KR102238608B1

KR102238608B1 - 전자파 차폐 시트 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판

Info

Publication number: KR102238608B1
Application number: KR1020200147292A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 키시; 쇼타 모리
Original assignee: 토요잉크Sc홀딩스주식회사; 토요켐주식회사
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-04-09
Also published as: CN112384053B; CN112384053A; TW202126159A; JP6690773B1; TWI777330B; JP2021097200A; JP2021097149A

Abstract

높은 세정 내성과 우수한 고주파 차폐성, 및 양호한 절연성을 갖는 전자파 차폐 시트 및 그 전자파 차폐 시트를 이용한 배선 회로 기판을 제공한다.
접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지며, 상기 접착제층과 접하는 상기 금속층의 계면은, 식(1)에 의해 산출된 Flop Index(FI)가 50이하이고, 또 식(2)에 의해 나타내지는 X가 1.0미만인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트에 의해 해결된다.

Description

전자파 차폐 시트 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판 {ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING SHEET AND ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING WIRING CIRCUIT BOARD}

본 발명은, 전자파 차폐 시트, 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판에 관한 것으로, 예를 들면 전자파를 방출하는 부품의 일부에 접합해서 이용하는 데 적합한 전자파 차폐 시트, 그리고 전자파 차폐 시트를 이용한 전자파 차폐성 배선 회로 기판에 관한 것이다.

휴대폰, PC, 서버 등을 비롯한 각종 전자 기기에는, 프린트 배선판 등의 배선 회로 기판(「배선판」이라고도 함)이 내장되어 있다. 이러한 배선 회로 기판에는, 외부에서의 자기장이나 전파에 의한 오동작을 방지하기 위해, 또 전기 신호로부터의 불필요한 복사를 줄이기 위해서, 전자파 차폐 구조가 설치되어 있다.

전송 신호의 고속 전송화에 수반하여, 전자파 차폐 시트도 고주파 노이즈에 대응하는 전자파 차폐성(이하, 고주파 차폐성), 및 고주파 영역에서의 전송 손실(이하, 전송 특성이라고 할 수 있다)의 저감이 요구되고 있다. 특허문헌 1(국제공개공보 제2013/077108호)에 있어서는, 두께가 0.5~12μm의 금속층과, 이방(異方) 도전성 접착제층을 적층 상태로 갖춘 구성이 개시되어 있다. 그리고, 당해 구성에 의해 전자파 차폐 시트의 한쪽면 측에서 다른쪽 면측으로 진행하는 전계파, 자계파, 및 전자파를 양호하게 차폐하면서 동시에 전송 손실을 저감하는 것이 기재되어 있다.

국제 공개공보 제2013/077108호 일본 특허공개공보 제2019-121731호

최근, 휴대 전화로 대표되는 전자 기기에 있어서는, 전송 신호의 고속 전송 화에 수반하여, 그것들에 내장되는 배선 회로 기판 상의 전자파 차폐 시트도 고주파 차폐성이 요구되고 있다. 이 때문에 전자파 차폐 시트의 도전층에는, 특허문헌1에서 기재되는 바와 같이 두께가 0.5~12μm의 금속층을 이용하는 것이 적합한 것으로 되어 왔다.

그러나, 단순히 두께가 0.5~12μm의 금속층을 이용하는 것만으로는, 고주파 대역에 있어서 전자파 차폐 시트는 충분한 고주파 차폐을 발현할 수 없으며, 보다 우수한 고주파 차폐성을 전자파 차폐 시트에 갖게 하기 위해서는 금속층에 대해서 한층 더한 연구를 할 것이 요구되어 왔다.

특허문헌 2(일본 특허공개공보 제2019-121731호)에서는, 전자파 차폐 필름(전자파 차폐 시트와 동등)의 차폐층에서의 접착제층 측의 표면을, JIS B 0601:2013에 따른 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 Rsm를 일정한 범위로 조정함으로써, 배선 회로 기판 상에 형성된 그라운드 배선과 차폐층의 접지를 양호하게 하여 고주파 차폐성을 실현하고 있다.

전자 기기의 실장 공정에 있어서는, 먼지, 이물질 등의 제거를 주된 목적으로 전자파 차폐성 배선 회로 기판은 세정 공정에 노출될 수 있다. 전자파 차폐성 배선 회로 기판에 부착된 모든 먼지, 이물질 등을 제거하기 위해서, 세정 공정에는 수성이나 유성, 산성이나 알칼리성을 갖는 복수의 약제가 사용된다. 그 때에, 전자파 차폐층의 세정용 약품에 대한 분해·용해 내성이 충분하지 않고, 전자파 차폐 층의 손상을 일으키는 문제가 있었다.

또한, 전자파 차폐 시트는, 차폐층-그라운드 배선간 이외에서의 전기적 접속을 방지하기 위해, 통상, 차폐층의 한쪽면에 절연성의 보호층이 구비된다. 보호층의 절연성이 충분히 높지 않은 경우나, 열 프레스에 의해 차폐층의 가파른 요철이 보호층을 관통한 경우에는, 전자파 차폐층의 보호층이 그라운드 배선 이외의 부재와 접촉했을 때에, 차폐층-그라운드 배선간 이외에서의 전기적 접속이 생기는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 높은 세정 내성, 우수한 고주파 차폐성, 및 양호한 절연성을 갖는 전자파 차폐 시트, 및 그 전자파 차폐 시트를 이용한 배선 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명자가 예의 검토를 행한 결과, 다음의 양태에 있어서, 본 발명의 과제를 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 관련한 전자파 차폐 시트는 접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 구비한 적층체를 가지며, 상기 접착제층과 접하는 상기 금속층의 계면(界面)은, 식(1)에 의해 산출된 Flop Index(FI)가 50이하이며, 또 식(2)에 의해 나타내지는 X가 1.0 미만인 것을 특징으로 한다.

[수학 식 1]

식(1)

(L^* _15°, L^* _45°, L^* _110°는, 각각 접착제층과 접하는 금속층의 계면의 수선 방향에 대해서 45°의 각도로 입사한 빛의 정반사광에서의 오프셋각 15°, 45°, 110°의 JIS Z8729에서 규정되는 L^*a^*b^* 표색계의 L^*이다.)

[수학 식 2]

식(2)

(Sz는, ISO 25178에 준거해서 구한 금속층의 최대 높이이며, T는 보호층의 두께이다.)

본 발명에 따르면, 높은 세정 내성, 우수한 고주파 차폐성, 및 양호한 절연성을 나타내는 전자파 차폐 시트, 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 제공할 수 있는 우수한 효과를 발휘한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관련한 전자파 차폐 시트를 예시한 단면도이고,
도 2에 있어서, (a)는 FI 측정계의 설명도이고, (b), (c)는 요철의 험준함과 질서성이 다른 2표면의 FI 거동(擧動)을 나타낸 도면이고,
도 3은, 비도전 입자의 압입 효과의 설명에 관련한 전자파 차폐성 배선 회로 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 부분 확대한 모식적인 절단부 단면도이고,
도 4는, 본 실시 형태에 관련한 전자파 차폐성 배선 회로 기판의 일례를 나타내는 모식적인 절단부 단면도이고,
도 5에 있어서, (a), (b)는 보호층의 두께 T와 금속층의 최대 높이 Rz의 관계가 다른 2종류의 단면도이다.

