JP5743500B2 - Fpc用電磁波シールド材 - Google Patents

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Description

本発明は、屈曲動作を繰返して受けるフレキシブルプリント基板(以下、FPCと呼ぶ)を被覆して、電磁波を遮蔽するために使用される、FPC用電磁波シールド材に関する。
携帯電話などの携帯用の電子機器においては、筐体の外形寸法を小さく抑えて持ち運び易くするために、プリント基板の上に電子部品を集積させている。さらに、筐体の外形寸法を小さくするため、プリント基板を複数に分割し、分割されたプリント基板間の接続配線に可撓性を有するFPCを使用することにより、プリント基板を折畳む、あるいは、スライドさせることが行われている。
また、近年では、外部から受信する電磁波のノイズ、あるいは内部の電子部品間で相互に受信する電磁波のノイズの影響を受けて、電子機器が誤動作するのを防止するため、重要な電子部品やFPCを電磁波シールド材で被覆することが行われている。
従来、このような電磁波遮蔽の目的で使用される電磁波シールド材としては、圧延銅箔、軟質アルミニウム箔等の金属箔の表面に粘着剤層を設けたものが用いられていた。このような金属箔からなる電磁波シールド材を用いて、遮蔽対象物を覆うことが行われていた(例えば、特許文献1,2を参照)。
具体的には、重要な電子部品を電磁波から遮蔽するには、金属箔や金属板で密閉箱状にして、覆い被せることが行われていた。また、屈曲するFPCの配線を電磁波から遮蔽するには、金属箔の片面に接着剤層を設けたものを使用し、粘着剤層を介して貼り合わせることに行われていた。
近年では、身辺に携帯する電子機器として、携帯電話が急速に普及した。携帯電話においては、使用しないでポケットなどに収納する時には全体の寸法をなるべく小さくし、使用する時には、全体の寸法を拡大できることが好ましい。携帯電話を小型化・薄型化することと、操作性の改善を図ることが求められている。携帯電話では、これらの課題を解決する方法として、折畳み開閉方式や、スライド開閉方式の筐体構造が採用されている。
また、携帯電話では、折畳み開閉方式、又は、スライド開閉方式のいずれの筐体構造においても、日常的に頻繁に操作画面の開閉(起動、停止の操作)が行われ、操作画面の開閉回数が数十回/日、あるいは数百回/日の頻度で行なわれる。
そうすると、携帯電話に使用されているFPC及びFPCを被覆して電磁波遮蔽しているFPC用電磁波シールド材は、従来の携帯式の電子機器の常識を超える頻度で屈曲動作を繰り返して受けている。そのため、FPCの電磁波遮蔽の役割を果たしているFPC用電磁波シールド材が、過酷な繰り返し応力を受けている。その繰り返し応力に耐えられなくなると、最終的には、FPC用電磁波シールド材を構成している基材、及び金属箔などのシールド材が破断、剥離などの損傷を受けることになり、FPC用電磁波シールド材としての機能が低下、あるいは消失してしまうことが懸念される。
そのため、このような繰り返しの屈曲動作を受けることに対処した、電磁波シールド材も知られている(例えば、特許文献3を参照)。
実開昭56−084221号公報 特開昭61−222299号公報 特開平7−122883号公報
上記の特許文献1,2に開示されているような、圧延銅箔、軟質アルミニウム箔等の金属箔の表面に粘着剤層を設けた電磁波シールド材においては、屈曲動作の回数が少なく、使用される期間が短い場合においては、シールド性能に支障は無い。しかし、使用期間が5年間から10年間と長く、屈曲動作の回数が多くなる場合には、屈曲特性に欠けるという問題があった。このような電磁波シールド材は、最近の携帯電話に使用されるFPC用電磁波シールド材に必要とされている、100万回以上の屈曲試験に合格するような優れた屈曲特性を有していない。
また、特許文献3に開示されている、柔軟性フィルムの片面に金属蒸着などの金属薄膜を設け、その上に導電性接着剤が積層された電磁波シールド材では、繰り返し屈曲を受ける電線類に被覆して使用できるとしている。特許文献3の実施例によると、厚さ12μmのポリエステルフィルムの片面に厚み0.5μmの銀粉入り導電性塗料の塗布膜を設け、その上にポリエステル系接着剤とニッケル粉末とを混合した導電性接着剤を加熱乾燥させて厚み30μmの導電性接着剤層を設けている。また、外径10mmφのマンドレルの外周に沿い180°の角度で曲げ、直線に戻すことを1サイクルとする屈曲試験を、50万回行ない、損傷の無いことを確認できたとしている。
