JP3723996B2

JP3723996B2 - Conductive adhesive sheet and wiring material using the same

Info

Publication number: JP3723996B2
Application number: JP26466594A
Authority: JP
Inventors: 博康杉山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1994-10-03
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JPH08106818A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はフラットケーブル、プリント配線板等の配線材のシールド層に使用される導電性接着シートとそれを用いた配線材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６はシールド付フラットケーブルの一例の横断面図である。図面に示すように、平角アース線31と複数の平角信号線32を間隔をおいて平行に配列し、その上下より接着剤層35を介して２枚の高分子フィルム 33.34で挟み込んでフラットケーブル30が構成されている。そしてこのようなフラットケーブル30の外周上には接着剤層36を介して金属箔等によるシールド層37が設けられ、その上には高分子フィルムによる保護層38が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなシールド付フラットケーブルにおけるシールド層37とアース導体31間の接続方法の一つとして、図７に示すような加熱溶融による接合がある。しかし、このような加熱溶融によるシールド層37とアース導体31間の接続は、シールド層37上の保護層38に損傷を与えて外観を損い、かつショートの原因となるため、用途によっては使用できなかった。
【０００４】
図８及び図９はシールド付フラットケーブルにおけるシールド層37とアース導体31間の他の接続方法を示す横断面図である。図８はフラットケーブル30の高分子フィルム33の一部を削除し、シールド層37の接着剤層として導電性接着剤39を用いることによってシールド層37とアース導体31を接続するものである。又図９に示す方法は、シールド層そのものを導電性接着剤39で形成することによって、アース導体31と接続するものである。
しかし、上述のように導電性接着剤による接着及び導電性接着剤によるシールド層の形成は、当該接着剤の接着強度及び導電率が重要となってくる。導電性接着剤は接着性樹脂中に導電性フィラーを分散させることで導電性を得るが、多量の導電性フィラーの添加は導電性は良くなるが接着強度を低下させ、導電性フィラーを少量添加した場合は接着強度が向上するが導電性が低下するという問題がある。
【０００５】
又高導電性と高接着強度を兼ね備える手段として、図10及び図11に示すように、基板41上に接着剤層43を介して設けた金属層42の上に導電性フィラーを含む導電性接着剤層44と導電性フィラーを含まない強接着性接着剤層45を設けたもの（図10）や、金属層42の上に導電性フィラーを含む導電性接着剤層44を設け、さらにその上に部分的に導電性フィラーを含まない強接着性接着剤層45を設けた（図11）フレキシブルフラットケーブル用電磁波シールドテープが実用新案公開平成3-111542号により提案されている。
しかし、図10に示す方法では製造工程が複雑であり、図11に示す方法では接着後に表面に凹凸が生じる、又両者ともに接着面に導電性フィラーを含む部分と導電性フィラーを含まない部分が存在するため、接着面における接着強度が局部的に異なるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点を解消し、高接着強度と高導電性を兼ね備えた導電性接着シートとそれを用いた配線材を適用するもので、その特徴は、厚み方向に導電性フィラー含有量が異なって成る導電性接着シート及び高分子フィルム上に、厚み方向に導電性フィラー含有量の異なる接着剤層を少くとも２層以上積層して成る導電性接着シートと、これらの導電性接着シートを用いた配線材にある。
【０００７】
【作用】
例えばフラットケーブルに使用される導電性接着剤の接着対象は、主にポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の高分子フィルムや銅、錫、アルミニウム等の金属材料である。そこで、それらに対する接着強度の高い材料をベース樹脂として、それに接着強度を必要とする値以下に下げないレベルに導電性フィラーを含有させた高接着強度の接着剤層第１層（図１の接着剤層Ａ）と、その上に第２層として高導電性を有する多量の導電性フィラーを含有させた高導電性の接着剤層Ｂ（図１）を積層した導電性接着シート10（図１，イ）及び、さらにその上に高接着強度の第３層の接着剤層Ｃを積層して導電性接着シート10（図１，ロ）を得る。
【０００８】
