KR101242919B1 - 커버레이 필름, 그 제조 방법 및 플렉서블 프린트 배선판 - Google Patents

커버레이 필름, 그 제조 방법 및 플렉서블 프린트 배선판 Download PDF

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Abstract

전자파 차폐 기능을 가지고, 굴곡성이 뛰어나고, 플렉서블 프린트 배선판의 박화가 가능하고, 한편 전자파 잡음을 차폐하는 층을 플렉서블 프린트 배선판의 그라운드 회로에 접속시킬 필요가 없는 커버레이 필름, 그 제조 방법 및 플렉서블 프린트 배선판을 제공한다. 적어도 일방의 표면의 일부에 형성된 조면화면(21)(요철면) 및 조면화면(21)을 제외하는 비조면화면(22)(비요철면)을 가지는 기재 필름(20)과, 조면화면(21)이 형성된 측의 기재 필름(20)의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막(27)을 가지는 커버레이 필름(11)을 이용한다.

Description

커버레이 필름, 그 제조 방법 및 플렉서블 프린트 배선판{COVERLAY FILM, METHOD FOR MANUFACTURING COVERLAY FILM, AND FLEXIBLE PRINTED WIRING BOARD}
본 발명은 전자파 차폐(shield) 기능부 커버레이(coverlay) 필름, 그 제조 방법 및 이것을 구비한 플렉서블 프린트 배선판에 관한 것이다.
본원은 2009년 3월 6일에 일본에 출원된 특허출원 2009-054041호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
플렉서블 프린트 배선판, 전자 부품 등으로부터 발생하는 전자파 잡음은 다른 전기 회로나 전자 부품에 영향을 주어 오동작 등의 원인으로 되는 일이 있기 때문에 전자파 잡음을 차폐할 필요가 있다. 그 때문에 전자파 차폐 기능을 플렉서블 프린트 배선판에 부여하는 것이 행해지고 있다.
또, 플렉서블 프린트 배선판을 구비한 전자기기의 소형화, 다기능화에 수반하여 플렉서블 프린트 배선판에 허용되는 공간은 좁아지고 있다. 그 때문에, 플렉서블 프린트 배선판에는 박화(薄化) 및 절곡 반경의 저감이 요구되고 있고, 엄격해지는 굴곡 조건에 있어서도, 배선 도체가 단선되는 일 없이 기능하는 것이 요구되고 있다.
전자파 차폐 기능부 플렉서블 프린트 배선판으로서는, 예를 들면, 아래와 같은 것이 제안되어 있다.
(1) 내열 플라스틱 필름 표면의 동박(銅箔) 배선 회로 상에 언더코트층(undercoat layer), 금속가루를 포함하는 도전 페이스트를 도포한 차폐층, 오버코트층(overcoat layer)을 순차 설치하고, 동박 배선 회로의 그라운드 패턴(ground pattern)과 차폐층(shield layer)이 적당한 간격으로 언더코트층을 관통하여 전기적으로 접속되어 있는 플렉서블 프린트 배선판(특허 문헌 1).
(2) 커버레이 필름의 한 면에 금속 박막층과 금속 필러(filler)를 포함하는 도전성 접착제층을 순차 설치한 전자파 차폐 필름을, 프린트 회로 중 그라운드 회로의 일부를 제외하고 절연하는 절연층이 설치된 기체 필름 상에, 도전성 접착제층이 절연층 및 그라운드 회로의 일부와 접착되도록 재치한 플렉서블 프린트 배선판(특허 문헌 2).
그러나, (1)의 플렉서블 프린트 배선판은 아래와 같은 문제점을 가진다.
(i) 금속가루를 포함하는 차폐층은 많은 이종 재료계면을 가지고 있기 때문에 무르고, 플렉서블 배선판의 굴곡 반복에 대해 충분한 강도를 가지고 있지 않다.
(ii) 그라운드 패턴의 일부를 제외한 동박 배선 회로와 차폐층과의 절연을 유지하기 위해서 언더코트층이 필요하고, 플렉서블 프린트 배선판이 두꺼워진다.
(iii) 그라운드 패턴의 일부와 차폐층을 전기적으로 접속하기 위해서 언더코트층의 일부에 투공을 형성할 필요가 있어 투공의 가공에 품이 든다.
또, (2)의 플렉서블 프린트 배선판은 아래와 같은 문제점을 가진다.
(i) 금속 필러를 포함하는 도전성 접착제층은 많은 이종 재료계면을 가지고 있기 때문에 무르고, 플렉서블 배선판의 굴곡 반복에 대해 충분한 강도를 가지고 있지 않다.
(ii) 그라운드 회로의 일부를 제외한 프린트 회로와 도전성 접착제층과의 절연을 유지하기 위해서 절연층이 필요하고, 플렉서블 프린트 배선판이 두꺼워진다.
(iii) 그라운드 회로의 일부와 도전성 접착제층을 전기적으로 접속하기 위해서 절연층의 일부에 관통공을 형성할 필요가 있어 관통공의 가공에 품이 든다.