しかし、最近の携帯電話では、筐体の外形寸法の厚みを0.1mm単位で削減し、可能な限り薄型にすることが求められている。このような薄型の筐体で使用できるような屈曲性能を有するFPC用電磁波シールド材は、例えば、外径2mmφのマンドレルの外周に沿い180°の角度で曲げ、直線に戻すことを1サイクルとする屈曲試験を、100万回以上行なっても損傷の無いことが求められる。従来に比べて、過酷な条件による屈曲試験を克服できるFPC用電磁波シールド材が必要とされている。
また、特許文献3の実施例に記載されている電磁波シールド材は、厚さが12μmの樹脂フィルムに、厚み0.5μmの導電性塗料の塗布膜、及び厚みが30μmの導電性接着剤層を積層しており、電磁波シールド材の全体の厚みが40μmを越えるものである。
上記のとおり、携帯電話の筐体の外形寸法を可能な限り薄くするため、FPC用電磁波シールド材は、全体の厚みを30μm以下に薄くすることが求められている。つまり、従来のFPC用電磁波シールド材に比較すると、全体の厚みがより薄く、かつ、より厳しい屈曲試験に耐える丈夫なFPC用電磁波シールド材が求められている。
また、FPC用電磁波シールド材に使用される導電性粘着剤において、粘着剤層に導電性を持たせるためには、導電性粉末(金属微粒子やカーボン微粒子)を相当多量に添加する必要があるが、そうすると逆に粘着剤層の粘着力の低下が起きることになる。
また、携帯電話でのFPC用電磁波シールド材などにおいては、屈曲操作が繰り返されるので、基材と導電性ペースト層、及び導電性ペースト層とFPCとの各層での接着界面が部分的に層間剥離され、この剥離箇所で導電性ペースト層が破断してしまい、電磁波遮蔽性能が経時的に低下することが懸念される。
また、基材そのものも、電子機器の寿命期間における繰り返しの屈曲操作(例えば、100万回の屈曲試験)に耐えるだけの優れた屈曲特性が必要とされている。
本発明の目的は、柔軟性に富む薄型であり、且つ、過酷な屈曲動作が繰返し行われても電磁波遮蔽性能の低下が生じない、屈曲特性に優れたFPC用電磁波シールド材を提供することにある。
過酷な屈曲動作に耐え、高温加熱による導電性ペーストの焼成に耐えるようにするため、本発明では、耐熱性樹脂の薄膜からなる基材を使用する。本発明では、ポリイミドの薄膜からなる基材の上に、接着剤層、導電性ペースト層の薄膜層、を順に積層することで、基材であるポリイミドの薄膜と導電性ペースト層との密着力の向上を図り、FPC用電磁波シールド性能を確保すると共に、屈曲性能を向上させることを技術思想としている。
また、本発明では、耐熱性樹脂の薄膜からなる基材として、柔軟性と耐熱性とを考慮して、可撓性を有する厚みが3〜15μmのポリイミドフィルムを使用して、FPC用電磁波シールド材の全体の厚みを、30μm以下に薄くすることを可能としている。
また、本発明では、基材と導電性ペーストとの密着力を増加させるため、基材と導電性ペースト層の間に接着剤層を設けている。
そこで、本発明では、上記の問題点を解決するために、誘電体からなる基材が、可撓性を有する厚みが3〜15μmのポリイミドフィルムであり、前記基材の片面に、厚みが0.05〜1μmの接着剤層、厚みが0.1〜2μmの導電性ペースト層、が順に積層され加熱焼成されてなり、前記導電性ペースト層の上に、更に、導電性接着剤層が積層されてなり、前記導電性ペースト層が、導電性フィラーとバインダー樹脂組成物とを含む導電性ペーストを用いてなることを特徴とするFPC用電磁波シールド材を提供する。
また、前記接着剤層が、前記基材に対する導電性ペースト層の接着力として、(1)の測定方法にて測定した値が、6N/インチ以上であり、240〜260℃の耐熱性を有する接着性樹脂組成物からなることが好ましい。
(1)接着力の測定方法:FPC用電磁波シールドフィルムの導電性ペースト層の上に、導電性接着剤層を積層し、該導電性接着剤層の上に厚さ50μmのポリイミドフィルムを重ね、温度を160℃、加圧力を2.54MPaとして30分間熱プレスした後、15mm×150mmに裁断して試験片を作成し、JIS−C−6471の8.1.1の方法Bに準じて、厚さ50μmのポリイミドフィルム側を補強板に固定し、前記基材を引きはがして、接着力を測定する。
また、前記導電性ペースト層を構成する導電性ペーストが、導電性金属微粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーからなる導電性フィラー群の中から選択された1つ以上とバインダー樹脂組成物とを含有してなることが好ましい。