이하, 본 발명을 적용한 실시 형태의 일례에 관해서 설명한다. 또한, 다음의 도면에서의 각 부재의 크기나 비율은, 설명의 편의상의 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 「임의의 수 A~임의의 수 B」의 기재는, 해당 범위에 수 A가 하한 값으로서, 수 B가 상한 값으로서 포함된다. 또한, 본 명세서에서의 「시트」란, JIS에서 정의된 「시트」뿐만 아니라, 「필름」도 포함하는 것으로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특정하는 수치는, 실시 형태 또는 실시 예에 개시한 방법에 의해 구해지는 값이다.

<전자파 차폐 시트>

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 적어도 접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가진다. 도 1은, 본 실시 형태에 관련한 전자파 차폐 시트(10)를 예시한 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자파 차폐 시트(10)는, 접착제층(1), 금속층(2) 및 보호층(3)을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지며, 금속층(2)은, 접착제층(1) 및 보호층(3) 사이에 배치되어 있다.

즉, 본 실시 형태에 관련한 전자파 차폐 시트는, 접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지며, 접착제층과 접하는 상기 금속층의 계면은 식(1)에 의해 산출된 Flop Index(FI)가 50이하이며, 상기 접착제층과 접하는 상기 금속층의 계면에서의 ISO 25178-2:2012에 준거해서 구한 최대 높이 Sz와, 상기 보호층의 두께 T를 이용해서, 식(2)에 의해 나타내어지는 X가 1.0미만이므로, 특히 고주파(예를 들면, 100MHz에서 50GHz)의 신호를 전송하는 배선 회로 기판(「배선판」이라고도 함)에서, 높은 세정 내성과 우수한 고주파 차폐성 등을 발현할 수 있다.

전자파 차폐 시트(10)는, 예를 들면, 피착체인 배선 회로 기판과, 접착제층 (1) 측의 면을 맞춰 붙여서 전자파 차폐층을 형성하여, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 제작한다. 즉, 금속층(2)의 표면 중, 배선 회로 기판 중의 신호 배선이나 그라운드 배선과 대향하는 것은, 접착제층(1)과 밀착하는 표면이다.

<<금속층>>

본 발명의 금속층은, 전자파 차폐 시트에 고주파 차폐성을 부여하는 기능을 갖는다. 접착제층과 접하는 측의 금속층의 계면은, 식(1)에 의해 산출된 Flop Index(FI)가 50이하이고, 또 식(2)에 의해 나타내어지는 X가 1.0미만인 것을 특징으로 한다.

[수학 식 3]

식(1)

[수학 식 4]

식(2)

FI, Sz의 상세, 및 이들 제어에 의해 얻어지는 효과에 대한 자세한 내용에 관해서는 후술한다.

[Flop Index (FI)]

Flop Index(FI)는 식(1)에 의해 산출되는 파라미터이다.

[수학 식 5]

식(1)

FI 측정계를 도 2(a)에 나타낸다. FI은, 측정 대상 표면의 수직 방향에 대해서 45°의 입사각으로 광(입사광)을 조사하여 일정한 각도로 반사된 광(정반사광)을 검출기에 의해 검출하여, 수치화한 명도 L^*를 이용하여 산출된다. L^*는 JIS Z8729에서 규정되는 L^*a^*b^* 표색계에서의 명도 L^*이며, L^* _15°, L^* _45°, L^* _110°는 각각 측정 대상 표면의 수선 방향으로 대해서 45°의 각도로 입사한 빛의 정반사광에서의 오프셋각 15°, 45°, 110°로 관측되는 L^*이다.

FI은 측정 대상 표면의 요철 험함과 표면 요철의 질서성을 평가하는 지표가된다. 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 측정 대상 표면의 요철이 험하고 무질서한 경우에는, 입사광은 모든 각도에서 반사(산란)되기 때문에, 검지되는 광량의 각도 의존성은 작아진다. 그 결과, 식(1)에 의해 산출되는 FI의 값은 작은 값이 된다. 한편, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 측정 대상 표면의 요철이 완만하며 질서성이 높은 경우는 입사광은 일정한 각도로 강하게 반사되기 때문에 검지되는 광량의 각도 의존성은 커진다. 특히, 전술한 오프셋각 15°, 45°, 110°에서 관측되는 빛 중, 15°의 광량이 커지므로 FI은 큰 값이 된다.

본 발명자는 예의 검토의 결과, 금속층의 FI를 50이하로 함으로써 전자파 차폐 시트의 세정 내성을 향상시키는 결과를 발견했다. 금속층의 FI이 50이하인 것은, 금속층 표면에는 충분한 험함과 무질서성을 가진 요철이 형성되어 있는 것을 나타낸다. 전술한 상태를 갖는 금속층 표면 상에 구비되는 접착제층은, 험난하고 무질서성이 높은 금속층 표면의 요철로 들어가서 금속층과 접착제층의 밀착은 강고해진다. 따라서, 전자파 차폐 시트 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 세정 약품에 노출시켰을 때도 금속층과 접착제층의 계면으로의 약품 유입이 발생하지 않고, 층간 박리와 같은 불량 발생을 억제할 수 있다. 또한, 금속층-접착제층간으로의 약품 유입이 없어서, 특히 세정 약품이 산성 혹은 알칼리성을 가지고 있는 경우에는, 금속층의 변색, 부식을 억제할 수 있기 때문에, 특히 본 발명은 우수한 세정 내성을 나타낸다. 금속층의 FI은, 30이하인 것이 보다 바람직하고, 10이하인 것이 한층 더 바람직하다. 또한, 0이상이 바람직하다.

또한, 발명의 효과를 가져오는 메카니즘에 대해, 전술한 메카니즘은 추정을 수반하며, 효과를 발현하는 메카니즘에 대해서는 아무런 제한을 받는 것은 아니다.

[금속층의 Sz]

최대 높이 Sz는, ISO25178에서 규정되는 파라미터이며, 측정 표면의 가장 높은 점에서 가장 낮은 점까지의 거리를 나타낸다. 최대 높이 Sz는, 2차원의 거칠기 파라미터인 최대 높이 Rz를 삼차원으로 확장한 파라미터이다. 어떤 표면에 대해서, 그 단면(斷面)을 뽑아 내서, 거칠기를 논의할 때에는, Sz와 Rz는 동의(同義)로 간주할 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 금속층의 접착제층과 접하는 표면의 최대 높이 Sz(μm)와 보호층의 두께 T(μm)에 의해 만들어지는 식(2)으로 나타내지는 값 X가, 1.0미만이며, 0.97미만인 것이 보다 바람직하다.

