JP5940279B2 - Fpc用電磁波シールド材の製造方法 - Google Patents
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Description
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。
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が行われていた。
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/日の頻度で行われる。
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)。
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、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。
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、塗布された誘電体の薄膜樹脂フィルムを使用して、支持体フィルム及び剥離フィルムを除いた、FPC用電磁波シールド材の全体の厚みを、25μm以下と薄くすることを可能としている。
また、本発明では、基材であるポリイミドフィルムの薄膜樹脂フィルム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。
また、少なくとも誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材、薄膜の接着剤層、焼成前の導電性ペースト層、導電性接着剤層、が順に積層された積層体を、前記導電性接着剤層を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせて加熱・圧着すると同時に、前記導電性ペースト層を焼成することで、効率よくFPC用電磁波シールド材を製造することができる。
また、ポリイミドフィルムの薄膜樹脂フィルム(厚みが1〜9μm)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、支持体フィルム及び剥離フィルムを除いた、FPC用電磁波シールド材の全体厚みを、25μm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の効率的な製造方法を提供することができる。
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。
また、本発明のFPC用電磁波シールド材の製造方法は、支持体フィルム6の片面の上に、塗布された誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1、薄膜の接着剤層2、焼成前の導電性ペースト層3、導電性接着剤層4、が順に積層された積層体を、導電性接着剤層4を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせて加熱・圧着すると同時に、導電性ペースト層3を焼成する。
これにより、積層体の導電性接着剤層4を、FPC、または、剥離処理された剥離フィルム7に貼り合わせる前にされていた導電性ペースト層の低抵抗化を図る工程を省略してFPC用電磁波シールド材を効率よく製造することができる。
導電性接着剤層4を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルム7に貼り合わせる前の積層体においては、焼成前(未焼成)の導電性ペースト層3が積層されている。焼成前(未焼成)の導電性ペースト層3は、導電性接着剤層4を塗布する前に、十分に乾燥させることが好ましい。
積層体の導電性接着剤層4を、剥離処理された剥離フィルム7に貼り合わせる場合は、加熱・圧着後に、剥離フィルム7を剥離除去してFPCに貼り合わせることができる。
積層体の導電性接着剤層4をFPCに貼り合わせる場合は、剥離フィルム7は不要であり、電磁波シールド材とFPCとを加熱・圧着することにより、FPC用電磁波シールド材11を備えたFPCを得ることができる。
積層体に支持体フィルム6がある場合、FPCに貼着した後に支持体フィルム6を剥離除去することもでき、支持体フィルム6を剥離除去した後に(あるいは剥離除去しながら)、導電性接着剤層4を介してFPCに貼着することもできる。
本発明に係わるFPC用電磁波シールド材10、11の基材1となる、溶剤可溶性ポリイミドを用いて形成されたポリイミドフィルムの薄膜樹脂フィルムは、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。
ポリイミドとしては、ポリアミック酸を加熱することによる脱水縮合反応で生じる熱硬化型ポリイミドと、非脱水縮合型である溶剤に可溶な溶剤可溶性ポリイミドがある。
一般的な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ものである。しかし、このイミド化する工程における加熱処理の温度は、200℃〜300℃の温度範囲が好ましいとされ、この温度より加熱温度が低い場合は、イミド化が進まない可能性があるため好ましくなく、上記温度より加熱温度が高い場合は、化合物の熱分解が生じるおそれがあるため好ましくないとされる。
本発明では、強度上の補強材として用いる支持体フィルム6の片面の上に、薄いポリイミドフィルムを積層して形成した基材、あるいは、支持体フィルム6を用いないで薄いポリイミドフィルムのみからなる基材、のいずれも使用することができる。
使用するポリイミドフィルムの厚みが、約7μmよりも薄い場合には、強度上の補強材として用いる支持体フィルム6の片面の上に、薄いポリイミドフィルムを積層して形成するのが好ましい。