일본국 특허공개 1990-33999호 공보 일본국 특허공개 2000-269632호 공보
본 발명은 전자파 차폐 기능을 가지고, 굴곡성이 뛰어나고, 플렉서블 프린트 배선판의 박화가 가능하고, 한편 전자파 잡음을 차폐하는 층을 플렉서블 프린트 배선판의 그라운드 회로에 접속시킬 필요가 없는 커버레이 필름, 그 제조 방법 및 플렉서블 프린트 배선판을 제공한다.
본 발명의 커버레이 필름은 적어도 일방의 표면의 일부에 형성된 요철면 및 상기 요철면을 제외한 비요철면을 가지는 기재 필름과, 상기 요철면이 형성된 측의 상기 기재 필름의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 비요철면에 형성된 증착막의 표면 저항 R1은 0.01~5Ω이고, 상기 요철면에 형성된 증착막의 표면 저항 R2는 상기 표면 저항 R1의 2~100배인 것이 바람직하다.
상기 요철면은 간격을 두고 반복 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 커버레이 필름은 상기 증착막의 표면에 설치된 보호층을 더 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 커버레이 필름은 최표층에 설치된 절연성 접착제층을 더 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 커버레이 필름의 제조 방법은 아래와 같은 공정(I) 및 공정(II)을 가지는 것을 특징으로 한다.
(I) 기재 필름의 적어도 일방의 표면의 일부에 요철면을 형성하는 공정.
(II) 상기 요철면이 형성된 측의 상기 기재 필름의 표면에 금속을 물리적으로 증착시켜 도전성 재료로 이루어지는 증착막을 형성하는 공정.
본 발명의 플렉서블 프린트 배선판은 절연성 필름 상에 배선 도체가 형성된 플렉서블 프린트 배선판 본체와, 상기 플렉서블 프린트 배선판 본체에 접착된 본 발명의 커버레이 필름을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 커버레이 필름은 전자파 차폐 기능을 가지고, 굴곡성이 뛰어나고, 플렉서블 프린트 배선판의 박화가 가능하고, 한편 전자파 잡음을 차폐하는 층을 플렉서블 프린트 배선판의 그라운드 회로에 접속시킬 필요가 없다.
본 발명의 커버레이 필름의 제조 방법에 의하면, 전자파 차폐 기능을 가지고, 굴곡성이 뛰어나고, 플렉서블 프린트 배선판의 박화가 가능하고, 한편 전자파 잡음을 차폐하는 층을 플렉서블 프린트 배선판의 그라운드 회로에 접속시킬 필요가 없는 커버레이 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 플렉서블 프린트 배선판은 전자파 차폐 기능을 가지고, 굴곡성이 뛰어나고, 박화가 가능하고, 한편 전자파 잡음을 차폐하는 층을 그라운드 회로에 접속시킬 필요가 없다. 또, 배선 도체 상을 절연층(전자파 차폐 기능이 없는 통상의 커버레이 필름 등)으로 절연 격리할 필요가 없기 때문에, 부재를 저감할 수 있고, 또 공정을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 커버레이 필름의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 커버레이 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 커버레이 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 커버레이 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 플렉서블 프린트 배선판의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 플렉서블 프린트 배선판의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 플렉서블 프린트 배선판의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 플렉서블 프린트 배선판의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 전자파 차폐 기능의 평가에 이용한 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 10은 굴곡성의 평가 방법을 설명하는 도이다.
도 11은 실시예 1에 있어서 전자파 차폐 기능의 평가를 실시했을 때에 측정된 수신 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 종래의 플렉서블 프린트 배선판의 일례를 나타내는 단면도이다.
<커버레이 필름>
도 1은 본 발명의 커버레이 필름의 일례를 나타내는 단면도이다. 커버레이 필름(11)은 한 면의 일부를 조면(粗面)화하여 형성된 조면화면(21)(요철면) 및 상기 조면화면(21)을 제외한 비조면화면(22)(비요철면)을 가지는 기재 필름(20)과, 조면화면(21)이 형성된 측의 기재 필름(20)의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막(27)과, 증착막(27)의 표면에 설치된 보호층(28)과 조면화면(21)이 형성된 측과는 반대측의 기재 필름(20)의 표면에 설치된 절연성 접착제층(30)을 가진다.
도 2는 본 발명의 커버레이 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 커버레이 필름(12)은 한 면의 일부에 인쇄를 실시하여 형성된 인쇄면(23)(요철면) 및 상기 인쇄면(23)을 제외한 비인쇄면(24)(비요철면)을 가지는 기재 필름(20)과, 인쇄면(23)이 형성된 측의 기재 필름(20)의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막(27)과, 증착막(27)의 표면에 설치된 보호층(28)과, 인쇄면(23)이 형성된 측과는 반대측의 기재 필름(20)의 표면에 설치된 절연성 접착제층(30)을 가진다.