X가 1.0미만이어서 전자파 차폐층의 최표층의 절연성이 향상된다. 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, X가 1.0이상인 경우에는 보호층의 두께 T가 금속층의 최대 높이 Rz(Sz와 동의)보다도 작아지기 때문에 금속층의 요철은 보호층을 관통하고, 금속층이 그라운드 배선 이외의 개소와 도통해버린다. 한편, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, X가 1.0미만인 경우에는, 보호층의 두께 T가 금속층의 최대 높이 Rz(Sz와 동의)보다도 커져서 금속층의 요철은 보호층을 관통하지 않고 전자파 차폐층의 최표면은 절연성이 향상된다.

[수학 식 6]

식(2)

X가 1.0이상이 되는 요인은, 예를 들면 금속층의 보호층과 접하는 표면의 요철 높이가 보호층 두께보다 큰 경우나 보호층을 도공 등에 의해 제막했을 때에 도공 결함이 발생하여 당해 보호층으로 도금 등에 의해 금속층을 형성하고, 결함의 형상을 따라서 금속층이 형성된 경우, 등이 상정된다. 전술한 도공 결함은, 예를 들면, 보호층의 두께보다도 큰 평균 입자 지름을 갖는 입자를 첨가한 수지 조성물을 도공했을 때에 발생할 수가 있다. X가 1.0이상이 되는 요인은 상기 언급한 것은 일 예이다.

[FI와 Sz의 제어 방법]

금속층 표면의 FI, 및 Sz를 제어하는 방법은, 예를 들면 입자를 포함한 수지 조성물로 요철을 갖는 보호층을 형성한 후에 보호층 상에 도금이나 스퍼터 등에 의해 금속층을 형성하는 방법, 수지 조성물로 형성한 보호층 상에 입자를 살포한 후에 도금이나 스퍼터 등에 의해 금속층을 형성하는 방법, 보호층의 표면을 블라스트 가공이나 플라즈마 조사, 전자선 처리, 약액 처리, 혹은 엠보싱 가공을 해서 요철을 형성한 후에 보호층 상에 도금이나 스퍼터 등에 의해 금속층을 형성하는 방법, 금속박 표면 상에 조화(粗化) 입자를 부착시켜 조화 처리면을 형성하는 방법, 일본 특허공개공보 제2017-13473호에 기재되어 있는 버프를 이용하여 금속 표면을 연마하는 방법, 연마포지를 이용하여 금속 표면을 연마하는 방법, 소망의 요철을 갖는 캐리어재 상에 도금 등의 방법으로 금속층을 형성하여 캐리어재의 요철을 전사시키는 방법, 압축 공기에 의해 연마재를 금속 표면에 내뿜는 쇼트 블라스트법, 소망의 요철을 갖는 형틀을 금속박에 눌러서 요철 형상을 전사하는 방법을 들 수 있다. 금속층 표면의 FI 및 Sz의 제어 방법으로서는, 예시한 방법에 한정되는 것이 아니라, 종래 공지의 방법을 적용할 수 있다.

[금속층의 두께]

금속층의 두께는, 0.3~10μm인 것이 바람직하다. 금속층의 두께가 0.3~10μm이어서, 고주파 차폐성과 전자파 차폐 시트의 얇기를 양립할 수 있다. 금속층의 두께는 0.5~5μm인 것이 더 바람직하다.

[금속층의 성분]

금속층은, 예를 들면 금속박, 금속 증착막, 금속 도금막 등을 사용할 수 있다.

금속박에 사용하는 금속은, 예를 들면 알루미늄, 구리, 은, 금 등의 도전성 금속이 바람직하며, 한 종류의 금속, 혹은 복수 금속의 합금 모두 사용할 수 있다. 고주파 차폐성 및 비용의 면에서 구리, 은, 알루미늄이 더 바람직하고, 구리가 더욱 바람직하다. 구리는, 예를 들면, 압연 동박 또는 전해 동박을 사용하는 것이 바람직하다.

금속 증착막 및 금속 도금막에 사용하는 금속은, 예를 들면 알루미늄, 구리,은, 금 등의 도전성 금속의 한 종류, 혹은 여러 금속의 합금을 사용하는 것이 바람직하고, 구리, 은이 더 바람직하다. 금속박, 금속 증착막, 금속 도금막은 한쪽 표면, 혹은 양 표면을 금속, 혹은 방청제 등의 유기물로 피복해도 좋다.

[개구부]

금속층은, 복수의 개구부를 가지고 있어도 좋다. 개구부를 갖는 것으로 납땜 리플로우 내성이 향상된다. 개구부를 갖는 것으로, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 납땜 리플로우 처리했을 때에, 배선 회로 기판의 폴리이미드 필름이나 커버레이 접착제에 포함되는 휘발 성분을 외부로 놓아주어 커버레이 접착제 및 전자파 차폐 시트의 계면 박리에 의한 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.

금속층 표면에서 본 개구부의 형상은, 예를 들면 원형(眞圓), 타원, 사각형, 다각형, 별 모양, 사다리꼴, 나뭇가지 모양 등 필요에 따라서 각 형상을 형성할 수 있다. 제조 비용 및 금속층의 강인성 확보의 관점에서 개구부의 형상은 원형 및 타원형으로 하는 것이 바람직하다.

[금속층의 개구율]

금속층의 개구율은, 0.10~20%의 범위인 것이 바람직하고, 하기 식(3)으로 구할 수 있다.

식(3)

(개구율[%]) = (단위 면적당 개구부의 면적)/(단위 면적당 개구부의 면적 + 단위 면적당 비개구부의 면적) × 100

개구율이 0.10%이상인 것으로, 납땜 리플로우 처리시의 휘발 성분을 충분히 제거할 수 있어, 커버 레이 접착제 및 전자파 차폐 시트의 계면 박리에 의한 외관 불량의 발생, 및 접속 신뢰성의 저하를 억제할 수 있어서 바람직하다.

한편, 개구율이 20%이하인 것으로, 개구부분을 통과하는 전자파 노이즈의 양을 감소시켜 차폐성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 납땜 리플로우 내성과 고주파 차폐성을 높은 수준에서 양립하는 개구율의 범위는, 0.30~15%가 더 바람직하고, 0.50~6.5%가 한층 더 바람직하다.

개구율의 측정은, 예를 들면, 금속층의 면 방향에서 수직으로 레이저 현미경 및 주사형 전자 현미경(SEM)으로 500~2000배로 확대한 화상을 사용해서, 개구부와 비개구부를 이진화하고, 단위 면적당 이진화한 색의 픽셀 수를 각각의 면적으로 함으로써 구할 수 있다.

[개구부를 갖는 금속층의 제조 방법]

개구부를 갖는 금속층의 제조 방법은, 종래 공지의 방법을 적용할 수 있고, 금속박 상에 패턴 레지스트층을 형성하여 금속박을 에칭해서 개구부를 형성하는 방법(i), 소정의 패턴으로 앵커제를 스크린 인쇄하여 앵커제 인쇄면에만 금속 도금하는 방법(ii), 및 일본 특허공개공보 제2015-63730호에 기재되어 있는 제조 방법 (iii) 등이 적용될 수 있다.