また、前記導電性ペースト層を構成する導電性ペーストが、平均粒子径1〜100nmの銀ナノ粒子とバインダー樹脂組成物とを含有してなり、150〜250℃の温度範囲の焼成温度を有することが好ましい。
また、前記接着剤層の厚みが0.05〜1μmであり、且つ、前記導電性ペースト層の厚みが0.1〜2μmであることが好ましい。
また、前記導電性ペースト層を構成する導電性ペーストの乾燥後の体積抵抗率が、1.5×10−5Ω・cm以下であることが好ましい。
また、前記接着剤層が、さらに、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック、黒色酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガンからなる群より選択される1種以上の黒色顔料、または有色顔料の1種以上からなる光吸収材を含むことが好ましい。
また、前記導電性接着剤層上に、更に、剥離処理された剥離フィルムが貼り合せてなることが好ましい。
また、本発明は、上記に記載のFPC用電磁波シールド材が、電磁波遮蔽用の部材として使用されてなる携帯電話を提供する。
また、本発明は、上記に記載のFPC用電磁波シールド材が、電磁波遮蔽用の部材として使用されてなる電子機器を提供する。
上記の本発明のFPC用電磁波シールド材によれば、高温耐熱性を有するポリイミドフィルムの薄膜(厚み3〜15μm)を用いることで、導電性ペーストの焼成を行なうことにより、導電性を高めることができると共に、過酷な屈曲動作に耐えられる優れた屈曲特性を持たせることが可能となる。
また、ポリイミドフィルムの薄膜(厚み3〜15μm)と導電性ペースト層とを用いることにより、厚みを抑えて電磁波シールド性能を得ることができる。
このことにより、FPC用電磁波シールド材の全体厚みを、30μm以下に抑えることができ、携帯電話及び電子機器の全体の厚みを薄くすることに寄与できる。
接着剤層内に1種以上の黒色顔料、または有色顔料からなる光吸収材を混ぜることにより、シールドフィルムの片面側に特定の着色が可能となる。
以上のことから、本発明によれば、柔軟性に富み薄型であり、且つ、過酷な屈曲動作が繰返し行われても電磁波遮蔽性能の低下が生じない、屈曲特性に優れたFPC用電磁波シールド材を提供することができる。
本発明に係わるFPC用電磁波シールド材の一例を示す概略断面図である。 本発明に係わるFPC用電磁波シールド材の別の例を示す概略断面図である。 図2から剥離フィルムを除去して使用する状態を示す概略断面図である。
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
本発明のFPC用電磁波シールド材は、被着体であるFPCなどに貼り合せたときに、外表面が誘電体であって、そのFPC用電磁波シールド材外表面に絶縁フィルムを貼り合せる必要がない。また、本発明のFPC用電磁波シールド材は、屈曲動作に対する屈曲特性を向上させるため、全体の厚みを薄くしている。
図1に示した本発明のFPC用電磁波シールド材1は、基材2が可撓性を有する厚みが3〜15μmのポリイミドフィルムであり、基材2の片面に、導電性ペースト層4と基材2との密着力を向上させる接着剤層3、導電性微粒子を含有した導電性ペースト層4が順に積層されている。図2に示した別の例に係わる本発明のFPC用電磁波シールド材10は、さらに、導電性ペースト層4の上に、導電性接着剤層5、剥離フィルム6が順に積層されている。このFPC用電磁波シールド材10は、図3に示すように剥離フィルム6を除去したFPC用電磁波シールド材11として使用することができる。
(ポリイミドフィルム)
本発明に係わるFPC用電磁波シールド材1、10、11の基材2となるポリイミドフィルムは、ポリイミド樹脂の特徴である高い機械的強度、耐熱性、絶縁性、耐溶剤性を有し、260℃程度までは化学的に安定であるとされている。
ポリイミドフィルムの製造方法として一般的に知られている方法は、極性溶媒中でジアミンとカルボン酸二無水物を反応させることによりイミド前駆体であるポリアミック酸を合成し、ポリアミック酸を熱もしくは触媒を用いることにより脱水環化し対応するポリイミドとすることができる。
また、化学閉環法を用いてポリイミドフィルムを製造する場合は、ポリアミド酸溶液中に触媒・脱水剤を混合させイミド化した後に、この溶液をコーティングしてポリイミドフィルムを得ることができる。