溶剤可溶性ポリイミドは、そのポリイミドのイミド化が完結していて、且つ溶剤に可溶であるため、溶剤に溶解させた塗布液を塗布した後、200℃未満の低温で溶剤を揮発させることにより、成膜することができる。このため、本発明のFPC用電磁波シールド材に使用される基材1は、支持体フィルム6の片面の上に、非脱水縮合型である溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を塗布した後、温度を200℃未満の加熱温度で乾燥させて、溶剤可溶性ポリイミドを用いて形成されたポリイミドフィルムの薄膜樹脂フィルムを形成することが好ましい。こうすることによって、汎用の耐熱性樹脂フィルムからなる支持体フィルム6の片面の上に、厚みが1〜9μmの極めて薄いポリイミドフィルムを積層することができる。支持体フィルム6をその長手方向に沿って搬送しながら、その上に基材1、接着剤層2、導電性ペースト層3等を連続的に形成することができるので、ロールtoロールでの生産も可能である。
本発明に使用する、非脱水縮合型である溶剤可溶性ポリイミドは、特には限定されないが、市販されている溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を使用することが可能である。市販の溶剤可溶性ポリイミドの塗布液としては、具体的には、ソルピー6,6−PI(ソルピー工業)、Q−IP−0895D(ピーアイ技研)、PIQ(日立化成工業)、SPI−200N(新日鉄化学)、リカコートSN−20、リカコートPN−20(新日本理化)などを挙げることができる。溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を、支持体フィルム6の上に塗布する方法は、特に制限されず、例えば、ダイコーター、ナイフコーター、リップコーター等のコーターにて塗布することが可能である。
また、使用するポリイミドフィルムの厚みが、約7μmよりも薄い場合には、ロールに巻取る時のテンション調整が難しいため、強度上の補強材として用いる支持体フィルム6の片面の上に、薄いポリイミドフィルムを積層して形成されているのが好ましい。
支持体フィルム6を用いないで、薄いポリイミドフィルムのみからなる基材を用いる場合の厚みは、約7〜9μmであることが好ましい。
本発明に使用する支持体フィルム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。
支持体フィルム6の基材が、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの、基材自体にある程度の剥離性を有している場合には、支持体フィルム6の上に、剥離処理を施さなくて、直接に、塗布された誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1を積層してもよいし、基材1をより剥離し易くするための剥離処理を、支持体フィルム6の表面に施してもよい。
また、上記の支持体フィルム6として用いる基材フィルムが、剥離性を有していない場合には、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、支持体フィルム6の表面に接触した基材1の表面に、シリコーン樹脂の一部が移行し、さらにFPC用電磁波シールド材11の内部を通じて基材1から導電性接着剤層4へと移行する恐れがある。この導電性接着剤層4の表面に移行したシリコーン樹脂が、導電性接着剤層4の接着力を弱めたりする恐れがあるためである。本発明に使用される支持体フィルム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10、11に用いられる接着剤層2は、基材1であるポリイミドフィルムの薄膜と導電性ペースト層3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2は、その上に積層される導電性ペースト層3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1となるポリイミドフィルムと導電性ペースト層3に対する接着力に優れている必要がある。
接着剤層2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2の接着性樹脂組成物として特に好ましいのは、エポキシ基を有するポリエステル系樹脂組成物を架橋させる接着性樹脂組成物や、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。このため、接着剤層2は、ポリイミドフィルムの薄膜からなる基材1よりも、硬い物性を有している。エポキシ基を有するポリエステル系樹脂組成物は、特に限定されるものではないが、例えば1分子に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(その未硬化樹脂)と、1分子に2個以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸との反応等により得ることができる。エポキシ基を有するポリエステル系樹脂組成物の架橋は、エポキシ基と反応するエポキシ樹脂用の架橋剤を用いることができる。
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2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2の厚みは、0.05〜1μm程度であることが好ましく、この程度の膜厚であれば、導電性ペースト層3との充分な密着力が得られる。接着剤層2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1と導電性ペースト層3との密着力が低下する恐れがある。また、接着剤層2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1や導電性ペースト層3に対する接着力の増加には効果がないから、接着剤層2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。