구체적으로는, 지지체에 수용성 또는 용제 가용성 잉크를 패턴 인쇄하여 그 표면에 금속 증착막을 형성하여 패턴을 제거한다. 그 표면에 이형층을 형성하여 전해 도금함으로써 캐리어가 구비된 개구부를 갖는 금속층을 얻을 수 있다. 이 중에서도 상기(i)의 방법이, 개구부의 형상을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 바람직하다. 다만, 그 밖의 방법으로도 개구부의 형상을 제어하면 좋고, 상기 (i)~(iii)의 방법에 제한되는 것은 아니다.

<<접착제층>>

접착제층은, 전자파 차폐 시트를 배선 회로 기판에 적층하고, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 제조할 때에, 전자파 차폐 시트와 배선 회로 기판을 접착하는 기능을 갖는다.

접착제층은 수지 조성물을 사용해서 형성할 수 있다. 수지 조성물은, 바인더 수지를 포함한다. 바인더 수지는, 열가소성 수지 혹은 열경화성 수지 및 경화제, 중 어느 것을 사용할 수 있다. 접착제층은, 비도전성 접착제층, 도전성 접착제층 중 어느 것을 사용할 수 있으며, 도전성 접착제층은 도전 필러를 함유시키는 등 해서 도전성을 발현한다.

또한, 도전성 접착제층은 등방(等方) 도전성 접착제층 또는 이방(異方) 도전성 접착제층 중 어느 것을 사용할 수 있다. 등방 도전성 접착제층은, 전자파 차폐 시트를 수평으로 놓은 상태에서 상하방향 및 수평방향으로 도전성을 갖는다. 또한, 이방 도전성 접착제층은 전자파 차폐 시트를 수평으로 놓은 상태에서 상하 방향으로만 도전성을 가진다.

도전성 접착제층은, 등방 도전성 혹은 이방 도전성 중 어느 것이라도 좋고, 이방 도전성의 경우, 비용 절감이 가능해지기 때문에 바람직하다.

[열가소성 수지]

열가소성 수지로서는, 폴리올레핀계 수지, 비닐계 수지, 스티렌·아크릴계 수지, 디엔계 수지, 테르펜 수지, 석유 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지, 액정 폴리머, 불소 수지 등을 들 수 있다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 전송 손실의 관점에서, 저 유전율, 저 유전 정접의 재료가, 특성 임피던스의 관점에서 저 유전율의 재료가 바람직하고, 액정 폴리머나 불소계 수지 등을 들 수 있다.

열가소성 수지는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

[열경화성 수지]

열경화성 수지는, 경화제와 반응 가능한 관능기를 복수 가지는 수지이다. 관능기는, 예를 들면, 수산기, 페놀성 수산기, 산무수물기, 메톡시메틸기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기, 옥세타닐기, 옥사졸린기, 옥사딘기, 아지리딘기, 티올기, 이소시아네이트기, 블록화 이소시아네이트기, 블록화 카르복실기, 실라놀기 등을 들 수 있다. 열경화성 수지는, 예를 들면, 아크릴 수지, 말레산 수지, 폴리부타디엔계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄우레아 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 페놀계 수지, 알키드 수지, 아미노 수지, 폴리유산 수지, 옥사졸린 수지, 벤조옥사딘 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등의 공지의 수지를 들 수 있다.

열경화성 수지는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

이들 중에서도 세정 내성의 점에서, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄우레아 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지가 바람직하다.

[경화제]

경화제는, 열경화성 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기를 복수 가지고 있다. 경화제는, 예를 들면 에폭시 화합물, 산무수물기 함유 화합물, 이소시아네이트 화합물, 아지리딘 화합물, 아민 화합물, 페놀 화합물, 유기 금속 화합물 등의 공지의 화합물을 들 수 있다.

경화제는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

경화제는, 열경화성 수지 100중량부에 대해서 1~50중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 3~40중량부가 더 바람직하고, 3~30중량부가 한층 더 바람직하다.

열가소성 수지 및 열경화성 수지는, 어느 단독 또는 양자를 혼합해서 병용할 수 있다.

[도전성 필러]

도전성 필러는, 접착제층에 도전성을 부여하는 기능을 갖는다. 도전성 필러는, 소재로서는, 예를 들면 금, 백금, 은, 구리 및 니켈 등의 도전성 금속 및 그 합금, 그리고 도전성 폴리머의 미립자가 바람직하고, 가격과 도전성의 면에서 은이 더 바람직하다.

또한 단일 소재의 미립자가 아니고 금속이나 수지를 핵체(核體)로 하여, 핵체의 표면을 피복한 피복층을 갖는 복합 미립자도 비용 절감의 관점에서 바람직하다. 여기서 핵체는, 가격이 싼 니켈, 실리카, 구리 및 그 합금, 그리고 수지에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 피복층은, 도전성 금속 또는 도전성 폴리머가 바람직하다. 도전성 금속은, 예를 들면, 금, 백금, 은, 니켈, 망간, 및 인듐 등, 그리고 그 합금을 들 수 있다. 또한, 도전성 폴리머는, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 이 중에서도 가격과 도전성의 면에서 은이 바람직하다.

도전성 필러의 형상은, 원하는 도전성을 얻을 수 있으면 되고 형상은 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면, 구(球)형상, 플레이크 형상, 나뭇잎 형상, 나뭇가지 형상, 플레이트 형상, 바늘 형상, 막대 형상, 포도 형상이 바람직하다. 또한, 이러한 다른 형상의 도전성 필러를 2종류 혼합해도 좋다.

도전성 필러는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

도전성 필러의 평균 입자 지름은, D₅₀ 평균 입자 지름이며, 도전성을 충분히 확보하는 관점에서 2μm이상이 바람직하고, 5μm이상이 더 바람직하고, 7μm이상으로하는 것이 한층 더 바람직하다. 한편, 접착제층의 얇기와 양립시키는 관점에서는 30μm이하가 바람직하며, 20μm이하가 더 바람직하며, 15μm이하로 하는 것이 한층 더 바람직하다. D₅₀ 평균 입자 지름은, 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치 등에 의해 구할 수 있다.

도전성 필러는, 접착제층에서의 함유량이 35~90중량%인 것이 바람직하고, 39~70중량%가 더 바람직하고, 40~65중량%가 한층 더 바람직하다. 35중량%이상으로함으로써 접착제층과 그라운드 배선의 접속이 양호해져서 고주파 차폐성, 냉열 사이클 신뢰성이 향상된다. 한편, 90중량%이하로 함으로써 납땜 리플로우 내성, 전송 특성이 향상된다.

수지 조성물은, 원하는 물성 향상이나 기능 부여를 목적으로서 다른 임의 성분으로서 실란 커플링제, 방청제, 환원제, 산화 방지제, 안료, 염료, 점착 부여 수지, 가소제, 자외선 흡수제, 소포제, 레벨링 조정제, 충전제, 난연제 등을 배합할 수 있다.