このようにして得られたポリイミドフィルムを、さらに350〜400℃の温度の炉の中を、低張力下にてポリイミドフィルムを走行させて、アニール処理を行うことが好ましい。アニール処理することによって、ポリイミドフィルムの熱応力を下げることできる。その結果、ポリイミドフィルムの使用時に温度変化が生じても、ポリイミドフィルムの寸法変化を、小さく抑えることができる。本発明で使用するポリイミドフィルムの厚みは、3〜15μmであることが好ましい。ポリイミドフィルムの厚みを3μm未満に製膜するのは、技術的に困難である。また、ポリイミドフィルムの厚みが15μmを越えると、FPC用電磁波シールド材1、11の全体の厚みを、30μm以下に抑えることが困難である、という不具合が生じる。
(接着剤層)
本発明のFPC用電磁波シールド材1、10、11に用いられる接着剤層3は、基材2であるポリイミドの薄膜と導電性ペースト層4との密着力の向上を図るために、設けるものである。
接着剤層3は、その上に施される導電性ペースト層4の焼成温度が150〜250℃であるために、耐熱性に優れた接着剤を用いる必要がある。また、基材2となるポリイミドフィルムと導電性ペースト層4に対する接着力に優れている必要がある。
接着剤層3に用いられる接着性樹脂組成物としては、好ましくは、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。また、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂などの熱硬化型であってもよい。
接着剤層3の接着性樹脂組成物として特に好ましいのは、ポリウレタン系樹脂に、硬化剤としてエポキシ樹脂を混ぜた、接着性樹脂組成物である。
ポリイミドフィルムからなる基材2と導電性ペースト層4との接着力としては、導電性ペースト層4の上に導電性接着剤を施し被着体に加熱加圧接着をおこなった後に、基材2と被着体との間の引きはがし強さを180°ピール、試験速度300mm/分で測定した値が、6N/インチ以上であることが好ましい。被着体としては、FPCに準じた試験が可能であることから、厚さ50μmのポリイミドフィルムを別途用意して用いることが好ましい。
従来の粘着力が低下しやすい導電性粘着剤の代わりに、導電性接着剤が用いられるので、加熱加圧接着の条件は、温度を160℃、加圧力を2.54MPaとして30分間熱プレスすることが好ましい。引きはがし強さを測定する際の試験片は、15mm×150mmに裁断して作成したものが好ましい。
引きはがし強さの測定方法は、JIS−C−6471「フレキシブルプリント配線板用銅張積層板試験方法」の8.1.1の方法Bに準じて、前記被着体を補強板に固定し、基材2を引きはがして、接着剤層3の接着力を測定する方法が好ましい。
また、接着剤層3は、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック、黒色酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガンからなる群より選択される1種以上の黒色顔料又は着色顔料からなる光吸収材を含んでいてもよい。
カーボンブラックなどの黒色顔料を混ぜ込むのが好ましい。黒色顔料又は着色顔料からなる光吸収材は、接着剤層3の中に0.1〜30重量%で含有させるのが好ましい。黒色顔料又は着色顔料は、SEM観察による一次粒子の平均粒径が0.02〜0.1μm程度であることが好ましい。
また、黒色顔料としては、シリカ粒子などを黒の色材に浸漬させて表層部のみを黒色にしてもよいし、黒色の着色樹脂などから形成して全体にわたって黒色からなるようにしてもよい。また、黒色顔料は、真黒以外に灰色、黒っぽい茶色、又は黒っぽい緑色などの黒色に近似した色を呈する粒子を含み、光を反射しにくい暗色であれば使用することができる。
接着剤層3の厚みは、0.05〜1μm程度であることが好ましく、この程度の膜厚で導電性ペースト層4の充分な密着力が得られる。接着剤層3の厚みが、0.05μm以下の場合は、光吸収材の微粒子が表出してしまい、基材2と導電性ペースト層4との密着力が低下する恐れがある。また、接着剤層3の厚みが1μmを超えても、ポリイミドフィルムからなる基材2や導電性ペースト層4に対する接着力の増加には効果がないから、接着剤層3の厚みが1μmを超えるのはコストが増大するので好ましくない。
(導電性ペースト層)
本発明に用いる導電性ペースト層4は、導電性フィラーをバインダーとなる樹脂組成物に混ぜ込んだ導電性ペーストが用いられる。
