JP5354589B2 - シールドフレキシブルプリント基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、可撓性を有する絶縁フィルム上に回路を形成してなるフレキシブルプリント基板およびその製造方法に関し、特に電磁妨害（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＥＭＩ）対策と電磁適合性（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ：ＥＭＣ）の向上を図るシールドフレキシブルプリント基板およびその製造方法に関する。

従来より、フレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ：ＦＰＣ）を電気的に遮蔽（シールド）するものとして、シールドフレキシブルプリント配線板（例えば、特許文献１（第２−３頁、第１−２図）参照）が知られている。このシールドフレキシブルプリント配線板は、例えばベース絶縁フィルムに信号回路とグランド回路および第１カバーレイが設けられてなる。

また、第１カバーレイの外側には、金属フィラーを含有する接着性樹脂からなるシールド層が設けられ、このシールド層の外側に、さらに金属薄膜が形成されている。そして、接着性樹脂が加熱・加圧によって金属薄膜、グランド回路および第１カバーレイに接着されると同時に金属薄膜とグランド回路とを導通させ、これとともに、金属薄膜の外側に第２カバーレイを設けた構造となっている。

その他、シールドフレキシブル配線板（例えば、特許文献２（第６−７頁、第１−３図）参照）も知られている。このシールドフレキシブル配線板は、絶縁性のベースフィルム、ベースフィルムに接して設けられた回路、この回路を被覆するカバーレイ、カバーレイ上に設けられカバーレイに形成された貫通孔を通して回路と導通する導電性シールド層、およびこの導電性シールド層を被覆する絶縁保護層からなる。そして、絶縁保護層内に、導電性シールド層をシールドフレキシブル配線板外の導体と導通する接地部が形成されている。

特許第３４３４０２１号公報 特開２００６−２６９９７７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されているシールドフレキシブルプリント配線板や、特許文献２に開示されているシールドフレキシブル配線板では、基板回路を覆うシールド層（導電性シールド層）を設けることで、上述したＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上を図っているが、近年ではこれらが不十分なものとなってしまっている。

すなわち、近年の回路における信号の高速化や装置の小型化に伴う各種配線部材間距離の近接化の影響によって、従来のものではシールド層（導電性シールド層）の基板端部から電磁波が漏れてしまいシールド特性が不十分である。また、配線板に無線モジュールなどの高周波デバイスを搭載するケースも増えており、このような部品を実装した配線板においては、特に上記ＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上が重要な要素となってきている。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構造で電磁波の放射や侵入を防止し、ＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上を図ることができるシールドフレキシブルプリント基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるシールドフレキシブルプリント基板は、絶縁性のベースフィルムと、該ベースフィルム上に形成され、導体パターンからなる回路と、該回路を被覆するカバーレイと、前記回路をシールドする一以上の導電性シールド層と、を備え、前記ベースフィルムの端部および該端部と前記回路との間の少なくとも一箇所には、少なくとも一つの前記導電性シールド層が前記端部に向かって前記ベースフィルムとの距離が短くなるように傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴とする。この傾斜部は、導電性シールド層を湾曲または屈曲させることによって形成され、その傾斜面は、湾曲状であっても、平坦状であってもよい。

前記導電性シールド層は、例えば前記ベースフィルムを挟んで一対設けられている。

前記傾斜部は、例えば前記端部に向かって、前記一対の導電性シールド層の距離が短くなるように傾斜することにより形成されている。

また、前記傾斜部は、例えば前記端部における前記導電性シールド層と前記ベースフィルムとの距離が、最も短くなるように形成されている。

この発明にかかるシールドフレキシブルプリント基板の製造方法は、上記発明における前記ベースフィルム上に前記回路、前記カバーレイおよび前記導電性シールド層を形成した後に、切断により前記端部を形成する工程を備え、前記端部を形成する際に加わる圧力によって、前記傾斜部を形成することを特徴とする。

また、前記ベースフィルム上に前記回路、前記カバーレイおよび前記導電性シールド層を形成した後に、表面側および裏面側の少なくとも一方から圧力を加えることによって、前記傾斜部を形成することを特徴とする。