本発明に用いる導電性ペースト層3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やナノ粒子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。
導電性ペースト層3の焼成後の体積抵抗率は、1.5×10−5Ω・cm以下であることが望ましい。また、導電性ペースト層3の焼成後の表面抵抗率は、0.2Ω/□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10、11の導電性ペースト層3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1〜120nm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3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。
本発明において、導電性ペーストの加熱焼成を行う具体的な方法としては、少なくとも誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1、薄膜の接着剤層2、焼成前の導電性ペースト層3、導電性接着剤層4、が順に積層された積層体を、導電性接着剤層4を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルム7に貼り合わせて加熱・圧着すると同時に、導電性ペースト層3を焼成することにより行う。また、支持体フィルム6の片面の上に、塗布された誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1、薄膜の接着剤層2、焼成前の導電性ペースト層3、導電性接着剤層4、が順に積層された積層体を、導電性接着剤層4を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせて加熱・圧着すると同時に、導電性ペースト層3を焼成することにより行う。
上述したように、基材1となるポリイミドフィルム自体は、加熱温度200℃〜250℃での加熱処理に対する耐熱性を有しているが、支持体フィルム6は耐熱性に劣るため、支持体フィルム6を用いる場合は、焼成温度をより低温とすることが好ましい。
導電性ペーストの焼成温度を、好ましくは160℃以下に抑えることにより、支持体フィルム6の熱劣化による外観不良を抑制することができる。
導電性ペーストの加熱焼成において、上述のように比較的低温の加熱温度にする代わりに、導電性ペーストを焼成前の段階から例えば1〜10MPaの圧力で加圧し、加圧しながら焼成することにより、導電性フィラーの相互接触が密になり、十分な低抵抗化が可能になる。
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う。粘度調整は、有機溶剤の添加量(配合比)によって行うことができる。
導電性ペースト層3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3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3の焼成した後の厚みが2μmよりも厚いと、支持体フィルム6及び剥離フィルム7を除いた、FPC用電磁波シールド材11の全体の厚みを、25μm以下に抑えることが困難となる。
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3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4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、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。
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7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7の表面に接触した導電性接着剤層4の表面に、シリコーン樹脂の一部が移行し、さらにFPC用電磁波シールド材11の内部を通じて導電性接着剤層4から基材1へと移行する恐れがある。この導電性接着剤層4の表面に移行したシリコーン樹脂が導電性接着剤層4の接着力を弱めたり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7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。
(実施例1)