導電性ペーストとしては、導電性金属微粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーからなる導電性フィラー群の中から選択された1つ以上と、バインダー樹脂組成物とを含むことが好ましい。導電性金属微粒子としては、銅、銀、ニッケル、アルミニウム等の金属微粉末が用いられるが、導電性能が高く、価格が安価であることから銅または銀の微粉末を用いるのが好ましい。また、導電性を有するカーボンナノ粒子であるカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーも使用することができる。
導電性ペーストの焼成温度を150〜250℃の温度範囲の低温に抑えるためには、金属微粒子の平均粒子径が1〜100nmの範囲であることが好ましく、1〜60nmの範囲がより好ましい。
導電性ペースト層4の乾燥後の体積抵抗率は、1.5×10−5Ω・cm以下であることが望ましい。
本発明に係わるFPC用電磁波シールド材1、10、11の導電性ペースト層4は、このような金属微粒子を含有することにより、薄膜化に対応することが可能となるだけでなく、微粒子同士が融着して導電率の向上も同時に実現できる。本発明に使用される導電性ペーストは、分散溶媒中に、例えば、平均粒子径が1〜100nmの範囲の金属微粒子を均一に分散させるため、この金属微粒子表面を有機分子層で被覆して、溶媒中での分散性能を向上させるのが好ましい。最終的に、導電性ペーストの加熱焼成工程において、金属微粒子相互が表面を接触させ、導電性ペースト層4の導電性を得ることができる。導電性ペーストの加熱焼成は、例えば、150〜250℃程度に加熱することにより、金属微粒子の表面を被覆している有機分子層を離脱させ、蒸散させて除去するため、焼成温度を有機分子層の沸点範囲にするのが好ましい。
導電性ペーストに、導電性フィラーと混合して用いられるバインダー樹脂組成物としては、好ましくは、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。また、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂であってもよい。
導電性ペーストは、これらのバインダー樹脂組成物に、導電性金属微粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどの導電性フィラーを混ぜ込んだ後に、必要に応じてアルコールやエーテルなどの有機溶剤を加えて粘度調整を行なう。粘度調整は、有機溶剤の添加量(配合比)によって行なうことができる。
導電性ペースト層4の焼成した後の厚みは、0.1〜2μm程度であることが好ましい。さらに好ましくは、0.3〜1μm程度の厚みであることが望ましい。導電性ペースト層4の焼成した後の厚みが0.1μmよりも薄い場合は、高い電磁波シールド性能を得ることが困難である。一方、導電性ペースト層4の焼成した後の厚みが2μmよりも厚いと、FPC用電磁波シールド材1、11の全体の厚みを、30μm以下に抑えることが困難となる。
(導電性接着剤層)
本発明に係わるFPC用電磁波シールド材10、11の、導電性ペースト層4の上に積層される導電性接着剤としては、アクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤等の、一般的に使用されている熱硬化型接着剤に、導電性の微粒子や4級アンモニウム塩などのイオン化合物、導電性高分子などを混ぜて導電性を持たせたものが使用されるが、特に限定されない。
導電性接着剤は、常温で感圧接着性を示す粘着剤ではなく、加熱加圧による接着剤であると、繰り返しの屈曲に対して接着力が低下しにくくなり好ましい。
導電性接着剤層5に配合する導電性の微粒子は、特に限定はされず、従来から公知のものを適用できる。例えば、カーボンブラックや、銀、ニッケル、銅、アルミニウムなどの金属からなる金属微粒子、及びそれらの金属微粒子の表面に他の金属を被覆した複合金属微粒子があげられ、これらの1種または2種以上を適宜選択して用いることができる。
また、上記の導電性接着剤においては、優れた導電性を得るために、導電性物質粒子相互の接触、および該粒子と導電性ペースト層および被着体であるFPCとの接触が良くになるように、導電性物質を多量に含有させると接着力が低下する。一方、接着力を高めるために導電性物質の含有量を低減すると、導電性物質と導電性ペースト層および被着体であるFPCとの接触が不十分となって、導電性が低下するという、相反する問題がある。このため、導電性微粒子の配合量は、接着剤(固形分)100重量部に対して、通常、0.5〜50重量部程度、より好ましくは2〜10重量部である。
