JP4205245B2

JP4205245B2 - 電磁波シールド回路基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP4205245B2
Application number: JP08247999A
Authority: JP
Inventors: 善喜田中; 敏昭佐藤
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2000277975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁波に対するシールド効果に優れたシールド回路基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電磁波シールド配線として、単線の同軸ケーブルを用いるものが知られている。このシールド配線は、基本的に導電線を絶縁材料で覆い、その上に電磁波シールド用の金属を被せた構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記と同様の構造を、プリント配線基板のような回路基板に合理的に適用できれば、近年めざましい発達を見せている電子回路の高密度化、高周波数化のさらなる発展に寄与する。しかしながら、このような構造を有する電磁波シールド回路基板は、未だ知られていない。
【０００４】
本発明者らは、電磁波シールド効果に優れたシールド回路基板を得るために、次のことを検討した。すなわち、配線が設けられた導電回路の上下両面に、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂からなる絶縁層を設けて回路基板とし、さらにこれの上下両面に導電回路を挟むように導電材料からなる電磁波シールド体を接着し、これらシールド体により内部の導電回路を保護する。しかし、単に回路基板の上下両面に電磁波シールド体を設けるだけでは、導電回路の側部の外周囲はシールドされないので、十分なシールド効果は得られない。
【０００５】
そこで、回路基板の上下両面に設ける各電磁波シールド体の周縁を、互いに接触するように両面あるいは片面から熱押圧（加熱しながら押圧）して、各シールド体で導電回路とその周囲の絶縁層を取り囲むことにより、導電回路の周りをシールドすることを考えた。しかし、以上の熱可塑性樹脂を絶縁層として用いる場合、前記回路基板の両面あるいは片面から熱押圧しても、この回路基板の両面に設けた電磁波シールド体同士を電気的に接続させることはできず、また各シールド体の間は密接されない。これは、熱押圧時に熱可塑性樹脂がシールド体同士の接続部位に電気絶縁性のある被膜を形成するためである。ここで、各シールド体が電気的に接続されていないと、例えば各シールド体のアース配線を行うときに不便となり、また各シールド体の間に被膜が存在すると、この被膜により電磁波シールド効果が損なわれるなどの不都合を招く。
【０００６】
本発明者は、さらに研究を続けた結果、光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性ポリマー（以下、熱可塑性液晶ポリマーと称する）は、耐熱性、電気絶縁性、高周波特性に優れた長所を有し（吉川淳夫，表面実装技術，ｐ５４，１９９７．６．号）、一方、溶融状態でねばりがなく、造膜性に乏しくて被膜になり難い（末永純一「成形・設計のための液晶ポリマー」シグマ出版、１２７頁）という短所を有していることに着目した。そして、熱可塑性液晶ポリマーが造膜性に乏しいという短所を利用すれば、前記電磁波シールド体同士の接続部位において電気絶縁性被膜を形成することなく、シールド体同士を電気的に良好に接続させることができ、また、２つのシールド体の間に実質的に被膜が形成されず両者の間を密接状態にできて、電磁波シールド効果を高め得ることを見出した。そこで、本発明の目的は、電磁波シールド効果に優れたシールド回路基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明において、電磁波シールド回路基板は、基本的には、電磁波シールド体により導電回路と絶縁層とが取り囲まれた構造を有し、該導電回路が該絶縁層で覆われており、該絶縁層が熱可塑性液晶ポリマーからなる。この構成によれば、電磁波シールド効果に優れ、かつ、熱可塑性液晶ポリマーにより、耐熱性、電気絶縁性および高周波特性にも優れたシールド回路基板が得られる。
【０００８】
本発明の電磁波シールド回路基板の製造方法は、熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁層を用い、この絶縁層で導電回路の周りを覆って回路基板とし、その両面に導電回路を挟むように電磁波シールド体を設け、この電磁波シールド体の周縁を互いに接触するように両面あるいは片面から、熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁層を軟化点以上の温度で加熱しながら熱押圧して、各電磁波シールド体により導電回路とその周囲の絶縁層を取り囲むことを特徴とする。
【０００９】
この製造方法によれば、電磁波シールド効果に優れたシールド回路基板が容易に得られる。また、得られたシールド回路基板は、絶縁層として熱可塑性液晶ポリマーを用いたことにより、２つの電磁波シールド体の間には実質的に被膜が存在せず、これらシールド体は互いに密接状態となって電気的に接続される。したがって、シールド効果が高められるとともに、これらシールド体を１本のアースラインで容易にアースできる。
【００１０】
また、本発明の電磁波シールド回路基板は、基本的には、電磁波シールド体により導電回路と絶縁層が取り囲まれた構造を有し、該導電回路が絶縁層で覆われており、該絶縁層が熱可塑性液晶ポリマーからなることを特徴とする。
【００１１】
前記絶縁層の材料である熱可塑性液晶ポリマーは、特に限定されるものではないが、その具体例として、以下に例示する（１）から（４）に分類される化合物およびその誘導体から導かれる公知のサーモトロピック液晶ポリエステルおよびサーモトロピック液晶ポリエステルアミドを挙げることができる。但し、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマーを得るためには、各々の原料化合物の組み合わせには適当な範囲があることは言うまでもない。
【００１２】
（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物（代表例は表１参照）
【００１３】
【表１】