又図２（イ）及び（ロ）に示すように、前記２層又は３層構造の導電性フィラー含有量の異なる接着剤層をもった導電性接着シート10を、高分子フィルム１上に積層して導電性接着シートとすることもできる。
【０００９】
上述の構造により、被接着物との高強度接着は導電性接着シート10の接着剤層Ａ又は接着剤層Ｃが受持ち、シールド効果を得るための高導電性は第２層の接着剤層Ｂが受持つ、このようにして高接着強度と高導電性を兼ね備えた導電性接着シートが得られる。
上述のように接着剤を積層する以外に、接着剤塗工時の粘度調整により、導電性フィラーを沈降させることで、厚み方向における導電性フィラー含有量を傾斜的に変えることもできる。
【００１０】
上述した本発明の導電性接着シートはフラットケーブルやプリント配線板等の配線材のシールドの役割を有する層間接着剤として、あるいは保護層と配線材間のシールドの役割を持つ導電性接着剤として使用される。勿論、金属箔や金属蒸着膜等のシールド材料との併用も可能である。
【００１１】
図３は２つのフラットケーブル30の積層に本発明の導電性接着シート10を適用した例の説明図で、導電性接着シート10を介してフラットケーブル30を積層するとき、前述の高接着強度の接着剤層Ａ及びＣによりフラットケーブル30は強固に接着され、高導電性の接着剤層Ｂによりシールド効果が得られる。
【００１２】
図４はフラットケーブル30のシールド層の形成に本発明の導電性接着シート10を適用した例の説明図で、導電性接着シート10を介してフラットケーブル30及び高分子フィルムの保護層５を一体化する。このとき、前述の高接着強度の接着剤層Ａによりフラットケーブル30の高分子フィルム 33.34強固に接着され、同様に高接着強度の接着剤層Ｃにより高分子フィルムの保護層５が強固に接着する。そして高導電性の接着剤層Ｂはシールド層の役割を果たす。
なお、この際、図５に示すように、図２に示す導電性接着シート20の高分子フィルム１として保護層５の高分子フィルムを積層したものを使用すれば、シールド層と保護層の接着工程が簡略化できる。
【００１３】
導電性フィラーは高導電率を得るためには銀が最も望ましいが、ニッケル、銅、アルミニウム等でもよく、さらにカーボン等も使用でき、又これらを併用することも可能である。
ベース樹脂は熱可塑性導電性接着剤を得る場合は、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系等のホットメルト接着剤等が用いられ、熱硬化性導電性接着剤を得る場合はエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、イミド系接着剤等が用いられ、いずれの場合もこれらを併用することも可能である。又接着剤層の各層で同じものを使用してもよいが、被接着物との接着強度を向上させるために異なる接着剤を使用してもよい。
【００１４】
高導電性を受持つ接着剤層の導電性フィラーの含有量は50重量％以上、好ましくは60重量％以上が望ましい。上限は別の接着剤層との接着強度及び導電性フィラー同士の接触抵抗により制限されるが、90重量％以下、好ましくは80重量％以下であることが望ましい。ただし、当該導電性接着剤以外に金属箔、金属蒸着膜等によるシールド層を別に設ける場合は、導電性フィラー含有量をこれより減少してもよい。
【００１５】
導電性接着剤層の厚みは導電性フィラー含有量にも依存するが、用途に応じて設定すればよい。図１（ロ）のように３層の接着剤層で構成する場合、各層とも 200μｍ以下、好ましくは 100μｍ以下、さらに好ましくは50μｍ以下が望ましい。下限は必要とする接着強度、導電率によって決まるが、５μｍ以上、好ましくは10μｍ以上が望ましい。
【００１６】
図２に示すような高分子フィルム上に導電性接着剤層を積層した導電性接着シートとする場合の高分子フィルムは、ポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の絶縁性を有する材料から、フラットケーブル、プリント配線板の保護層として適切な材料を用途に応じて選定すればよい。
【００１７】
本発明におけるフラットケーブルは、直線状の複数本の導体を間隔をおいて平行に配列し、その上下より接着剤を介して２枚の高分子フィルムにより挟み込んで被覆した構造を有するすべてを意味する。又プリント配線板は片面、両面、多層のフレキシブルプリント配線板及び硬質配線板を意味する。
【００１８】
【実施例】
保護層としてポリイミドフィルムカプトン（東レデュポン社製）を使用し、導電性接着剤として、ベース樹脂にポリエステル樹脂エリーテルＵＥ−3600（ユニチカ社製）、導電性フィラーに銀パウダー（福田金属社製）を使用した。それらを使用して３層構造の導電性接着シートを作成し、保護層と同じポリイミドフィルムと接着させたものを試料とし、それについて保護層間の接着強度及びシールド効果を測定した。なお接着剤各層の厚みは25μｍとした。結果は表１に示す通りで、導電性接着剤単独で使用した場合は接着強度が低い場合でも、接着剤層を３層構造にすることにより、接着強度を向上できることを確認した。
【００１９】
【表１】