さらに、前記ベースフィルム上に前記回路、前記カバーレイおよび前記導電性シールド層を形成した後に、表面側および裏面側の少なくとも一方から圧力を加えることによって前記傾斜部を形成し、その後、前記傾斜部を切断することによって前記端部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構造で電磁波の放射や侵入を防止し、ＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上を図ることができるシールドフレキシブルプリント基板およびその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるシールドフレキシブルプリント基板を説明するための説明図である。 同シールドフレキシブルプリント基板の製造方法による製造工程の例を説明するための説明図である。 同シールドフレキシブルプリント基板の他の例を説明するための説明図である。 同シールドフレキシブルプリント基板の製造方法による製造工程の他の例を説明するための説明図である。

以下に、添付の図面を参照して、この発明にかかるシールドフレキシブルプリント基板およびその製造方法の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるシールドフレキシブルプリント基板を説明するための説明図である。図１に示すように、シールドフレキシブルプリント基板は、例えばフレキシブルプリント基板１０と、このフレキシブルプリント基板１０の両面側に配置された第１シールドテープ２０および第２シールドテープ３０とにより構成されている。

フレキシブルプリント基板１０は、例えば銅張積層板１１と、この銅張積層板１１の片面側に配置されたカバーレイ１５とからなる。銅張積層板１１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、およびポリアミド（ＰＡ）等の樹脂からなる絶縁性を有するベースフィルム１２の片面上に、耐熱性のある熱可塑性ポリイミド樹脂等からなる接着剤１４を介して貼り付けられたＣｕ、Ａｕ、Ａｇなどの金属導体をパターン形成した回路１３を備えてなる。

カバーレイ１５は、ポリイミド等の絶縁性を有する樹脂からなるフィルム材１６と、上述した耐熱性のある熱可塑性ポリイミド樹脂等の接着剤１７とからなり、この接着剤１７を介して銅張積層板１１の回路１３上を被覆するように接着されている。このカバーレイ１５のフィルム材１６には、回路１３のうちのグランド回路１３ａを導通可能に露出する孔部１８が形成されている。

なお、銅張積層板１１は、ベースフィルム１２の両面上に接着剤１４を介して設けられた回路１３を有する構造であってもよく、この場合、カバーレイ１５は両面側の回路１３上を被覆するように設けられているとよい。また、片面あるいは両面に回路１３を有する銅張積層板１１は、複数積層された多層構造であってもよく、この場合のカバーレイ１５は、少なくとも積層方向の最も外側の回路１３上を被覆するように設けられているとよい。

第１シールドテープ２０は、上述した銅張積層板１１のベースフィルム１２と同様に、例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ、およびＰＡ等の絶縁性を有する樹脂からなるベース材２１上に形成された金属薄膜等からなるシールド層２２を有し、さらにこのシールド層２２上に設けられた金属微粒子等の金属フィラーを含有した導電性接着剤層２３を有してなる。

したがって、この第１シールドテープ２０は、フレキシブルプリント基板１０に貼り付けられた際に、シールド層２２が孔部１８を介して導電性接着剤層２３によって銅張積層板１１のグランド回路１３ａと電気的に導通される構造を有している。なお、第２シールドテープ３０も、第１シールドテープ２０と同様にベース材３１、シールド層３２および導電性接着剤層３３を有して構成されている。

このように構成されたシールドフレキシブルプリント基板には、シールド層２２，３２がベースフィルム１２を挟んで一対設けられており、例えばフレキシブルプリント基板１０のベースフィルム１２の端部１９に、第２シールドテープ３０のシールド層２２がこの端部１９に向かってベースフィルム１２との距離（シールド層２２およびベースフィルム１２間の距離）が短くなるように傾斜する傾斜部１９ａが形成されている。したがって、結果的に第１および第２シールドテープ２０，３０の端部１９におけるシールド層２２，３２の層間距離Ｌ２が、端部１９以外の部分における層間距離Ｌ１よりも短くなるように形成されている。すなわち、シールドフレキシブルプリント基板は、層間距離Ｌ１＞層間距離Ｌ２となるように形成されている。

これにより、端部１９におけるシールド層２２，３２の間隔が狭く形成されることとなる。このため、フレキシブルプリント基板１０で発生する電磁波が傾斜部１９ａで反射され、放射が抑制されて従来のもののように端部１９からの電磁波の漏れを抑制することができる。これとともに、フレキシブルプリント基板１０内への外部からの電磁波の侵入を防止することができる。

また、フレキシブルプリント基板１０内にてシールド層２２，３２により反射される電磁波は、導電性接着剤層２３，３３が誘電体中に導体が入った構造からなるので高周波領域での伝送損失が大きくなる。このため、この電磁波によって回路１３に大きな影響を与えることがない構造とすることができる。このように、本実施形態にかかるシールドフレキシブルプリント基板によれば、簡単な構造で電磁波の放射や侵入を防止して、ＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上を図ることが可能となる。