【００１４】
（２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸（代表例は表２参照）
【００１５】
【表２】

【００１６】
（３）芳香族ヒドロキシカルボン酸（代表例は表３参照）
【００１７】
【表３】

【００１８】
（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例は表４参照）
【００１９】
【表４】

【００２０】
これらの原料化合物から得られる熱可塑性液晶ポリマーの代表例として表５に示す構造単位を有する共重合体（ａ）〜（ｅ）を挙げることができる。
【００２１】
【表５】

【００２２】
また、本発明では、絶縁層として前記熱可塑性液晶ポリマーをフィルムの形で使用するのが好ましい。このフィルムは、フィルムの所望の耐熱性および加工性を得る目的においては、約２００〜約４００℃の範囲内、とりわけ約２５０〜約３５０℃の範囲内に融点を有するものが好ましいが、フィルム製造の観点からは、比較的低い融点のものが好ましい。したがって、より高い耐熱性や融点が必要な場合には、一旦得られたフィルムを加熱処理することによって、所望の耐熱性や融点にまで高めることが有利である。加熱処理の条件の一例を説明すれば、一旦得られたフィルムの融点が２８３℃の場合でも、２６０℃で５時間加熱すれば、融点は３２０℃になる。
【００２３】
前記熱可塑性液晶ポリマーフィルムは、熱可塑性液晶ポリマーを押出成形して得られる。任意の押出成形法がこの目的のために適用されるが、周知のＴダイ法、インフレーション法、ラミネート体延伸法等、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法が工業的に有利である。特にインフレーション法やラミネート体延伸法では、フィルムの長手方向（以下、ＭＤ方向と略す）だけでなく、これと直交する幅方向（以下、ＴＤ方向と略す）にも応力が加えられるため、ＭＤ方向とＴＤ方向における機械的性質および熱的性質のバランスのとれたフィルムを得ることができる。
【００２４】
また、前記電磁波シールド体としては金属を用い、これを焼き鈍して熱押圧することが好ましい。このとき、電磁波シールド体の材料である金属としては、金属箔や金属鍍金または金属蒸着によるものを用いることができる。また、金属は軟らかいものほどよく、これを用いれば熱押圧したとき変形し易いので、各電磁波シールド体を容易に接触させられる。しかし、材料として、例えば軟らかい金属箔を作業の当初から用いて、電磁波シールド回路基板を作ることは、金属箔の取り扱いが困難となって、作業性が悪くなる。したがって、材料としては比較的硬くて取り扱いが容易な銅箔などの金属箔を用い、この金属箔を前記回路基板の両面に熱接着することが好ましい。また、この金属箔の熱接着時または熱接着した後、もしくは金属箔をエッチングするなどして電磁波シールド体を形成した後に、金属箔を焼き鈍し処理するようにすれば、この金属箔の延展性が高められて容易に変形し、同時に熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁層が軟化もしくは溶融されるので、各金属箔を互いに簡単に接触させられる。
【００２５】
上記した熱可塑性液晶ポリマーは耐熱性に優れているために、金属の焼き鈍し温度においても、熱劣化はほとんど起らない。したがって、電磁波シールド体と絶縁層との熱接着時または熱接着した後、もしくは電磁波シールド体を形成した後に、電磁波シールド体を焼き鈍し処理することが可能となる。電磁波シールド体の材料は、導電性材質であれば何でもよいが、特に銅は比較的安価であり、回路基板の材料としても通常用いられ、焼き鈍し温度（２６０〜３００℃）が熱可塑性液晶ポリマーの耐熱性上限（３５０〜４５０℃）よりも低いので、特に好適である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。
先ず、図１のように、配線が設けられた導電回路２の全体を、熱可塑性液晶ポリマーフィルムからなる絶縁層３，３によりサンドイッチ状に上下から挟み込んで回路基板１とする。また、この回路基板１の上下両面に、導電回路２の上下および左右を覆えるように、これよりも広幅の、例えば銅箔からなる電磁波シールド体４、４を熱接着させる。