また、本発明の導電性接着剤層5を構成する導電性接着剤としては、導電性微粒子を含んだ異方導電性接着剤が好ましく、公知のものを使用できる。この異方導電性接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性微粒子が分散された接着剤が使用できる。
また、異方導電性接着剤に使用される導電性微粒子としては、例えば、金、銀、亜鉛、錫、半田等の金属微粒子の単体もしくは2種以上を組み合わせても良い。また、導電性微粒子としては、金属でめっきされた樹脂粒子を使用できる。導電性微粒子の形状は、微細な粒子が直鎖状に繋がった形状、あるいは針形状を有するのが好ましい。このような形状であれば、圧着部材によりFPCに対して加熱加圧処理を行う際に、低い加圧力で導電性微粒子がFPCの導体配線に噛み込むことが可能になる。
異方導電性接着剤は、FPCとの接続抵抗値が5Ω/cm以下からなるのが好ましい。
導電性接着剤の接着力は、特に制限を受けないが、その測定方法はJIS Z 0237に記載の試験方法に準ずる。被着体表面に対する接着力が剥離角度180度ピール、剥離速度300mm/分の条件下で、5〜30N/インチの範囲が好適である。接着力が5N/インチ未満では、例えば、FPCに貼り合せた電磁波シールド材が剥がれたり浮いたりする場合がある。
FPCに対する加熱加圧接着の条件は、特に限定されるものではないが、例えば温度を160℃、加圧力を2.54MPaとして30分間熱プレスすることが好ましい。
(剥離フィルム)
本発明に係わるFPC用電磁波シールド材10の導電性接着剤層5の上に、さらに剥離処理された剥離フィルム6を設ける場合、剥離フィルム6の基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。これらの基材フィルムに、アミノアルキッド樹脂やシリコーン樹脂等の剥離剤を塗布した後、加熱乾燥することにより、剥離処理が施される。本発明のFPC用電磁波シールド材10、11は、FPCに貼り合わされるので、この剥離剤には、シリコーン樹脂を使用しないことが望ましい。なぜならシリコーン樹脂を剥離剤として用いると、剥離フィルム6の表面に接触した導電性接着剤層5の表面に、シリコーン樹脂の一部が移行する。この導電性接着剤層5の表面に移行したシリコーン樹脂が導電性接着剤層5の接着力を弱めたり、FPC用電磁波シールド材のポリイミドフィルムの表面に、さらに移行する恐れがあるためである。本発明に使用される剥離フィルム6の厚みは、FPCに貼着して使用する際のFPC用電磁波シールド材11の全体の厚みからは除外されるので、特に限定されないが、通常12〜150μm程度である。
本発明のFPC用電磁波シールド材1、10、11は、繰り返しての屈曲動作を受けるFPCに貼り合せて使用することが可能な、屈曲特性に優れたFPC用電磁波シールド材として好適に用いることができる。また、本発明のFPC用電磁波シールド材は、電磁波遮蔽用の部材として携帯電話や電子機器に使用することができる。
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
厚みが12.5μmのポリイミドフィルムからなる基材2の片面に、光吸収材の黒色顔料としてカーボンブラックと、耐熱温度が260〜280℃のポリエステル系樹脂組成物とを混ぜた、接着剤層3を形成するための塗工液を用いて、乾燥後の厚みが0.5μmとなるように塗布して接着剤層3を形成した。その後、接着剤層3の上に、導電性フィラーとして、一次平均粒子径が約50nmの銀粒子を混ぜて調製した導電性ペーストを用いて、乾燥後の厚みが0.5μmとなるように塗布した後、温度240℃にて焼成して導電性ペースト層4を形成し、実施例1のFPC用電磁波シールド材を得た。得られた実施例1のFPC用電磁波シールド材について、乾燥した導電性ペースト層4の体積抵抗率を測定した値は、1.5×10−5Ω・cm以下であった。
(実施例2)
導電性ペースト層4の上に、長辺の長さが200nm〜3μmであり、厚みが40〜500nmの鱗片状の銀粒子を2重量%含有させた、ゴム変性エポキシ系接着剤からなる導電性接着剤層5の厚みが12μmになるように積層した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のFPC用電磁波シールド材を得た。
(実施例3)