【００２０】
保護層として前述のポリイミドフィルムを用い、前記同様の導電性接着剤層２層を積層して導電性接着シートを作成し、一方の面にポリエステルフィルムを接着させたものを試料とし、これについて接着強度及びシールド効果を測定した。結果は表２に示す通りで、接着剤層を２層構造とした導電性接着シートでも高い接着強度を得ることができ、導電性接着剤層単独では接着強度が低下することが確認された。
【００２１】
【表２】

【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の導電性接着シートによれば、高導電性と高接着強度を兼ね備えることが可能となり、これまで接着強度が問題で高いシールド効果を得ることができなかったフラットケーブルやプリント配線板等の配線材に利用するとき効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（イ）及び（ロ）はいずれも本発明の導電性接着シートの具体例の横断面図である。
【図２】図２（イ）及び（ロ）はいずれも本発明の導電性接着シートの他の具体例の横断面図である。
【図３】本発明の導電性接着シートをフラットケーブルの多層化に利用する説明図である。
【図４】本発明の導電性接着シートをシールド付フラットケーブルの形成に利用する説明図である。
【図５】本発明の導電性接着シートをシールド付フラットケーブルの形成に利用する他の説明図である。
【図６】シールド付フラットケーブルの一例の横断面図である。
【図７】シールド付フラットケーブルの加熱溶融によるシールド層とアース導体間の接続の説明図である。
【図８】シールド付フラットケーブルの導電性接着剤によるシールド層とアース導体間の接続の説明図である。
【図９】シールド付フラットケーブルの導電性接着剤による他のシールド層とアース導体間の接続の説明図である。
【図１０】高導電性と高接着性を兼ね備えた従来のシールドテープの一例の横断面図である。
【図１１】高導電性と高接着性を兼ね備えた従来のシールドテープの他の例の横断面図である。
【符号の説明】
10 導電性シート 20 カバーレイフィルム[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a conductive adhesive sheet used for a shield layer of a wiring material such as a flat cable and a printed wiring board, and a wiring material using the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of a shielded flat cable. As shown in the figure, a flat ground wire 31 and a plurality of flat signal wires 32 are arranged in parallel at intervals, and are sandwiched between two polymer films 33.34 via an adhesive layer 35 from above and below the flat cable 30. Is configured. A shield layer 37 made of metal foil or the like is provided on the outer periphery of the flat cable 30 via an adhesive layer 36, and a protective layer 38 made of a polymer film is provided thereon.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
One connection method between the shield layer 37 and the ground conductor 31 in the shielded flat cable as described above is joining by heating and melting as shown in FIG. However, such a connection between the shield layer 37 and the ground conductor 31 by heat melting damages the protective layer 38 on the shield layer 37 and deteriorates the appearance and causes a short circuit. could not.
[0004]
8 and 9 are cross-sectional views showing other connection methods between the shield layer 37 and the ground conductor 31 in the shielded flat cable. In FIG. 8, a part of the polymer film 33 of the flat cable 30 is deleted, and the conductive layer 39 is used as the adhesive layer of the shield layer 37 to connect the shield layer 37 and the ground conductor 31. In the method shown in FIG. 9, the shield layer itself is formed of the conductive adhesive 39 to connect to the ground conductor 31.
However, as described above, adhesion with a conductive adhesive and formation of a shield layer with a conductive adhesive are important for the adhesive strength and conductivity of the adhesive. Conductive adhesive obtains conductivity by dispersing conductive filler in adhesive resin, but the addition of a large amount of conductive filler improves the conductivity but decreases the adhesive strength, and adds a small amount of conductive filler In this case, there is a problem that although the adhesive strength is improved, the conductivity is lowered.
[0005]
As a means of having both high conductivity and high adhesive strength, as shown in FIGS. 10 and 11, conductive adhesion containing a conductive filler on a metal layer 42 provided on a substrate 41 with an adhesive layer 43 interposed therebetween. An adhesive layer 44 and a strong adhesive layer 45 containing no conductive filler (FIG. 10), or a conductive adhesive layer 44 containing a conductive filler on the metal layer 42, and further thereon An electromagnetic wave shielding tape for a flexible flat cable, in which a strong adhesive layer 45 not partially containing a conductive filler is provided (FIG. 11), has been proposed in Japanese Utility Model Publication No. Hei 3-111542.
However, in the method shown in FIG. 10, the manufacturing process is complicated, and in the method shown in FIG. 11, unevenness is generated on the surface after bonding, and both the part containing the conductive filler and the part not containing the conductive filler on the bonding surface. Therefore, there is a problem that the adhesive strength on the adhesive surface is locally different.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention eliminates the above-mentioned problems and applies a conductive adhesive sheet having high adhesive strength and high conductivity and a wiring material using the same, and its feature is that the content of conductive filler in the thickness direction Conductive adhesive sheets and polymer films having different conductive filler content in the thickness direction on the conductive adhesive sheet and polymer film having different thicknesses, and conductive adhesive sheets, and these conductive adhesive sheets Wiring material using
[0007]
[Action]
For example, the adhesion target of the conductive adhesive used in the flat cable is mainly a polymer film such as polyester, polyimide, polyphenylene sulfide, or a metal material such as copper, tin, or aluminum. Therefore, the first layer of the adhesive layer having a high adhesive strength containing a material having high adhesive strength as a base resin and containing a conductive filler at a level that does not lower the adhesive strength below the required value (the adhesive in FIG. 1). A conductive adhesive sheet 10 (FIG. 1) in which an adhesive layer A) and a highly conductive adhesive layer B (FIG. 1) containing a large amount of highly conductive filler as a second layer are laminated thereon. A) and a third adhesive layer C having a high adhesive strength is further laminated thereon to obtain a conductive adhesive sheet 10 (FIG. 1, B).
[0008]
Also, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a conductive adhesive sheet 10 having an adhesive layer with a different conductive filler content of the two-layer or three-layer structure is laminated on the polymer film 1. Thus, a conductive adhesive sheet can be obtained.