도 3은 본 발명의 커버레이 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 커버레이 필름(13)은 한 면의 일부를 에칭하여 형성된 에칭면(25)(요철면) 및 상기 에칭면(25)을 제외한 비에칭면(26)(비요철면)을 가지는 기재 필름(20)과, 에칭면(25)이 형성된 측의 기재 필름(20)의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막(27)과, 증착막(27)의 표면에 설치된 보호층(28)과, 에칭면(25)이 형성된 측과는 반대측의 기재 필름(20)의 표면에 설치된 절연성 접착제층(30)을 가진다.
도 4는 본 발명의 커버레이 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 커버레이 필름(14)은 한 면의 일부에 인쇄를 실시하여 형성된 인쇄면(23)(요철면) 및 상기 인쇄면(23)을 제외한 비인쇄면(24)(비요철면)을 가지는 기재 필름(20)과, 인쇄면(23)이 형성된 측의 기재 필름(20)의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막(27)과, 증착막(27)의 표면에 설치된 절연성 스페이서(spacer) 입자(32)를 포함하는 절연성 접착제층(30)을 가진다.
(기재 필름)
기재 필름(20)은 증착막(27)을 형성할 때의 토대로 되는 필름이다.
기재 필름(20)의 재료로서는 수지 또는 고무 탄성체를 들 수 있다.
수지로서는 폴리이미드, 액정 폴리머, 폴리아라미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다.
기재 필름(20)의 표면 저항은 1×106Ω 이상이 바람직하다.
기재 필름(20)의 두께는 가요성(flexibility)의 점에서 3~25㎛가 바람직하다.
(요철면)
요철면은 기재 필름(20)의 표면을 조면화하여 형성된 조면화면(21), 기재 필름(20)의 표면에 인쇄를 실시하여 형성된 인쇄면(23), 기재 필름(20)의 표면을 에칭하여 형성된 에칭면(25) 등이다.
조면화 처리로서는 블래스트(blast) 처리 등을 들 수 있다. 기재 필름(20)의 재료가 폴리이미드인 경우는 알칼리 처리에 의해도 조면화할 수 있다.
인쇄로서는 그라비아 인쇄(gravure printing), 플렉소그래피 인쇄(flexography printing) 등을 들 수 있다. 인쇄에 이용하는 인쇄 잉크로서는, 인쇄면(23)에 요철을 형성하기 쉬운 점에서 안티블로킹제(anti-blocking agent)(폴리머 입자 등)를 포함하는 것이 바람직하다.
에칭 처리로서는 웨트 에칭(wet etching), 드라이 에칭(dry etching)(레이저 에칭 등) 등을 들 수 있다.
요철면의 산술 평균 거칠기(roughness) Ra는 0.3~3㎛가 바람직하다. 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.3㎛ 이상이면, 요철면에 형성되는 증착막(27b)이 충분히 얇아지고, 상기 증착막(27b)의 표면 저항 R2가 충분히 높아진다. 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra가 3㎛ 이하이면, 기재 필름(20)의 강도 저하가 억제된다.
산술 평균 거칠기 Ra는 JIS B0651:1996의 규정에 의한 것이다.
요철면이 형성된 영역의 형상으로서는 막대 모양, 원형 모양, 갈고리 모양, 소용돌이 모양 등을 들 수 있다.
요철면의 하나당의 최대 길이는 증착막(27)이 차폐하는 전자파 잡음의 파장 λ의 1/4 이하가 바람직하다.
요철면의 하나당의 면적은 증착막(27)에 의한 전자파 차폐 기능의 점에서 0.1~40㎜2가 바람직하고, 0.25~20㎜2가 보다 바람직하다.
요철면은, 증착막(27)이 전자파 잡음을 얼룩짐이 없이 차폐할 수 있도록, 기재 필름(20)의 전면에 걸쳐서 소정의 피치(pitch)로 반복하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
요철면의 합계 면적은 증착막(27)의 면적(100%) 중 10~50%가 바람직하다. 요철면의 합계 면적이 10% 이상이면, 후술하는 증착막(27b)에 의한 증착막(27a)을 흐르는 고주파 전류의 충분한 손실을 도모할 수 있다. 요철면의 합계 면적이 50% 이하이면, 전자파 차폐 기능의 유지를 위해서 증착막(27a)을 두껍게 할 필요가 없다.
(비요철면)
비요철면(비조면화면(22), 비인쇄면(24), 비에칭면(26))은 적극적으로 조면화 처리, 인쇄, 에칭 처리 등을 실시하지 않은 면이다. 산술 평균 거칠기 Ra가 요철면보다 충분히 작으면, 다소의 요철을 가지고 있어도 좋다.
비요철면의 산술 평균 거칠기 Ra는 0.1㎛ 이하가 바람직하다. 비요철면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.1㎛ 이하이면, 비요철면에 형성되는 증착막(27a)이 두꺼워지고, 상기 증착막(27a)의 표면 저항 R1이 충분히 낮아진다.
(증착막)
증착막(27)은 기재 필름(20)의 표면에 금속을 물리적으로 증착시켜 형성되는 도전성 재료로 이루어지는 막이다.