なお、上述したシールドフレキシブルプリント基板は、第１および第２シールドテープ２０，３０のシールド層２２，３２と傾斜部１９ａとによって、フレキシブルプリント基板１０をシールドする構成としたが、例えばＡｇペースト等の導電性ペーストや、銅箔等の金属膜あるいは磁性体シートを用いてこれらの導体部分をグランド回路１３ａと導通させ、上記と同様の構造からなる傾斜部１９ａを形成してシールドするように構成してもよい。これらによってシールドするようにしても、同様の効果を得ることが可能である。

また、第１および第２シールドテープ２０，３０は、いずれか一方のみがフレキシブルプリント基板１０に備えられていてもよく、シールド層２２，３２も一以上あればよい。そして、例えばシールド層が複数設けられた場合であっても、傾斜部１９ａは、上記シールド層３２のように、少なくとも一つのシールド層が端部１９に向かってベースフィルム１２との距離が短くなるように傾斜して形成されていればよい。

さらに、図示は省略するが、シールドフレキシブルプリント基板は、フレキシブルプリント基板１０の回路１３に接続される能動素子を含む電子デバイスが実装されていてもよい。このようにしても、電子デバイスに起因する電磁波等を効果的に抑制して、基板におけるＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上を図ることができる。

図２は、本発明の一実施形態にかかるシールドフレキシブルプリント基板の製造方法による製造工程の例を説明するための説明図である。図２に示すように、フレキシブルプリント基板１０の両面側に第１および第２シールドテープ２０，３０を貼り付けたシールドフレキシブルプリント基板を、外形加工用金型である上型５１および下型５２間にセットする。

そして、上型５１を、例えば図中白抜き矢印で示すように下型５２方向に移動させ、シールドフレキシブルプリント基板を製品部Ｐと切断部Ｄとに分かれるように切断する。このとき、製品部Ｐにおける第２シールドテープ３０は、切断面Ｓにおいて下型５２のエッジ部分からの圧力を受け、フレキシブルプリント基板１０の方向に変形しながら切断される。

これにより、上述した端部１９における第２シールドテープ３０に傾斜部１９ａが形成され、結果的にシールド層２２，３２の間隔が狭く形成されたシールドフレキシブルプリント基板を製造することが可能となる。なお、図３に示すように、上型５１および下型５２の形状を変更して、第２シールドテープ３０とともに第１シールドテープ２０もフレキシブルプリント基板１０の方向に変形しながら切断されるようにすれば、端部１９における第１シールドテープ２０にも傾斜部１９ａを形成することができ、シールド層２２，３２の層間距離を、上述した層間距離Ｌ２よりもさらに短い層間距離Ｌ３とすることができる。

この場合も、端部１９におけるシールド層２２，３２の間隔が狭く形成されることとなるため、フレキシブルプリント基板１０で発生する電磁波が各傾斜部１９ａのシールド層２２，３２にて反射され、放射が抑制されて端部１９からの電磁波の漏れを抑制することができる。これとともに、フレキシブルプリント基板１０内への外部からの電磁波の侵入を防止して、ＥＭＩ対策とＥＭＣ特性の向上を図ることが可能となる。

また、図４に示すように、シールドフレキシブルプリント基板の外形加工を行うに先立って、例えば銅張積層板１１にカバーレイ１５を接着してフレキシブルプリント基板１０を形成する際に、次のようにしてもよい。すなわち、カバーレイ１５を銅張積層板１１に加熱・加圧して接着するときに、端部１９となる箇所である切断面Ｓ近傍の圧力を上昇させて、この部分におけるカバーレイ１５の接着剤１７の層厚さＧＬ２を、あらかじめ端部１９となる箇所以外の部分における接着剤１７の層厚さＧＬ１よりも薄くなるようにして、カバーレイ１５を銅張積層板１１に接着する。これにより、あらかじめ傾斜部１９ａを形成しておく。

その後、こうして形成されたフレキシブルプリント基板１０に第１および第２シールドテープ２０，３０を貼り付けて、上型５１を図中白抜き矢印で示す下型５２の方向に移動させ、シールドフレキシブルプリント基板を製品部Ｐと切断部Ｄとに分かれるように切断する。この場合においても、傾斜部１９ａを備えて端部１９におけるシールド層２２，３２の間隔が狭く形成されたシールドフレキシブルプリント基板を製造することができ、上述した作用や効果を得ることが可能となる。