수지 조성물은, 지금까지 설명한 재료를 혼합하여 교반해서 얻을 수 있다. 교반은, 예를 들면 디스퍼매트, 호모지나이저 등, 공지의 교반 장치를 사용할 수 있다.

접착제층의 제작은 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 수지 조성물을 박리성 시트 상에 도공해서 건조함으로써 접착제층을 형성하는 방법, 또는 T다이와 같은 압출 성형기를 사용해서 수지 조성물을 시트 형태로 압출함으로써 형성할 수도 있다.

도공 방법은, 예를 들어, 그라비아 코팅 방식, 키스 코팅 방식, 다이 코팅 방식, 립 코팅 방식, 콤마 코팅 방식, 블레이드 방식, 롤 코팅 방식, 나이프 코팅 방식, 스프레이 코팅 방식, 바 코팅 방식, 스핀 코팅 방식, 딥 코팅 방식 등의 공지의 도공 방법을 사용할 수 있다. 도공시, 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 건조 공정은, 예를 들어, 열풍 건조기, 적외선 히터 등의 공지의 건조 장치를 사용할 수 있다.

접착제층의 두께는 특별히 제한을 받는 것은 아니지만, 금속층 표면의 Sz보다 작은 것이 바람직하다. 접착제층의 두께가 금속층 표면의 Sz보다 작아서, 전자파 차폐 시트를 프린트 배선판에 접착했을 때에, 금속층 요철의 선단이 그라운드 배선과 접촉하기 쉬워진다. 특히, 접착제층의 두께가 1~20μm인 경우에는, 박막성과 기재에 대한 밀착성, 그라운드 배선으로의 접속(접촉)을 양립할 수 있기 때문에 특히 바람직하다.

<<보호층>>

보호층은, 전자파 차폐 시트와 배선 회로 기판으로 이루어지는 전자파 차폐 성 배선 회로 기판의 표면에 위치하여, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 세정할 때에 금속층이나 접착제층이 세정용 약품에 접촉하는 것을 방지하는 기능이나, 금속층을 피복하고 있어서 금속층과 외부 도체와의 전기적 접속을 차단하는 기능을 갖는다.

보호층은 수지 조성물을 사용해서 형성할 수 있다. 수지 조성물은, 바인더 수지를 포함한다. 바인더 수지는, 열가소성 수지, 혹은 열경화성 수지 및 경화제, 중 어느 것을 사용할 수 있다.

바인더 수지의 중량 평균 분자량은, 10,000이상인 것이 바람직하다. 바인더 수지의 중량 평균 분자량이 10,000이상인 것으로, 세정용 약품 노출시의 도막의 분해나 용해가 억제되어 세정 내성이 향상된다. 바인더 수지의 중량 평균 분자량은 30,000이상인 것이 더 바람직하고, 50,000이상인 것이 한층 더 바람직하다. 또한, 바인더 수지의 중량 평균 분자량은, 보호층에 포함되는 다른 성분과의 상용성이나 분산성을 향상시키는 관점에서 500,000이하인 것이 바람직하다.

[열가소성 수지]

열가소성 수지로서는, 폴리올레핀계 수지, 비닐계 수지, 스티렌·아크릴계 수지, 디엔계 수지, 테르펜 수지, 석유 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지, 액정 폴리머, 불소 수지 등을 들 수 있다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 전송 손실의 관점에서, 저(低) 유전율, 저 유전 정접의 재료가, 특성 임피던스의 관점에서 저 유전율의 재료가 바람직하다. 적합한 예로서, 액정 폴리머나 불소계 수지 등을 들 수 있다.

열가소성 수지는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

[열경화성 수지]

열경화성 수지는, 경화제와 반응 가능한 관능기를 여러 가지는 수지이다. 관능기는, 예를 들면, 수산기, 페놀성 수산기, 메톡시메틸기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기, 옥세타닐기, 옥사졸린기, 옥사딘기, 아지리딘기, 티올기, 이소시아네이트기, 블록화 이소시아네이트기, 블록화 카르복실기, 실라놀기 등을 들 수 있다. 열경화성 수지는, 예를 들면, 아크릴 수지, 말레산 수지, 폴리부타디엔계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄우레아 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 페놀계 수지, 알키드 수지, 아미노 수지, 폴리 유산 수지, 옥사졸린 수지, 벤조옥사딘 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등의 공지의 수지를 들 수 있다.

열경화성 수지는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

이들 중에서도 납땜 리플로우 내성의 점에서, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄 우레아 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지가 바람직하다.

[경화제]

경화제는, 열경화성 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기를 여러 가지고 있다. 경화제는, 예를 들면 에폭시 화합물, 산무수물기 함유 화합물, 이소시아네이트 화합물, 아지리딘 화합물, 아민 화합물, 페놀 화합물, 유기 금속 화합물 등의 공지의 화합물을 들 수 있다.

경화제는, 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

경화제는, 열경화성 수지 100중량부에 대하여 1~50중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 3~40중량부가 더 바람직하고, 3~30중량부가 한층 더 바람직하다.

[비도전 입자]

보호층은, 비도전 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 비도전 입자는 보호층의 절연성을 향상시키면서 동시에, 열 프레스시에 금속층을 밀어넣음으로써 금속층과 그라운드 배선의 접지를 보조하는 기능을 갖는다.

전자파 차폐 시트를 프린트 배선판 등의 배선판에 접착할 때에는, 열 프레스가 주로 사용되고, 열 프레스시에는 전자파 차폐 시트(10)(도 1참조), 및 프린트 배선판은 도 3과 같이 상하에서 열 프레스 판에 밀려 압력을 받는다. 그때, 보호층(3)에 포함되는 비도전 입자(4)는 열 프레스기로부터의 압력을 받아 금속층(2)에 압력을 전한다. 그 결과, 금속층(2)은, 접착제층(1) 측으로 밀어 넣어지게 되어, 최종적으로는 그라운드 배선(5)과 접촉한다. 해당 작용에 의해 금속층(2)과 그라운드 배선(5)의 전기적 접속이 도모되어, 전자파 차폐층(12)은 뛰어난 고주파 차폐성을 발현할 수 있다.

비도전 입자로서는, 비도전성의 세라믹, 안료, 염료 등을 들 수 있고, 경도가 높고, 열 프레스시에 받는 압력을 완화하지 않고 금속층에 전할 수 있는 점에서 세라믹이 바람직하다.