도전성 재료로서는 금속 또는 도전성 세라믹스를 들 수 있다.
금속으로서는 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 등을 들 수 있다.
도전성 재료로서는 내환경 특성을 향상시키는 점에서 도전성 세라믹스가 바람직하다. 도전성 세라믹스로서는 금속과 붕소, 탄소, 질소, 규소, 인 및 유황으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소로 이루어지는 합금, 금속간 화합물, 고용체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 질화 니켈, 질화 티타늄, 질화 탄탈룸, 질화 크롬, 탄화 타타늄, 탄화 규소, 탄화 크롬, 탄화 바나듐, 탄화 지르코늄, 탄화 몰리브덴, 탄화 텅스텐, 붕화 크롬, 붕화 몰리브덴, 규화 크롬, 규화 지르코늄 등을 들 수 있다.
물리적 증착법으로서는 EB 증착법, 이온빔(ion beam) 증착법, 스퍼터법(sputter method) 등을 들 수 있고, 세라믹화를 위해서 가스 유통 하에서 물리적 증착을 행해도 좋다.
증착막(27)의 표면 저항은 기재 필름(20)의 비요철면에 형성되는 증착막(27a)과, 기재 필름(20)의 요철면에 형성되는 증착막(27b)에서 다르다. 즉, 기재 필름(20)의 요철면은 기재 필름(20)의 표면에 직교하는 방향의 표면으로부터 보았을 때의 투영 면적에 비해 실제의 요철을 가미한 면적의 쪽이 넓기 때문에, 동일한 증착량으로 금속을 물리적으로 증착시켰을 경우, 기재 필름(20)의 요철면에 형성되는 증착막(27b)이 비요철면에 형성되는 증착막(27a)보다 얇아진다. 그 결과, 증착막(27b)의 표면 저항 R2가 증착막(27a)의 표면 저항 R1보다 커진다.
증착막(27a)의 표면 저항 R1은 전자파를 반사시키는 전자파 차폐 기능의 점에서 0.01~5Ω가 바람직하고, 0.01~1Ω이 보다 바람직하다. 표면 저항 R1이 0.01Ω 이상이면 투과 감쇠량이 매우 크고, 5Ω 이하이면 투과 감쇠량은 3dB로 충분히 크다.
증착막(27a)의 두께는 표면 저항값, 내굴곡 특성의 점에서 50~200㎚가 바람직하고, 50~100㎚가 보다 바람직하다.
증착막(27b)의 표면 저항 R2는 증착막(27a)을 흐르는 고주파 전류를 충분히 손실시키는 점에서 증착막(27a)의 표면 저항 R1의 2~100배가 바람직하고, 5~100배가 보다 바람직하고, 10~100배가 더욱 바람직하다.
증착막(27b)의 두께는 표면 저항값의 점에서 5~100㎚가 바람직하고, 5~50㎚가 보다 바람직하다.
증착막(27)의 투과 감쇠 특성은 -10dB 이하가 바람직하고, -20dB 이하가 보다 바람직하다. 투과 감쇠 특성은, 예를 들면, ASTM D4935에 준거한, 차폐 효과를 평면파로 측정하는 동축관 형태 차폐 효과 측정 시스템(키컴사제)을 이용하여 측정할 수가 있다.
(보호층)
보호층(28)은 외부의 접촉으로부터 증착막(27)을 보호하는 층이다.
보호층(28)은 수지 또는 고무 탄성체로 이루어지는 층이다. 보호층(28)의 표면 저항은 1×106Ω 이상이 바람직하다.
보호층(28)으로서는 필름으로 이루어지는 층, 도료를 도포하여 형성된 도막 등을 들 수 있다.
필름의 재료로서는 기재 필름(20)의 재료와 마찬가지의 것을 들 수 있다.
보호층(28)의 두께는, 가요성의 점에서 3~25㎛가 바람직하다.
(커버레이 필름 본체)
커버레이 필름 본체의 두께(커버레이 필름(11~14)으로부터 절연성 접착제층(30)을 제외한 두께)는 굴곡성의 점에서 3~50㎛가 바람직하다. 커버레이 필름 본체의 두께가 3㎛ 이상이면, 커버레이 필름(11~14)이 충분한 강도를 가지고, 절연 신뢰성이 높아진다. 커버레이 필름 본체의 두께가 50㎛ 이하이면, 플렉서블 프린트 배선판의 굴곡성이 양호하게 되고, 반복의 절곡에 의해서도 배선 도체에 크랙(crack)이 생기기 어렵고 단선되기 어렵다.
(절연성 접착제층)
절연성 접착제층(30)은 커버레이 필름 본체를 플렉서블 프린트 배선판에 접착시키는 것이다.
절연성 접착제로서는 에폭시 수지에 가요성 부여를 위한 고무 성분(카르복실 변성 니트릴(nitrile) 고무 등)을 함유시킨 반경화 상태의 것, 열가소성 폴리이미드 등이 바람직하다. 상기 절연성 접착제는, 열압착 등의 가열에 의해 유동 상태로 되고, 재활성화함으로써 접착성을 발현한다.