厚みが50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡株式会社製、品番:E5100)を、支持体フィルム6として用いた。その支持体フィルム6の片面の上に、溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を、乾燥後の厚みが4μmになるように流延塗布、乾燥させて、誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1を積層した。形成された基材1の上に、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2を形成するための塗工液を用いて、乾燥後の厚みが0.3μmとなるように塗布して接着剤層2を積層した。接着剤層2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0.3μmとなるように塗布した。焼成前の導電性ペースト層3の表面抵抗率を測定した値は、0.8Ω/□であった。焼成前の導電性ペースト層3の上に、エポキシ系熱硬化型の導電性接着剤を乾燥後の厚みが12〜18μmとなるように塗布して導電性接着剤層4を形成し、実施例1の電磁波シールド材を得た。該導電性接着剤層と、剥離処理されたポリイミドフィルム(東レ・デュポン製カプトン100H)を対向させて重ね、温度160℃×圧力4.5MPaで60分間程、加熱プレスすることにより焼成したところ、焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率は、0.12Ω/□であった。
加熱プレスを温度140℃×圧力4.5MPaで60分間とした以外は、実施例1と同様にして、実施例2の電磁波シールド材を得た。焼成前の導電性ペースト層3の表面抵抗率を測定した値は、0.8Ω/□であった。また、実施例2の電磁波シールド材において、焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率は、0.12Ω/□であった。
溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を、乾燥後の厚みが8μmになるように流延塗布、乾燥させて、誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1を積層した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の電磁波シールド材を得た。焼成前の導電性ペースト層3の表面抵抗率を測定した値は、0.8Ω/□であった。また、実施例3の電磁波シールド材において、焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率は、0.12Ω/□であった。
支持体フィルム6を用いず、基材1として厚みが10μmの熱硬化型ポリイミドからなるポリイミドフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例4の電磁波シールド材を得た。焼成前の導電性ペースト層3の表面抵抗率を測定した値は、0.8Ω/□であった。また、実施例4の電磁波シールド材において、焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率は、0.11Ω/□であった。
厚みが50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡株式会社製、品番:E5100)を、支持体フィルム6として用いた。その支持体フィルム6の片面の上に、溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を、乾燥後の厚みが4μmになるように流延塗布、乾燥させて、誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材1を積層した。形成された基材1の上に、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2を形成するための塗工液を用いて、乾燥後の厚みが0.3μmとなるように塗布して接着剤層2を積層した。接着剤層2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0.3μmとなるように塗布した。焼成前の導電性ペースト層3の表面抵抗率を測定した値は、0.8Ω/□であった。さらに、導電性ペースト層3を、温度240℃にて7分間程焼成した後、焼成後の導電性ペースト層3の上に、エポキシ系熱硬化型の導電性接着剤を乾燥後の厚みが12〜18μmとなるように塗布して導電性接着剤層4を形成し、比較例1の電磁波シールド材を得た。焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率は、0.13Ω/□であった。また、該導電性接着剤層4と、剥離処理したポリイミドフィルム(東レ・デュポン製カプトン100H)を対向させて重ね、温度160℃×圧力4.5MPaで60分間程、加熱プレスすることにより焼成したところ、焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率は、加熱プレス前後で変わらず0.13Ω/□であった。
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3の表面抵抗率を測定した。
焼成後の導電性ペースト層3が、導電性接着剤層4で被覆されている場合、三菱化学(株)製の抵抗率計ロレスターGP T600型では測定できないため、渦電流式抵抗測定器((株)ナプソン製EC−80P)を使用して表面抵抗率を測定した。
導電性ペースト層3の上に、エポキシ系熱硬化性接着剤(スリーボンド製、品番:33A−798)を用いて、乾燥後の厚みが12μmになるように調整して塗布したものを、テストパターンが設けられ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4側を対向させて重ね、160℃、2.54MPaで30分間熱プレスした後、幅12.7mm×長さ160mmの寸法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=1.5mm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30万回を越える場合を、合格(○)とし、30万回以下の場合を、不合格(×)とした。