비도전 입자 중에서도, 체적 저항률 1.0×10¹⁰Ω·cm이상의 비도전 입자인 것이 바람직하다. 비도전 입자가, 체적 저항률 1.0×10¹⁰Ω·cm이상인 것으로, 보호층의 절연성을 더 향상시킬 수 있다. 비도전 입자에 포함되는 물질의 체적 저항률은 1.0×10¹²Ω·cm이상인 것이 더 바람직하고, 1.0×10¹⁴Ω·cm이상인 것이 한층 더 바람직하다. 체적 저항률 1.0×10¹⁰Ω·cm이상의 물질로서는, 이산화 알루미늄(알루미나), 이산화 지르코늄(지르코니아), 이산화 규소(실리카), 탄화 붕소, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 산화 마그네슘(마그네시아), 산화 티타늄 등의 세라믹을 들 수 있으며, 그 중에서도 더 바람직한 물질은 이산화 지르코늄(ZrO₂; 체적저항률 1.0×10¹²Ω·cm)이며, 한층 더 바람직한 물질은 실리카(SiO₂; 체적저항률 1.0×10¹⁴Ω·cm)이다. 비도전 입자에 포함되는 물질의 체적 저항율은 JIS C2141에 준거해서 측정할 수 있다.

비도전 입자는, 전술한 금속층의 압입 기구를 실현할 수 있는 것이라면, 어떤 형상의 것도 사용할 수 있지만, 바람직하게는 괴상(塊狀), 부정(不定)형상, 대략 구상(球狀), 구상, 진구상(球狀)인 것이 바람직하다. 비도전 입자는, 상술의 금속층의 압입기구를 실현할 수 있는 것이면, 다공질이거나 내부에 빈홀(空孔)을 가지고 있어도 좋다.

보호층은, 비도전 입자를 3~80중량% 포함하는 것이 바람직하다. 보호층에 포함되는 비도전 입자가 3중량%이상임에 따라 절연성이 향상하고, 80중량%이하임에 따라서 제막성이 좋아진다. 보호층에 포함되는 비도전 입자는 10~60중량%인 것이 더 바람직하고, 20~40중량%인 것이 특히 바람직하다.

보호층의 절연성의 점에서, 체적 저항률 1.0×10¹⁰Ω·cm이상의 비도전 입자의 함유율이 비도전 입자 100중량% 중, 85~100중량%인 것이 바람직하다.

비도전 입자는, 식(1)에 의해 산출되는 금속층 표면의 FI, 및 식(2)에 의해 산출되는 X를 원하는 수치로 할 수 있는 것이면, 평균 입자 지름은 특별히 제한을받지 않지만, 고주파 차폐성과 절연성의 양립을 실현할 수 있어서 1~50μm의 범위가 바람직하다. 더 바람직하게는 4~20μm이며, 한층 더 바람직하게는 6~14μm이다. 또, 여기서 말하는 평균 입자 지름은, D₅₀ 평균 입자 지름이다.

평균 입자 지름은, 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치 등에 의해 구할 수 있다.

비도전 입자의 평균 입자 지름(μm)과 보호층 두께(μm)의 비(평균 입자 지름/두께)는 1/4~1.5/1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 비도전 입자의 평균 입자 지름과 보호층 두께의 비가 1/4~1.5/1의 범위이면, 고주파 차폐성과 절연성이 향상된다. (평균입자지름/두께)가 1.5/1이하인 경우에는, 보호층에서 비도전 입자가 튀어 나와서 공극이 발생하여, 당해 공극을 경유해서 도금 형성이 이루어짐으로써 보호층을 관통한 금속층이 형성되는 것을 억제할 수 있어 절연성이 향상된다. 한편, (평균입자크기/두께)가 1/4 이상인 경우에는, 열 프레스시에 비도전 입자가 금속층을 밀어넣는 작용이 강해져, 그라운드 배선과의 접속이 좋아지고 전자파 차폐성이 향상하므로 바람직하다.

수지 조성물은, 다른 임의 성분으로서 실란커플링제, 방청제, 환원제, 산화 방지제, 점착 부여 수지, 가소제, 자외선 흡수제, 소포제, 레벨링 조정제, 충전제, 난연제 등을 배합할 수 있다.

또한, 비도전 입자 이외의 안료 등도, 보호층으로서의 기능을 방해하지 않는 범위에서, 보호층을 착색하여 디자인성을 높이는 것을 목적으로서 첨가할 수 있다. 이러한 안료는 카본 블랙, 카본 그라파이트, 카본 나노 튜브, 그래핀 등을 들 수 있다. 카본 블랙, 카본 그라파이트, 카본 나노 튜브, 그래핀 등은 후술하는 절연성 평가에 있어서, 「실용 가능」이상의 양호한 평가가 얻어지는 첨가량의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

수지 조성물은 지금까지 설명한 재료를 혼합하여 교반해서 얻을 수 있다. 교반은, 예를 들면 디스퍼매트, 호모지나이저 등, 공지의 교반 장치를 사용할 수 있다.

보호층의 제작은 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 수지 조성물을 박리성 시트 상에 도공해서 건조함으로써 보호층을 형성하는 방법, 또는 T다이 같은 압출 성형기를 사용해서 수지 조성물을 시트 형태로 압출함으로써 형성할 수도 있다.

도공 방법은, 예를 들면, 그라비아 코팅 방식, 키스 코팅 방식, 다이 코팅 방식, 립 코팅 방식, 콤마 코팅 방식, 블레이드 방식, 롤 코팅 방식, 나이프 코팅 방식, 스프레이 코팅 방식, 바 코팅 방식, 스핀 코팅 방식, 딥 코팅 방식 등의 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 도공시, 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 건조 공정은, 예를 들면, 열풍 건조기, 적외선 히터 등의 공지의 건조 장치를 사용할 수 있다.

또한, 보호층은, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드이 미드, 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤 등의 절연성 수지를 성형한 필름을 사용할 수도 있다.

보호층의 두께는, 2~20μm인 것이 바람직하다. 보호층의 두께가 2~20μm임으로써 세정 약품 노출 후의 보호층 용해나 금속층에서의 박리를 억제할 수 있다.

전자파 차폐 시트는, 접착제층, 금속층, 및 보호층 외에, 다른 기능층을 구비할 수 있다. 다른 기능층이란, 하드코트성, 수증기 배리어성, 산소 배리어성, 열 전도성, 저 유전율, 고 유전율성 또는 내열성 등의 기능을 갖는 층이다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 전자파를 차폐할 필요가 있는 다양한 용도로 사용할 수 있다. 예를 들면, 플렉시블 프린트 배선판은 물론, 리지드 프린트 배선판, COF, TAB, 플렉시블 커넥터, 액정 디스플레이, 터치 패널 등에 사용할 수 있다. 또한, PC의 케이스, 건축재의 벽 및 유리창 등의 건축재, 차량, 선박, 항공기 등의 전자파를 차단하는 부재로서도 사용할 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 접착제층 중의 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용하는 경우, 포함된 열가소성 수지가 고체 상태로 존재하여 배선 회로 기판과 열 프레스에 의해 열가소성 수지가 용융하여, 냉각 후에 다시 고체화함으로써 원하는 접착 강도를 얻을 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 접착제층 중의 바인더 수지에 열경화성 수지를 사용하는 경우, 포함된 열경화성 수지와 경화제가 미경화 상태로 존재하여(B스테이지), 배선 회로 기판과 열 프레스에 의해 경화함으로써(C단계), 원하는 접착 강도를 얻을 수 있다. 또한, 상기 미경화 상태는, 경화제의 일부가 경화한 반경화 상태를 포함한다.