절연성 접착제 중에는, 절연성 접착제가 유동하여 증착막(27)과 플렉서블 프린트 배선판의 배선 도체가 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 입경이 1~10㎛ 정도의 스페이서 입자(32)(산화 규소, 산화 티타늄, 수산화 마그네슘 등)를 포함하는 것도 가능하고, 상기 입자가 유동성 조정 혹은 난연성(難燃性) 등의 다른 기능을 가지고 있어도 상관없다.
절연성 접착제층(30)의 두께는 절연성 접착제가 유동 상태로 되고, 플렉서블 프린트 배선판의 배선 도체 사이를 충분히 매우기 위해서 5~40㎛가 바람직하고, 10~20㎛가 보다 바람직하다.
이상 설명한 커버레이 필름(11~14)에 있어서는 후술하는 이유로부터 증착막(27)을 플렉서블 프린트 배선판의 그라운드 회로에 접속시키지 않아도 전자파 차폐 기능을 가진다. 그 때문에, 증착막(27)을 그라운드 회로에 접속시키기 위해서 접착제층에 도전성을 부여할 필요가 없어져 굴곡성이 향상된다. 또, 접착제층이 도전성을 갖지 않기 때문에 접착제층과 플렉서블 프린트 배선판의 배선 도체의 사이를 절연하기 위한 절연층이 불필요하게 되어 플렉서블 프린트 배선판의 박화가 가능하게 된다.
<< 이유 >>
증착막(27)을 플렉서블 프린트 배선판의 그라운드 회로에 접속시키지 않아도 좋은 이유로서는 하기의 것이 생각된다.
비요철면에 형성된 비교적 표면 저항이 낮은 증착막(27a)은 그라운드 회로에 접속하고 있지 않기 때문에 안테나로서 기능하고, 전자파 잡음은 증착막(27a) 내를 고주파 전류로 되어 흘러 그 가장자리 단부로부터 재차 방출된다. 재방출시에는 증착막(27a)의 가장자리 단부에 전자계의 변동이 일어나고, 그 중 자계 변동에 수반하는 와전류가 요철면에 형성된 비교적 표면 저항이 높은 증착막(27b)으로 흘러 열손실되기 때문에 전자파 잡음의 에너지가 감쇠되는 것이라고 생각된다.
<커버레이 필름의 제조 방법>
본 발명의 커버레이 필름의 제조 방법은 아래와 같은 공정(I)~공정(IV)을 가지는 방법이다.
(I) 기재 필름의 적어도 일방의 표면의 일부에 요철면을 형성하는 공정.
(II) 상기 요철면이 형성된 측의 상기 기재 필름의 표면에 금속을 물리적으로 증착시켜 도전성 재료로 이루어지는 증착막을 형성하는 공정.
(III) 필요에 따라 증착막의 표면에 보호층을 설치하는 공정.
(IV) 최표층에 절연성 접착제층을 설치하는 공정.
요철면을 형성하는 방법으로서는, 상술의 조면화 처리, 인쇄, 에칭 처리 등을 들 수 있다.
증착막을 형성하는 방법으로서는, 상술의 물리적 증착법을 들 수 있다.
보호층을 설치하는 방법으로서는, 필름을 접착하는 방법, 도료를 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
절연성 접착제층을 설치하는 방법으로서는, 시트(sheet) 모양의 절연성 접착제를 접착하는 방법, 액상의 절연성 접착제를 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
<플렉서블 프린트 배선판>
도 5~8은 본 발명의 플렉서블 프린트 배선판의 각 예를 나타내는 단면도이다. 플렉서블 프린트 배선판(41~44)은 절연성 필름(51)의 일방의 표면에 고속 신호 선로(52)(배선 도체) 및 다른 선로(53)(배선 도체)가 형성되고, 타방의 표면에 그라운드층(ground layer)(54)이 형성된 플렉서블 프린트 배선판 본체(50)와, 플렉서블 프린트 배선판 본체(50)의 배선 도체측의 표면에 절연성 접착제층(30)에 의해 접착된 커버레이 필름(11~14)을 가진다.
플렉서블 프린트 배선판(41~44)의 단부는 땜납 접속, 커넥터 접속, 부품 탑재 등을 위해 커버레이 필름(11~14)에 덮여 있지 않다. 상기 단부 이외는 절곡되는 부위로서 통상 절곡 외경 1~3㎜로 180도 정도 절곡된다.
(플렉서블 프린트 배선판 본체)
플렉서블 프린트 배선판 본체(50)는 절연성 필름(51)의 일방의 표면에 고속 신호 선로(52)를 가지고, 타방의 표면에 그라운드층(54)을 가지는 마이크로스트립(microstrip) 구조 등으로 되어 있다.
플렉서블 프린트 배선판 본체(50)는 동피복 적층판의 동박을 기존의 에칭 수법에 의해 소망의 형상의 패턴으로 형성한 것이다.