[0009]
Due to the above-described structure, the adhesive layer A or the adhesive layer C of the conductive adhesive sheet 10 is responsible for high-strength adhesion to the adherend, and the high conductivity for obtaining the shielding effect is the second adhesive layer B. Thus, a conductive adhesive sheet having both high adhesive strength and high conductivity can be obtained.
In addition to laminating the adhesive as described above, the conductive filler content in the thickness direction can be changed in an inclined manner by precipitating the conductive filler by adjusting the viscosity during adhesive coating.
[0010]
The conductive adhesive sheet of the present invention described above is used as an interlayer adhesive having a role of shielding a wiring material such as a flat cable or a printed wiring board, or as a conductive adhesive having a role of shielding between the protective layer and the wiring material. Is done. Of course, it can be used in combination with a shielding material such as a metal foil or a metal vapor deposition film.
[0011]
FIG. 3 is an explanatory view of an example in which the conductive adhesive sheet 10 of the present invention is applied to the lamination of two flat cables 30. When the flat cable 30 is laminated via the conductive adhesive sheet 10, the above-mentioned high adhesive strength is obtained. The flat cable 30 is firmly bonded by the adhesive layers A and C, and the shielding effect is obtained by the highly conductive adhesive layer B.
[0012]
FIG. 4 is an explanatory view of an example in which the conductive adhesive sheet 10 of the present invention is applied to the formation of the shield layer of the flat cable 30, and the flat cable 30 and the protective layer 5 of the polymer film are integrated through the conductive adhesive sheet 10. Turn into. At this time, the polymer film 33.34 of the flat cable 30 is firmly adhered by the above-described adhesive layer A having a high adhesive strength, and similarly, the protective layer 5 of the polymer film is firmly adhered by the adhesive layer C having a high adhesive strength. . The highly conductive adhesive layer B serves as a shield layer.
At this time, as shown in FIG. 5, if the polymer film 1 of the protective layer 5 is used as the polymer film 1 of the conductive adhesive sheet 20 shown in FIG. 2, the adhesion between the shield layer and the protective layer is used. The process can be simplified.
[0013]
The conductive filler is most preferably silver in order to obtain high conductivity, but may be nickel, copper, aluminum or the like, carbon may be used, and these may be used in combination.
When obtaining a thermoplastic conductive adhesive, a hot melt adhesive such as polyester, polyamide, or polyurethane is used as the base resin. When obtaining a thermosetting conductive adhesive, an epoxy adhesive or acrylic resin is used. A system adhesive, an imide adhesive, or the like is used, and in any case, these can be used in combination. The same adhesive layer may be used for each layer, but different adhesives may be used to improve the adhesive strength with the adherend.
[0014]
The content of the conductive filler in the adhesive layer having high conductivity is 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more. The upper limit is limited by the adhesive strength with another adhesive layer and the contact resistance between the conductive fillers, but is desirably 90% by weight or less, preferably 80% by weight or less. However, in the case where a shield layer made of a metal foil, a metal vapor-deposited film or the like is separately provided in addition to the conductive adhesive, the conductive filler content may be reduced.
[0015]
Although the thickness of a conductive adhesive layer is dependent also on conductive filler content, what is necessary is just to set according to a use. When it is composed of three adhesive layers as shown in FIG. 1 (b), each layer is desirably 200 μm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. The lower limit is determined by the required adhesive strength and electrical conductivity, but is preferably 5 μm or more, preferably 10 μm or more.
[0016]
In the case of a conductive adhesive sheet in which a conductive adhesive layer is laminated on a polymer film as shown in FIG. 2, the polymer film has insulating properties such as polyester, polyimide, polyphenylene sulfide, polyethylene, and polyvinyl chloride. What is necessary is just to select a suitable material as a protective layer of a flat cable and a printed wiring board from a material to have according to a use.
[0017]
The flat cable in the present invention means all having a structure in which a plurality of linear conductors are arranged in parallel at intervals and sandwiched and covered by two polymer films from above and below via an adhesive. . The printed wiring board means a single-sided, double-sided, multilayer flexible printed wiring board and a hard wiring board.
[0018]
【Example】
Polyimide film Kapton (manufactured by Toray DuPont) is used as a protective layer, polyester resin Eritel UE-3600 (manufactured by Unitika) as a base resin, and silver powder (manufactured by Fukuda Metals) as a conductive filler as a conductive adhesive. used. Using them, a conductive adhesive sheet having a three-layer structure was prepared, and a sample adhered to the same polyimide film as the protective layer was used as a sample, and the adhesive strength and shielding effect between the protective layers were measured. The thickness of each layer of the adhesive was 25 μm. The results are shown in Table 1. It was confirmed that the adhesive strength can be improved by using a three-layered adhesive layer even when the adhesive strength is low when the conductive adhesive is used alone.
[0019]
[Table 1]