또한, 전자파 차폐 시트는, 이물질의 부착을 방지하기 위해 접착제층 및 보호층에 박리성 시트를 붙인 상태로 보존하는 것이 일반적이다.

박리성 시트는, 종이나 플라스틱 등의 기재에 공지된 박리 처리를 행한 시트이다.

<전자파 차폐성 배선 회로 기판>

전자파 차폐성 배선 회로 기판은, 본 발명의 전자파 차폐 시트로 형성하여 이루어지는 전자파 차폐층과, 커버 코팅층과, 신호 배선 및 절연성 기재를 갖는 배선 회로 기판(배선판)을 구비한다.

배선 회로 기판은, 절연성 기재의 표면에 신호 배선과 그라운드 배선을 갖는 회로 패턴을 갖는다. 이 배선 회로 기판 상에, 신호 배선과 그라운드 배선을 절연 보호하고, 그라운드 배선 상의 적어도 일부에 비아(via)를 갖는 커버 코팅층이 형성되어 있다. 그리고, 전자파 차폐 시트의 접착제층 면을, 상기 커버 코팅층 상에 배치시킨 후, 상기 전자파 차폐 시트를 열 프레스하여, 비아 내부에 접착제층을 유입시켜 그라운드 배선과 접착시킴으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐성 배선 회로 기판의 일례에 관해서 도 4를 참조하여 설명한다. 전자파 차폐층(12)은, 접착제층(1), 금속층(2), 보호층(3)을 포함하는 구성이다.

커버 코팅층(8)은, 배선 회로 기판(20)의 신호 배선(6)을 덮어 외부 환경으로부터 보호하는 절연 재료이다. 커버 코팅층은 열경화성 접착제가 있는 폴리이미드 필름, 열 경화형 혹은 자외선 경화형의 솔더레지스트, 또는 감광성 커버레이 필름이 바람직하고, 미세 가공을 하기 위해서는 감광성 커버레이 필름이 더 바람직하다. 또한, 커버 코팅층(8)은, 폴리이미드 등의 내열성과 유연성을 갖춘 공지의 수지를 사용하는 것이 일반적이다. 커버 코팅층의 두께는, 통상 10~100μm정도이다.

회로 패턴은, 어스를 잡는 그라운드 배선(5), 전자 부품에 전기 신호를 보내는 신호 배선(6)을 포함한다. 양자는, 동박을 에칭 처리함으로써 형성하는 것이 일반적이다. 회로 패턴의 두께는, 통상 1~50μm정도이다.

절연성 기재(9)는, 회로 패턴의 지지체로서, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 액정 폴리머 등의 굴곡 가능한 플라스틱이 바람직하고, 액정 폴리머 및 폴리이미드가 더 바람직하다. 이들 중에서도 고주파의 신호를 전송하는 배선 회로 기판의 용도를 고려하면, 비(比)유전율 및 유전 정접이 낮은 액정 폴리머가 한층 더 바람직하다.

배선 회로 기판이 리지드 배선판의 경우, 절연성 기재의 구성 재료는, 유리 에폭시가 바람직하다. 이와 같은 절연성 기재를 구비함으로써 배선 회로 기판은 높은 내열성이 얻어진다.

전자파 차폐 시트(10)(도1 참조)와 배선 회로 기판의 열 프레스는, 온도 150~190℃ 정도, 압력 1~3MPa정도, 시간 1~60분 정도의 조건에서 수행하는 것이 일반적이다. 열 프레스에 의해 접착제층(1)과 커버 코팅층(8)이 밀착한다. 열 프레스에 의해 열경화성 수지가 반응해서 경화하여, 전자파 차폐층(12)이 된다. 또한, 경화를 촉진시키기 위해 열 프레스 후에 150~190℃에서 30~90분간 후경화(post cure)를 행하는 경우도 있다.

상기 비아(11)의 개구 면적은 0.8㎟이하가 바람직하고, 0.008㎟이상이 바람직하다. 상기 범위로 함으로써 그라운드 배선(5)의 영역을 좁힐 수 있으며, 프린트 배선판 등의 배선판의 소형화를 실현할 수 있다.

비아의 형상은 특별히 한정되지 않고, 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 및 부정형 등 용도에 따라서 모두 사용할 수 있다.

전자파 차폐층(12)은 배선 회로 기판의 양면에 적층하는 것이, 전자파의 누설을 보다 효과적으로 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. 게다가, 전자파 차폐성 배선 회로 기판(7)에서의 전자파 차폐층은 전자파를 차폐하는 것 외에 그라운드 회로로서 이용해도 좋다. 이러한 구성에 의해, 그라운드 회로의 일부를 생략하여 배선 회로 기판의 면적을 축소함으로써 비용 절감이 가능해진다. 그 결과, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 케이스체 내의 좁은 영역에 조립할 수 있다.

신호 배선(6)은, 특별히 한정하는 것이 아니라, 하나의 신호 배선으로 이루어진 싱글엔드, 두 개의 신호 배선으로 이루어지는 차동 회로 중 어느 회로에도 사용 가능하지만, 차동 회로가 더 바람직하다. 한편, 배선 회로 기판(20)의 회로 패턴 면적에 제약이 있으며, 그라운드 회로를 병렬로 형성하는 것이 어려운 경우에 있어서는, 신호 회로의 옆에는 그라운드 회로를 설치하지 않고, 전자파 차폐층을 그라운드 회로로서 이용하여 두께 방향으로 그라운드을 갖는 프린트 배선판 구조로 할 수도 있다.

본 발명의 전자파 차폐성 배선 회로 기판은, 액정디스플레이, 터치 패널 등 외에도, 노트북 PC, 휴대 전화, 스마트 폰, 태블릿 단말 등의 전자 기기에 탑재해서 사용할 수 있다.

[실시 예]

이하, 본 발명을 실시 예에 의해 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 다음의 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시 예 중의 「부(部)」는 「중량부」를, 「%」는 「중량%」를, 각각 나타내는 것으로 한다.

또한, 수지의 산가와 중량 평균 분자량(Mw)과 유리 전이 온도(Tg), 및 도전성 필러, 비도전 입자의 평균 입자 지름의 측정은 다음의 방법으로 수행하였다.

<<바인더 수지의 산가의 측정>>

산가(酸價)는 JIS K0070에 준하여 측정하였다. 공전 삼각플라스크 중에 시료 약 1g을 정밀하게 양을 재어서 테트라하이드로퓨란/에탄올(용량비:테트라하이드로퓨란/에탄올=2/1) 혼합액 100ml를 가하여 용해한다. 여기에 페놀프탈레인 시액을 지시약으로서 더하여, 0.1N 알코올성 수산화칼륨 용액으로 적정하여 지시약이 담홍색을 30초간 유지했을 때를 종점으로 하였다. 산가는 다음 식에 따라 구하였다(단위:mgKOH/g).