동피복 적층판으로서는 절연성 필름의 적어도 한 면 측에 동박을 접착제로 붙인 2~3층 구조의 한 면 또는 양면 기판; 동박 상에 필름을 형성하는 수지 용액 등을 캐스트(cast) 한 2층 구조의 한 면 기판 등을 들 수 있다.
동박으로서는 압연 동박, 전해 동박 등을 들 수 있고, 굴곡성의 점에서 압연 동박이 바람직하다. 동박의 두께는 3~18㎛가 바람직하다.
(절연성 필름)
절연성 필름(51)의 표면 저항은, 1×106Ω 이상이 바람직하다.
절연성 필름(51)은 내열성을 가지는 필름이 바람직하고, 폴리이미드 필름, 액정 폴리머 필름 등이 보다 바람직하다.
절연성 필름(51)의 두께는 5~50㎛가 바람직하고, 굴곡성의 점에서 6~25㎛가 보다 바람직하고, 10~25㎛가 특히 바람직하다.
(고속 신호 선로)
고속 신호 선로(52)는 1㎓ 이상의 고주파 신호를 전송하는 선로이다. 고주파 신호의 주파수는 3㎓ 이상이 바람직하고, 10㎓ 이상이 보다 바람직하고, 40㎓ 이상이 특히 바람직하다.
고속 신호 선로(52)는 이간하여 대향 배치된 그라운드층(54) 및/또는 그라운드 선로에 의해 전송 특성이 좋은 마이크로스트립 구조 또는 코플레이너(coplanar) 구조로 된다.
(다른 선로)
다른 선로(53)는 고속 신호 선로(52) 이외의 선로이다. 다른 선로(53)로서는 전원 선로, 선로 형상의 그라운드 선로, 고속 신호 선로(52)보다 낮은 주파수의 신호를 전송하는 저속 신호 선로(바이어스 전압 제어용 선로, 광 파워(power) 모니터용 제어용 선로 등) 등을 들 수 있다.
이상 설명한 플렉서블 프린트 배선판(41~44)에 있어서는, 상술한 이유로부터, 증착막(27)을 배선 도체의 그라운드 회로에 접속시키지 않아도 전자파 차폐 기능을 가진다. 그 때문에, 증착막(27)을 그라운드 회로에 접속시키기 위해서 접착제층에 도전성을 부여할 필요가 없어지고, 굴곡성이 향상된다. 또, 접착제층이 도전성을 갖지 않기 때문에, 접착제층과 배선 도체의 사이를 절연하기 위한 절연층이 불필요하게 되고, 플렉서블 프린트 배선판(41~44)의 박화가 가능하게 된다. 또, 종래는 필요하였던 그라운드 회로와 도전성 접착제층을 전기적으로 접속하기 위해서 절연층에 관통공을 형성하는 수고도 불필요하다.
<실시예 >
이하, 실시예를 나타낸다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(각층의 두께)
투과형 전자현미경(히타치제작소사제, H9000NAR)을 이용하여 커버레이 필름의 단면을 관찰하고, 각층의 5곳의 두께를 측정하여 평균하였다.
(표면 저항)
석영 유리 상에 금을 증착하여 형성한 2개의 박막 금속 전극(길이 10㎜, 폭 5㎜, 전극간 거리 10㎜)을 이용하여 상기 전극 상에 피측정물을 두고, 피측정물 상으로부터, 피측정물의 10㎜×20㎜의 영역을 50g의 하중으로 꽉 누르고, 1㎃ 이하의 측정 전류로 전극간의 저항을 측정하고, 이 값을 가지고 표면 저항으로 하였다.
(전자파 차폐 기능의 평가)
커버레이 필름의 전자파 차폐 기능을 평가하였다. 도 9에 나타내는 시스템을 이용하여 스펙트럼 분석기(72)를 내장한 트랙킹 제너레이터(tracking generator)에 동축 케이블로 접속한 차폐 루프(loop) 안테나(74)(루프 직경 : 8㎜, 루프 중심으로부터 마이크로스트립 라인(microstrip line)(76)까지의 거리 : 10㎜)로부터 발신한 전자파 잡음(1㎒로부터 2㎓)을 라인 길이 55㎜의 마이크로스트립 라인(76)(Z : 50Ω, 기판 크기 : 50㎜×80㎜, 배면 : 전면 그라운드)으로 받고, 커버레이 필름으로 마이크로스트립 라인(76)을 덮든지 덮지 않든지의 상태로 수신 특성을 스펙트럼 분석기(72)로 측정하였다.
(굴곡성의 평가)
도 10에 나타내듯이, 슬라이드(slide)하는 2매의 기판(82) 및 기판(84)에 플렉서블 프린트 배선판(40)을 고정하고, 단부 전극간의 저항값을 모니터링 하였다. 기판(82)과 기판(84)의 간격 D가 절곡 외경(=절곡(折曲) 반경×2)으로 된다. 슬라이드 조건은, 스트로크(stroke) 40㎜로, 왕복 횟수는 60회/분으로 행하고, 초기 저항값이 2배로 된 횟수를 파단 횟수로 하였다.