屈曲試験に用いるサンプル(幅17mm×長さ160mm)を用いて、(株)東洋精機製作所製のループスティフネステスタにサンプルをセットして測定を開始し、サンプルをループ状に曲げ、そのループの直径方向を押しつぶしたときのロードによって、コシの強弱を評価する。具体的には、屈曲試験に用いるサンプルをループ状に曲げた外側が、電磁波シールド材となるように外周80mmの輪を作り、輪の上側から3.3mm/secのスピードでサンプル部分の短軸の距離が1.5mmとなるまで力を加えて、その状態で5秒間保持した際のサンプルの応力を測定する。
焼成後の電磁波シールド材の外観は、目視で変形や縮れ等の異常がないかを観察し、異常がなく良好な場合を、合格(○)とし、異常が見られた場合を、不合格(×)とした。
実施例1〜4、及び比較例1について、上記の試験方法にて、焼成前後の導電性ペースト層の表面抵抗率、屈曲試験、および柔軟性試験を行い、得られた試験結果を表1に示した。
比較例1では、従来と同様の工程で行うものであり、導電性接着剤層4の塗布前に、導電性ペースト層3の焼成を行っているが、支持体フィルム6の耐熱性が不足しているため、良好な外観が得られない。しかしながら、同構成の実施例1、2ではこれまで必要としていた焼成工程を省略し、より低温で加熱・圧着する熱プレス工程で焼成しているため、外観上の問題は生じず、且つ、焼成後の導電性ペースト層3の表面抵抗率も比較例1と変わらない。
本発明によれば、少なくとも誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材、薄膜の接着剤層、焼成前の導電性ペースト層、導電性接着剤層、が順に積層された積層体を、導電性接着剤層を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせて、これまで必要としていた焼成温度よりも低温で加熱・圧着すると同時に、前記導電性ペースト層を焼成することで、外観不良のないFPC用電磁波シールド材を、効率よく製造することができる。
また、本発明によれば、支持体フィルムの片面の上に、塗布された誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材、薄膜の接着剤層、焼成前の導電性ペースト層、導電性接着剤層、が順に積層された積層体を、導電性接着剤層を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせて、これまで必要としていた焼成温度よりも低温で加熱・圧着すると同時に、前記導電性ペースト層を焼成することで、外観不良のないFPC用電磁波シールド材を、効率よく製造することができる。
これらの試験結果から、優れた屈曲性能を有したFPC用電磁波シールド材は、ポリイミドフィルムからなる基材の厚みを1〜9μmの薄膜にすることが必要である。しかし、現在、日本国内において市販されている熱硬化型ポリイミドからなるポリイミドフィルムの厚みとしては、7.5μmが最も薄い規格製品の厚みであるが、本発明のFPC用電磁波シールド材では、その厚みよりも薄くしたポリイミドフィルムを基材に用いることが必要である。そのため、溶剤可溶性ポリイミドの塗布液を薄く流延塗布することによって得られる厚みが1〜9μmのポリイミドフィルムを、基材に使用することによってのみ、優れた屈曲性能に有するFPC用電磁波シールド材を得ることができる。
Claims (6)
- 少なくとも誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材、薄膜の接着剤層、焼成された導電性ペースト層、導電性接着剤層、が順に積層された積層体からなるFPC用電磁波シールド材の製造方法であって、次の工程(1)、(2)、
(1)前記基材、前記接着剤層、焼成前の導電性ペースト層、前記導電性接着剤層、が順に積層された積層体を、前記導電性接着剤層を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせる工程と、
(2)次に、加熱・圧着すると同時に、前記導電性ペースト層を焼成する工程と、
を順に経ることを特徴とするFPC用電磁波シールド材の製造方法。 - 支持体フィルムの片面の上に、塗布された誘電体の薄膜樹脂フィルムからなる基材、薄膜の接着剤層、焼成された導電性ペースト層、導電性接着剤層、が順に積層された積層体からなるFPC用電磁波シールド材の製造方法であって、次の工程(1)、(2)、
(1)前記支持体フィルム、前記基材、前記接着剤層、焼成前の導電性ペースト層、前記導電性接着剤層、が順に積層された積層体を、前記導電性接着剤層を介して、FPC、または、剥離処理された剥離フィルムに貼り合わせる工程と、
(2)次に、加熱・圧着すると同時に、前記導電性ペースト層を焼成する工程と、
を順に経ることを特徴とするFPC用電磁波シールド材の製造方法。 - 前記基材が、ポリイミドフィルムからなり、厚みが1〜9μmであ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の製造方法。
- 前記薄膜の接着剤層が、エポキシ基を有するポリエステル系樹脂組成物を架橋させてなり、厚みが0.05〜1μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材の製造方法。
- 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4のいずれかに記載のFPC用電磁波シールド材の製造方法。
- 前記導電性ペースト層が、平均粒子径1〜120nmの銀ナノ粒子とバインダー樹脂組成物とを含有してなる導電性ペーストが塗布された後、被着体に加熱・圧着された後の最終的な厚みが0.1〜2μmである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の製造方法。
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