試験体の抵抗測定用貫通孔164にテスターを当てて、配線−電磁波遮蔽層−配線の抵抗値を測定し、抵抗値が1Ω以下となる試験体のうち、接続試験用貫通孔162の直径が最小であるものを接続最小径として求めた。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、jER(登録商標)1001)の100質量部と、2−メチル−4−エチルイミダゾールの2質量部と、カーボンブラックの4質量部とを溶剤(メチルエチルケトン)の300質量部に溶解して絶縁樹脂層形成用塗料を調製した。
キャリアフィルムとして、PETフィルム(東洋紡社製、CN200、厚さ:50μm)を用意した。
熱硬化性接着剤(ウレタン樹脂(東洋紡社製、バイロン UR−3500)の100質量部と硬化剤(三菱ケミカル社製、jER 1031S)の5.3質量部との混合物)の85質量部と、表1に示す導電性粒子(導電膜付き樹脂粒子)の15質量部とを、溶剤(メチルエチルケトンの100質量部とトルエンの100質量部との混合物)の100質量部に撹拌によって溶解又は分散させて熱硬化性導電性接着剤塗料を調製した。
絶縁樹脂層の表面に、電子ビーム蒸着法にて銅を物理的に蒸着させ、金属層(蒸着膜、厚さ:0.5μm)を形成した。
金属層の表面に熱硬化性導電性接着剤塗料を、ダイコーターを用いて塗布し、溶剤を揮発させてBステージ化することによって、異方導電性接着層(厚さ:4μm)を形成し、電磁波シールドフィルムを得た。
導電性粒子分散性及び接続最小径の評価結果を表1に示す。
使用する導電性粒子の種類及び含有量、導電性接着層の厚さを表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様の方法で電磁波シールドフィルムを製造し、密着性及び接続最小径を評価した。結果を表1に示す。
導電性粒子として銅粒子を用い、導電性粒子の含有量、導電性接着層の厚さを表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様の方法で電磁波シールドフィルムを製造し、密着性及び接続最小径を評価した。結果を表1に示す。
2 電磁波シールドフィルム付きプリント配線板、
3 絶縁フィルム付きプリント配線板、
10 絶縁樹脂層、
22 金属層、
20 電磁波遮蔽層、
24 異方導電性接着層、
24a 熱硬化性樹脂、
24b 導電膜付き樹脂粒子、
26 等方導電性接着層、
26a 熱硬化性樹脂、
26b 導電膜付き樹脂粒子、
30 キャリアフィルム、
32 キャリアフィルム本体、
34 離型剤層、
40 離型フィルム、
42 離型フィルム本体、
44 離型剤層、
50 フレキシブルプリント配線板、
52 ベースフィルム、
54 プリント回路、
60 絶縁フィルム、
62 貫通孔。
Claims (17)
- 絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、
前記電磁波遮蔽層が、樹脂粒子の表面を導電膜で被覆した導電膜付き樹脂粒子を含む、電磁波シールドフィルム。 - 前記導電膜付き樹脂粒子の総質量に対する前記導電膜の質量の割合が、5質量%以上50質量%以下である、請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜付き樹脂粒子の比重が1.00以上3.00以下である、請求項1又は2に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記樹脂粒子の比重が、0.90以上3.00以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記樹脂粒子が、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜の比重が、2.50以上22.0以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜が、金、銀及び銅からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜が、異なる2種以上の金属を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜付き樹脂粒子の平均粒子径が0.5μm以上20μm以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜がスパッタ膜を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜がめっき膜を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記導電膜付き樹脂粒子の粒度分布における変動係数が0.5%以上27%以下である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
- 前記電磁波遮蔽層が、前記絶縁樹脂層に隣接する金属層と、前記金属層の前記絶縁樹脂層とは反対側に隣接する導電性接着層とを有し、
前記導電性接着層が前記導電膜付き樹脂粒子を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。 - 前記導電性接着層が、異方導電性接着層である、請求項13に記載の電磁波シールドフィルム。
- 絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に隣接する電磁波遮蔽層とを有し、
前記電磁波遮蔽層が、前記絶縁樹脂層に隣接する金属層と、前記金属層の前記絶縁樹脂層とは反対側に隣接する導電性接着層とを有する電磁波シールドフィルムの製造方法であって、
熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、導電膜付き樹脂粒子とを含む導電性接着剤塗料を前記金属層上に塗布して前記導電性接着層を形成する、電磁波シールドフィルムの製造方法。 - 基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板と、
前記プリント配線板の前記プリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルムの前記プリント配線板とは反対側に隣接し、前記電磁波遮蔽層が前記絶縁フィルムに接する請求項1〜14のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムと、
を有する、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板。 - 基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板及び前記プリント配線板の前記プリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムを有する絶縁フィルム付きプリント配線板と、
請求項1〜14のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムとを、
前記絶縁フィルムと前記電磁波遮蔽層とが接するように重ねて熱圧着する、電磁波シールドフィルム付きプリント配線板の製造方法。
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