〔실시예 1〕
도 1에 나타내는 구조를 가지는 커버레이 필름(11)을 이하와 같이 제작하였다.
80㎜×80㎜×두께 12.5㎛의 폴리이미드 필름(기재 필름(20), 산술 평균 거칠기 Ra : 0.08㎛)의 한 면에, 1㎜×3㎜의 구멍이 5㎜의 피치로 형성된 마스크를 씌워 블래스트(blast) 처리를 행하고, 구멍에 대응한 위치에 조면화면(21)(요철면, 산술 평균 거칠기 Ra : 1.6㎛)을 형성하였다.
조면화면(21)이 형성된 측의 폴리이미드 필름의 표면에 마그네트론 스퍼터법으로 알루미늄을 물리적으로 증착시키고 알루미늄 증착막(증착막(27))을 형성하였다. 비요철면에 형성된 증착막(27a)의 표면 저항 R1은 0.5Ω이고, 요철면에 형성된 증착막(27b)의 표면 저항 R2는 1.8Ω이었다.
알루미늄 증착막의 표면에 아크릴 우레탄 도료를 도포하고, 건조시켜서 80㎜×80㎜×두께 3㎛의 보호층(28)을 형성하였다.
조면화면(21)이 형성된 측과는 반대측의 폴리이미드 필름의 표면에 니트릴 고무 변성 에폭시 수지로 이루어지는 절연성 접착제를 건조막 두께가 20㎛가 되도록 도포하여 도 1에 나타내는 커버레이 필름(11)을 얻었다.
커버레이 필름(11)으로부터 전자파 차폐 기능 평가용의 마이크로스트립 기판과 같은 크기(50㎜×80㎜)의 표본을 잘라내었다.
도 9에 나타내는 마이크로스트립 기판에 상기 표본의 절연성 접착제층(30)측을 꽉 눌러 마이크로스트립 라인(76)을 커버레이 필름(11)으로 덮었다. 차폐 루프 안테나(74)에서 1㎒로부터 2㎓의 소인(掃引)된 고주파 신호를 출력하고 수신 특성을 측정하였다. 수신 특성을 도 11에 나타낸다. 또, 마이크로스트립 라인(76)이 커버레이 필름(11)으로 덮여 있지 않은 상태에서의 수신 특성도 도 11에 나타낸다. 마이크로스트립 라인(76)이 커버레이 필름(11)으로 덮여 있지 않은 상태에 비해 마이크로스트립 라인(76)이 커버레이 필름(11)으로 덮인 상태에서는 수신 특성은 수 dB로부터 최대 20dB 정도 감쇠하였다.
그 다음에, 도 5에 나타내듯이, 플렉서블 프린트 배선판 본체(50)에 커버레이 필름(11)을 접착해 플렉서블 프린트 배선판(41)을 얻었다.
플렉서블 프린트 배선판(41)을 도 10에 나타내는 기판(82) 및 기판(84)에 땜납 접속하고, 간격 D를 1㎜(절곡 반경은 0.5㎜)로 하고, 스트로크(stroke) : 40㎜로 기판을 슬라이드(slide)시키고, 왕복 횟수 : 60회/분으로 파단 횟수를 측정하였다. 파단 횟수는 62만회였다.
〔비교예 1〕
도 12에 나타내는 구조를 가지는 플렉서블 프린트 배선판(150)을 제작하였다.
우선, 두께 12.5㎛의 폴리이미드 필름(120)의 표면에 니트릴 고무 변성 에폭시 수지로 이루어지는 절연성 접착제를 건조막 두께가 20㎛가 되도록 도포하여 절연성 접착제층(130)을 형성하고, 커버레이 필름(110)을 얻었다. 커버레이 필름(110)에는 접지를 위한 투공(112)을 형성하였다.
그 다음에, 두께 12㎛의 폴리이미드 필름(162)의 표면에 그라운드 선로(164), 전원 선로(166) 및 고속 신호 선로(168)가 형성되고, 이면에 그라운드층(169)이 설치된 플렉서블 프린트 배선판 본체(160)를 준비하였다.
플렉서블 프린트 배선판 본체(160)에 단부 전극을 제외하고 커버레이 필름(110)을 열압착에 의해 접착하였다.
두께 3㎛의 폴리페닐렌설파이드 필름(172)의 표면에 이온 빔 증착법으로 알루미늄을 물리적으로 증착시키고, 두께 100㎚의 알루미늄 증착막(174)을 형성하였다.
니트릴 고무 변성 에폭시 수지로 이루어지는 절연성 접착제에 평균 입경이 10㎛인 니켈 입자를 5체적% 분산시킨 도전성 접착제를 준비하였다.
알루미늄 증착막(174)의 표면에 도전성 접착제를 건조막 두께가 12㎛가 되도록 도포하여 도전성 접착제층(176)을 형성하고, 전자파 차폐 필름(170)을 얻었다.