基材2として厚みが7.5μmのポリイミドフィルムを用いた以外は、実施例2と同様にして、実施例3のFPC用電磁波シールド材を得た。
(比較例1)
基材2と導電性ペースト層4の間に接着剤層3を積層しなかった以外は、実施例3と同様にして、比較例1のFPC用電磁波シールド材を得た。
(比較例2)
導電性ペースト層4を積層する代わりに、膜厚が0.08μmの銀蒸着膜を設けた以外は、実施例2と同様にして、比較例2のFPC用電磁波シールド材を得た。
(比較例3)
導電性ペースト層4を設けずに、ポリイミドフィルムからなる基材2の上に直接、導電性接着剤層5を積層した以外は、実施例2と同様にして、比較例3のFPC用電磁波シールド材を得た。
(導電性ペースト層4の表面抵抗率の測定方法)
JIS−K−7194「導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法」の規定に従って、三菱化学(株)製の抵抗率計ロレスターGP T600型で、導電性ペースト層4の表面抵抗率を測定した。
(屈曲試験の測定方法)
導電性ペースト層4の抵抗値が測定できるようにテストパターンを設けたフレキシブルプリント基板にFPC用電磁波シールド材の導電性接着剤層5側を対向させて重ね、160℃、2.54MPaで30分間熱プレスした後12.7mm×160mmに裁断して試験片を得た。
IPC規格TM−650「TEST METHODS MANUAL」(JIS−C−6471の参考3「耐屈曲性」)に従って、裁断した試験片を用いてR=2mmの設定条件でIPC屈曲試験を行い、導電性ペースト層の抵抗値が、導電層の繰り返しての屈曲動作により初期時の抵抗値に比べて2倍に増加する時の、屈曲試験の回数を計測して屈曲性能を評価した。
屈曲試験結果の判定は、屈曲試験により、導電性ペースト層の抵抗値が、導電層の繰り返しての屈曲動作により初期時の抵抗値に比べて2倍に増加する時の、屈曲試験の回数が10万回を越える場合を、合格(○)とし、10万回以下の場合を、不合格(×)とした。
(接着力の測定方法)
接着剤層3による、基材2であるポリイミドフィルムと導電性ペースト層4との接着力の測定は、次の方法により行なった。
FPC用電磁波シールドフィルムの導電性ペースト層4の上に、導電性接着剤層5を積層し、該導電性接着剤層5の上に厚さ50μmのポリイミドフィルムを重ね、温度を160℃、加圧力を2.54MPaとして30分間熱プレスした後、15mm×150mmに裁断して試験片を作成した。JIS−C−6471「フレキシブルプリント配線板用銅張積層板試験方法」の8.1.1の方法Bに準じて、厚さ50μmのポリイミドフィルム側を補強板に固定し、基材2を引きはがして、接着剤層3の接着力を測定した。
(電磁波シールド性能の測定方法)
(社)KEC関西電子工業振興センター法(KEC法)におけるKEC法測定装置(製造者:(株)テクノサイエンスジャパン)にて400MHzでの電磁波シールド性能を測定した。
(試験結果)
実施例1〜3、比較例1〜3について、上記の試験方法にて、導電性ペースト層の表面抵抗率、電磁波シールド性能の測定、接着剤層の接着力の測定、及び屈曲試験を行い、得られた試験結果を表1に示した。
Figure 0005743500
表1に示した試験結果によると、基材2であるポリイミドフィルムの上に、接着剤層3、導電性ペースト層4、導電性接着剤層5、を順に積層して作製した実施例2の屈曲性能は、導電性ペースト層4を積層する代わりに、膜厚が0.08μmの銀蒸着膜を設けた以外は、実施例2と同様にして作製した比較例2の屈曲性能と比較して優れている。
このことから、屈曲試験における優れた屈曲性能を有したFPC用電磁波シールド材とするには、基材に金属蒸着膜を積層してFPC用電磁波シールド材を作製するのではなく、基材2の上に、接着剤層3を介して、導電性フィラーをバインダーとなる樹脂組成物に混ぜ込んだ導電性ペーストを使用した導電性ペースト層4を、積層してFPC用電磁波シールド材1を作製するのが好ましい。
また、表1の試験結果によると、接着剤層の上に金属蒸着層を積層した比較例2に比較して、接着剤層3の上に導電性フィラーをバインダーとなる樹脂組成物に混ぜ込み作製した導電性ペースト層4を積層した実施例2,3の方が、基材2であるポリイミドフィルムと導電性ペースト層4との接着力が大きい。
このことから、基材2であるポリイミドフィルムと導電性ペースト層4の間に、接着剤層3を設けることにより、基材2であるポリイミドフィルムと導電性ペースト層4との接着力を高めることができる。