なお、図示は省略するが、上述した製造工程においては、下型５２を上型５１の方向に移動させて切断するようにしてもよい。また、傾斜部１９ａは、端部１９の他に、あるいは端部１９とともに、端部１９と回路１３との間の少なくとも一箇所に形成されていてもよい。この場合は、例えば外形加工の際に、端部１９と回路１３との間の傾斜部１９ａの形成箇所に圧力を加えることができる形状の外形加工用金型を用いて外形加工が行われる。

ここで、本発明にかかるシールドフレキシブルプリント基板の効果を検証するために、本出願人が実施したシールド層２２，３２の層間距離が異なる複数のサンプルと公知の近磁界プローブとを用いた電磁波の漏れ量測定試験について説明する。本試験では、フレキシブルプリント基板１０の銅張積層板１１のベースフィルム１２の厚さを２５μｍとし、接着剤１４の厚さを１０μｍとするとともに、回路１３の厚さを３５μｍとした。

また、フレキシブルプリント基板１０のカバーレイ１５のフィルム材１６の厚さを２５μｍとし、接着剤１７の厚さを３５μｍとした。さらに、このフレキシブルプリント基板１０の両面側に第１および第２シールドテープ２０，３０を貼り付けて、５種類のサンプルのシールドフレキシブルプリント基板を作製した。

そして、サンプル長２００ｍｍのこれら５種類のサンプルのシールドフレキシブルプリント基板に、公知のパルスジェネレータを用いて３００ＭＨｚの周波数の信号を入射し、このときのシールドフレキシブルプリント基板周囲の電磁界の強度を、上記近磁界プローブと公知のスペクトラムアナライザとを用いて測定した。この測定結果を表１に示す。

サンプルＮｏ．１のものは、比較例であり、層間距離Ｌ１と層間距離Ｌ２（または層間距離Ｌ３）とがそれぞれ１００μｍで形成されている。サンプルＮｏ．２〜５のものは、実施例であり、層間距離Ｌ１はすべて１００μｍであるが、層間距離Ｌ２（または層間距離Ｌ３）がそれぞれ９０μｍ、８０μｍ、６０μｍ、４０μｍで形成されている。

この試験によれば、シールドフレキシブルプリント基板の端部１９における層間距離Ｌ２（または層間距離Ｌ３）が層間距離Ｌ１よりも約１０μｍ狭くなることによって、約１０％程度の近磁界強度の低下が認められた。また、層間距離Ｌ２（または層間距離Ｌ３）が小さくなるにつれて、近磁界強度が低下することが判明した。

このように、本発明によれば、近磁界強度を著しく低下させることができるので、特に数％の電磁波の強度の変化によって、他の電子機器への影響が顕著に発生するＥＭＩ（電磁妨害）対策においては、本発明を適用することによりその効果を得る（すなわち、ＥＭＩ対策を講じる）ことが可能となる。

１０ フレキシブルプリント基板
１１ 銅張積層板
１２ ベースフィルム
１３ 回路
１３ａ グランド回路
１４ 接着剤
１５ カバーレイ
１６ フィルム材
１７ 接着剤
１８ 孔部
１９ 端部
１９ａ 傾斜部
２０ 第１シールドテープ
２１ ベース材
２２ シールド層
３０ 第２シールドテープ
３１ ベース材
３２ シールド層
３３ 導電性接着剤層
５１ 上型
５２ 下型

Claims (4)

1. 絶縁性のベースフィルムと、該ベースフィルム上に形成され、導体パターンからなる回路と、該回路を被覆するカバーレイと、前記回路をシールドする一以上の導電性シールド層と、を備え、
   前記導電性シールド層の端部における前記導電性シールド層と前記ベースフィルムとの間の層間距離が、前記端部以外の部分における層間距離よりも短くなるように傾斜する傾斜部が形成されている
   ことを特徴とするシールドフレキシブルプリント基板。
2. 前記導電性シールド層は、前記ベースフィルムを挟んで一対設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のシールドフレキシブルプリント基板。
3. 前記傾斜部は、前記端部に向かって、前記一対の導電性シールド層の距離が短くなるように傾斜することにより形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載のシールドフレキシブルプリント基板。
4. 前記傾斜部は、前記端部における前記導電性シールド層と前記ベースフィルムとの距離が、最も短くなるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のシールドフレキシブルプリント基板。

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