[0020]
Using the above-mentioned polyimide film as a protective layer, a conductive adhesive sheet is prepared by laminating two conductive adhesive layers similar to those described above, and a polyester film is adhered to one side as a sample. The strength and shielding effect were measured. The results are as shown in Table 2, and it was confirmed that high adhesive strength could be obtained even with a conductive adhesive sheet having a two-layer structure of the adhesive layer, and that the adhesive strength decreased with the conductive adhesive layer alone.
[0021]
[Table 2]

[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the conductive adhesive sheet of the present invention, it is possible to have both high conductivity and high adhesive strength, and flat cables that have not been able to obtain a high shielding effect until now due to the problem of adhesive strength. This is effective when used for a wiring material such as a printed wiring board.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of specific examples of a conductive adhesive sheet of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of other specific examples of the conductive adhesive sheet of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view in which the conductive adhesive sheet of the present invention is used for multilayering of a flat cable.
FIG. 4 is an explanatory view in which the conductive adhesive sheet of the present invention is used for forming a shielded flat cable.
FIG. 5 is another explanatory diagram in which the conductive adhesive sheet of the present invention is used for forming a shielded flat cable.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of a shielded flat cable.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a connection between a shield layer and a ground conductor by heating and melting a shielded flat cable.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a connection between a shield layer and a ground conductor using a conductive adhesive of a shielded flat cable.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a connection between another shield layer and a ground conductor using a conductive adhesive of a shielded flat cable.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of a conventional shield tape having both high conductivity and high adhesion.
FIG. 11 is a cross-sectional view of another example of a conventional shield tape having both high conductivity and high adhesion.
[Explanation of symbols]
10 Conductive sheet 20 Coverlay film

Claims

Ri formed different conductive filler content in the thickness direction,
A conductive adhesive sheet characterized by an adhesive strength of 0.5 kg / cm or more and a shielding effect (1 MHz) of 70 dB or more .

The conductive adhesive sheet according to claim 1, wherein at least two adhesive layers having different conductive filler contents are laminated in the thickness direction.

A conductive adhesive sheet obtained by laminating the conductive adhesive sheet of claim 1 or 2 on a polymer film.

A wiring material such as a flat cable or a printed wiring board obtained using the conductive adhesive sheet according to claim 1.