전자파 차폐 필름(170)의 알루미늄 증착막(174)에 접지되어 있는 프로브를 접촉시켜 접지한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자파 차폐 기능의 평가를 실시하였다. 전자파 차폐 효과는 실시예 1과 동등하였다.
그 다음에, 커버레이 필름(110)측에 전자파 차폐 필름(170)을 열압착에 의해 접착하고, 도 12에 나타내는 플렉서블 프린트 배선판(150)을 얻었다. 커버레이 필름(110)측의 전자파 차폐 필름(170)의 알루미늄 증착막(174)은 투공(112)를 통해 도전성 접착제층(176)에 의해 배선 도체(164)의 그라운드 회로에 접지하였다.
상기 플렉서블 프린트 배선판의 굴곡성을 실시예 1과 마찬가지로 평가하였다. 파단 횟수는 30만회이고, 실시예 1에 비해 뒤떨어져 있었다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명의 커버레이 필름을 구비한 플렉서블 프린트 배선판은 광 트랜시버, 휴대전화, 디지털 카메라, 게임기, 노트북 PC 등의 소형 전자기기용의 플렉서블 프린트 배선판으로서 유용하다.
11 커버레이 필름 12 커버레이 필름
13 커버레이 필름 14 커버레이 필름
20 기재 필름
21 조면화면(요철면) 22 비조면화면(비요철면)
23 인쇄면(요철면) 24 비인쇄면(비요철면)
25 에칭면(요철면) 26 비에칭면(비요철면)
27 증착막
27a 증착막 27b 증착막
28 보호층 30 절연성 접착제층
40 플렉서블 프린트 배선판 41 플렉서블 프린트 배선판
42 플렉서블 프린트 배선판 43 플렉서블 프린트 배선판
44 플렉서블 프린트 배선판
50 플렉서블 프린트 배선판 본체
51 절연성 필름
52 고속 신호 선로(배선 도체) 53 다른 선로(배선 도체)

Claims (13)

  1. 적어도 일방의 표면의 일부에 형성된 요철면 및 상기 요철면을 제외한 비요철면을 가지는 기재 필름과,
    상기 요철면이 형성된 측의 상기 기재 필름의 표면에 형성된 도전성 재료로 이루어지는 증착막을 가지는 커버레이 필름으로서,
    상기 요철면에 형성된 상기 증착막의 표면 저항이, 상기 비요철면에 형성된 증착막의 표면 저항보다도 큰 커버레이 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비요철면에 형성된 증착막의 표면 저항 R1이 0.01~5Ω이고,
    상기 요철면에 형성된 증착막의 표면 저항 R2가 상기 표면 저항 R1의 2~100배인 커버레이 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 요철면이 간격을 두고 반복 형성되어 있는 커버레이 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 증착막의 표면에 설치된 보호층을 더 가지는 커버레이 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    최표층에 설치된 절연성 접착제층을 더 가지는 커버레이 필름.
  6. 아래와 같은 공정(I) 및 공정(II)을 가지는 커버레이 필름의 제조 방법으로서,
    기재 필름의 요철면에 형성된 증착막의 표면 저항이, 기재 필름의 비요철면에 형성된 증착막의 표면 저항보다도 큰 커버레이 필름의 제조 방법.
    (I) 기재 필름의 적어도 일방의 표면의 일부에 요철면을 형성하는 공정.
    (II) 상기 요철면이 형성된 측의 상기 기재 필름의 표면에 금속을 물리적으로 증착시켜 도전성 재료로 이루어지는 증착막을 형성하는 공정.
  7. 절연성 필름 상에 배선 도체가 형성된 플렉서블 프린트 배선판 본체와,
    상기 플렉서블 프린트 배선판 본체에 접착된 제1항 또는 제2항에 기재된 커버레이 필름을 가지는 플렉서블 프린트 배선판.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 증착막의 표면에 설치된 보호층을 더 가지는 커버레이 필름.
  9. 제3항에 있어서,
    최표층에 설치된 절연성 접착제층을 더 가지는 커버레이 필름.
  10. 제4항에 있어서,
    최표층에 설치된 절연성 접착제층을 더 가지는 커버레이 필름.
  11. 절연성 필름 상에 배선 도체가 형성된 플렉서블 프린트 배선판 본체와,
    상기 플렉서블 프린트 배선판 본체에 접착된 제3항에 기재된 커버레이 필름을 가지는 플렉서블 프린트 배선판.
  12. 절연성 필름 상에 배선 도체가 형성된 플렉서블 프린트 배선판 본체와,
    상기 플렉서블 프린트 배선판 본체에 접착된 제4항에 기재된 커버레이 필름을 가지는 플렉서블 프린트 배선판.
  13. 절연성 필름 상에 배선 도체가 형성된 플렉서블 프린트 배선판 본체와,
    상기 플렉서블 프린트 배선판 본체에 접착된 제5항에 기재된 커버레이 필름을 가지는 플렉서블 프린트 배선판.
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