【００２７】
ついで、断面半円弧状とされ、その先端の押圧面がフラットな一対の熱プレス５、５を用い、その間に前記シールド体４を介装して、この各シールド体４の左右両側縁を熱プレス５により絶縁層３を軟化点温度以上の温度に加熱しながら上下方向から熱押圧する。すると、各熱プレス５により各シールド体４が焼き鈍され、同時に各絶縁層３が軟化もしくは溶融され、各シールド体４の左右両側部が接触面４ａで密着される。
【００２８】
この結果、図２、３のように、各シールド体４により導電回路２とその周囲の絶縁層３を取り囲んでなる電磁波シールド回路基板６が得られる。また、前記導電回路２に接続するリード線７は、シールド体４の開放側（図３の上下部分の非密接部）から外方に引出す。
【００２９】
図４に示す他の実施形態では、回路基板１の上下面に電磁波シールド体４を熱接着したものをベース８上に置き、前記シールド体４の上方側からのみ熱プレス５で熱押圧して、下方側のシールド体４は変形させることなく、上方側のシールド体４だけを変形させて、この上方側の断面蒲鉾状のシールド体４により、導電回路２とその周囲の絶縁層３を取り囲んで、電磁波シールド回路基板６を形成している。
【００３０】
また、図５に示すさらに他の実施形態では、複数の導電回路２を絶縁層３、３で上下から挟み込み、これの上下面に電磁波シールド体４、４を接着させて、これらシールド体４を上下から熱プレスすることにより、各導電回路２とその周囲の絶縁層３をシールド体４で取り囲んで、電磁波シールド回路基板６を形成している。
【００３１】
さらに、前記熱プレスには、その押圧面に複数の突起を設けて、図６に示すように、各シールド体４を断続的な接触面４ａで密接させるようにしてもよい。
【００３２】
以上のようにして得られたシールド回路基板６は、導電回路２とその周囲の絶縁層３が電磁波シールド体４により取り囲まれているので、導電回路２が電磁波による影響を受けることなく、シールド効果に優れたものとなる。また、絶縁層３として熱可塑性液晶ポリマーを用いているので、各電磁波シールド体４の接着面４ａには実質的に被膜が形成されず、これらシールド体４は互いに密接状態となって電気的に接続されるので、シールド効果が一層高まるとともに、これらシールド体４を１本のアースラインで容易にアースすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明によれば、電磁波シールド回路基板を容易に得ることができ、また得られるシールド回路基板は、電磁波シールド効果に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシールド回路基板の製造方法の一例を示す概念図である。
【図２】同法により得られるシールド回路基板の断面図である。
【図３】同回路基板の平面図である。
【図４】シールド回路基板の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】シールド回路基板のさらに他の実施形態を示す断面斜視図である。
【図６】シールド回路基板のさらに他の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１…回路基板、２…導電回路、３…絶縁層、４…シールド体、５…熱プレス。

Claims

光学的異方性の溶融相を形成し得る熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁層を用い、この絶縁層で導電回路の周りを覆って回路基板とし、その両面に導電回路を挟むように金属製電磁波シールド体を設け、この電磁波シールド体の周縁を互いに接触するように両面あるいは片面から、前記熱可塑性液晶ポリマーからなる絶縁層を軟化点以上の温度で加熱しながら熱押圧して、各電磁波シールド体により導電回路とその周囲の絶縁層を取り囲むことを特徴とする電磁波シールド回路基板の製造方法。
請求項１において、前記金属製電磁波シールド体の金属を焼き鈍して熱押圧する電磁波シールド回路基板の製造方法。