誘電体からなる基材2が、可撓性を有する厚みが3〜15μmのポリイミドフィルムであり、前記基材2の片面に、接着剤層3、導電性ペースト層4、が順に積層されることにより、柔軟性に富み薄型であり、且つ、過酷な屈曲動作が繰返し行われても電磁波遮蔽性能の低下が生じない、屈曲特性に優れたFPC用電磁波シールド材1を作製することができる。
また、必要に応じて、導電性ペースト層4の上に、更に、導電性接着剤層5が積層され、その導電性接着剤層5の上に、剥離処理された剥離フィルム6が貼り合せてなるFPC用電磁波シールド材10とすることができる。
また、必要に応じて、導電性ペースト層4の上に、更に、導電性接着剤層5が積層されてなるFPC用電磁波シールド材11とすることができる。
本発明のFPC用電磁波シールド材は、携帯電話、ノート型パソコン、携帯端末、などの各種の電子機器に、電磁波遮蔽部材として使用することができる。
1、10、11…FPC用電磁波シールド材、2…基材、3…接着剤層、4…導電性ペースト層、5…導電性接着剤層、6…剥離フィルム。

Claims (9)

  1. 誘電体からなる基材が、可撓性を有する厚みが3〜15μmのポリイミドフィルムであり、前記基材の片面に、厚みが0.05〜1μmの接着剤層、厚みが0.1〜2μmの導電性ペースト層、が順に積層され加熱焼成されてなり、前記導電性ペースト層の上に、更に、導電性接着剤層が積層されてなり、前記導電性ペースト層が、導電性フィラーとバインダー樹脂組成物とを含む導電性ペーストを用いてなることを特徴とするFPC用電磁波シールド材。
  2. 前記接着剤層が、前記基材に対する導電性ペースト層の接着力として、(1)の測定方法にて測定した値が、6N/インチ以上であり、240〜260℃の耐熱性を有する接着性樹脂組成物からなることを特徴とする請求項1に記載のFPC用電磁波シールド材。
    (1)接着力の測定方法:FPC用電磁波シールドフィルムの導電性ペースト層の上に、導電性接着剤層を積層し、該導電性接着剤層の上に厚さ50μmのポリイミドフィルムを重ね、温度を160℃、加圧力を2.54MPaとして30分間熱プレスした後、15mm×150mmに裁断して試験片を作成し、JIS−C−6471の8.1.1の方法Bに準じて、厚さ50μmのポリイミドフィルム側を補強板に固定し、前記基材を引きはがして、接着力を測定する。
  3. 前記導電性ペースト層を構成する導電性ペーストが、導電性金属微粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーからなる導電性フィラー群の中から選択された1つ以上とバインダー樹脂組成物とを含有してなることを特徴とする請求項1または2に記載のFPC用電磁波シールド材。
  4. 前記導電性ペースト層を構成する導電性ペーストが、平均粒子径1〜100nmの銀ナノ粒子とバインダー樹脂組成物とを含有してなり、150〜250℃の温度範囲の焼成温度を有することを特徴とする請求項1または2に記載のFPC用電磁波シールド材。
  5. 前記導電性ペースト層を構成する導電性ペーストの乾燥後の体積抵抗率が、1.5×10−5Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材。
  6. 前記接着剤層が、さらに、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック、黒色酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガンからなる群より選択される1種以上の黒色顔料、または有色顔料の1種以上からなる光吸収材を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材。
  7. 前記導電性接着剤層上に、更に、剥離処理された剥離フィルムが貼り合せてなることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材。
  8. 請求項1からのいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材が、電磁波遮蔽用の部材として使用されてなる携帯電話。
  9. 請求項1からのいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材が、電磁波遮蔽用の部材として使用されてなる電子機器。
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