산가(mgKOH/g)=(5.611×a×F)/S

다만,

S: 시료의 채취량(g)

a: 0.1N 알코올성 수산화칼륨 용액의 소비량(mL)

F: 0.1N 알코올성 수산화칼륨 용액의 역가

<<바인더 수지의 중량 평균 분자량(Mw)의 측정>>

중량 평균 분자량(Mw)의 측정은 도소주식회사 제품 GPC(겔 투과 크로마토그래피)「HPC-8020」을 이용하였다. GPC는 용매(THF;테트라하이드로퓨란)에 용해한 물질을 그 분자 사이즈의 차이에 의해 분리 정량하는 액체 크로마토그래피이다. 본 발명에서의 측정은, 컬럼에 「LF-604」(쇼와덴코주식회사 제품: 급속 분석용 GPC 컬럼:6mmID×150mm 사이즈)를 직렬로 2개 접속해서 이용하여 유량 0.6ml/min, 칼럼 온도 40℃의 조건에서 실시하고, 중량 평균 분자량(Mw)의 결정은 폴리스티렌 환산으로 행하였다.

<<바인더 수지의 유리 전이 온도(Tg)>>

Tg의 측정은, 시차 주사 열량 측정(메틀러·톨레드사 제품「DSC-1」)에 의해 측정했다.

<<도전성 필러 및 비도전 입자의 평균 입자 지름 측정>>

D₅₀ 평균 입자 지름은, 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치 LS13320(벡크만·쿨터사 제품)을 사용하여, 토네이드 드라이 파우더 샘플 모듈로 도전성 필러 및 비도전 입자를 측정해서 얻은 수치이고, 입자 지름 누적 분포에서의 누적 값이 50%의 입자 지름이다. 또한, 굴절률의 설정은 1.6으로 하였다.

이어서, 실시 예에서 사용한 재료를 아래에 나타낸다.

<<재료>>

·바인더 수지 1 : 산가 5mgKOH/g, 중량 평균 분자량은 54,000, Tg는 -5℃의 폴리우레탄우레아 수지(토요켐사 제품)

·바인더 수지 2 : 산가 5mgKOH/g, 중량 평균 분자량은 5,000, Tg는 -14℃의 폴리우레탄우레아 수지(토요켐사 제품)

·바인더 수지 3 : 산가 5mgKOH/g, 중량 평균 분자량은 11,500, Tg는 -11℃의 폴리우레탄우레아 수지(토요켐사 제품)

·바인더 수지 4 : 산가 5mgKOH/g, 중량 평균 분자량은 32,000, Tg는 -9℃의 폴리우레탄우레아 수지(토요켐사 제품)

·에폭시 화합물 :「JER828」(비스페놀A형 에폭시 수지 에폭시당량=189g/eq) 미츠비시케미컬사 제품

·아지리딘 화합물 : 「케미타이트 PZ-33」니혼쇼쿠바이사 제품

·비도전 입자 1 : 선스피어 H-121

(D₅₀ 평균 입자 지름: 12.0μm, SiO₂; 체적저항률 1.0×10¹⁴Ω·cm의 함유율 99%. AGC 에스아이테크사 제품)

·비도전 입자 2 : 선스피어 NP-100

(D₅₀ 평균 입자 지름: 8.0μm, SiO₂; 체적저항률 1.0×10¹⁴Ω·cm의 함유율 99%. AGC 에스아이테크사 제품)

·비도전 입자 3 : 선스피어 H-51

(D₅₀ 평균 입자 지름 : 5.0μm, SiO₂; 체적저항률 1.0×10¹⁴Ω·cm의 함유율 99%. AGC 에스아이테크사 제품)

·비도전 입자 4 : 선스피어 H-31

(D₅₀ 평균 입자 지름 : 3.0μm, SiO₂; 체적저항률 1.0×10¹⁴Ω·cm의 함유율 99%. AGC 에스아이테크사 제품)

·비도전 입자 5 : 선스피어 H-201

(D₅₀ 평균 입자 지름 : 15.0μm, SiO₂; 체적저항률 1.0×10¹⁴Ω·cm의 함유율 99%. AGC 에스아이테크사 제품)

·비도전 입자 6 : 지르코니아 비즈 NZ10SP

(D₅₀ 평균 입자 지름 : 12.0μm, ZrO₂; 체적 저항률 1.0×10¹²Ω·cm의 함유율 88%. 니이미산교사 제품)

·비도전 입자 7 : GC #1000

(D₅₀ 평균 입자 지름 : 11.9μm, SiC; 체적저항률 1.0×10⁶Ω·cm의 함유율 92%. 후지미인코퍼레이티드사 제품)

·도전성 필러 : 복합 미립자(핵체의 구리 100중량부에 대해서 은이 10중량 부 피복된 덴드라이트 형상의 미립자, D₅₀ 평균 입자 지름 : 11.0μm 후쿠다 금속박 분공업사 제품)

·캐리어재 부착 동박 A1 : 두께가 2.5μm의 구리 캐리어 부착 전해동박. 에칭 처리에 의해 30μmφ의 개구가, 개구율 6.5%가 되도록 형성되어 있다.

<접착제층 1의 제조>

고형분 환산으로 바인더 수지 1을 100부, 에폭시 화합물을 10부 및 아지리딘 화합물을 0.5부 용기에 준비하고, 불휘발분 농도가 40%가 되도록 혼합 용제(톨루엔:이소프로필 알코올=2:1(중량비))를 더하여 디스퍼로 10분 교반해서 수지 조성물을 얻었다.

수지 조성물을 바 코터로 건조 두께가 6.0μm가 되도록 박리성 시트 상에 도공하고, 100℃의 전기 오븐에서 2분간 건조하여서 접착제층 1을 얻었다.

<접착제층 2의 제조>

고형분 환산으로 바인더 수지 1을 100부, 도전성 필러를 75부, 에폭시 화합을 10부 및 아지리딘 화합물을 0.5부 용기에 준비하고, 불휘발분 농도가 40%가 되도록 혼합 용제(톨루엔:이소프로필알코올 = 2:1(중량비))를 더하여 디스퍼로 10분간 교반해서 수지 조성물을 얻었다.

수지 조성물을 바 코터로 건조 두께가 6μm가 되도록 박리성 시트 상에 도공하고, 100℃의 전기 오븐에서 2분간 건조하여서 접착제층 2를 얻었다.

[실시 예 1]

고형분 환산으로 바인더 수지 1을 100부, 에폭시 화합물을 30부, 아지리딘 화합물을 7.5부 및 비도전 입자 1을 31.4부 더하고, 디스퍼로 10분 교반하여 수지조성물 1을 얻었다. 바코터를 사용해서 얻어진 수지 조성물 1을 건조 두께가 11.μm가 되도록, 박리성 시트(두께 50μm)에 도공하여 100℃의 전기 오븐에서 2분간 건조해서 보호층 1을 형성했다.

이어서, 얻어진 「박리성 시트/보호층 1」의 보호층 1이 노출된 표면에, 금속층인 구리 도금층(2.5μm)을 형성했다. 구리 도금층은, 전해 도금법에 의해 형성하고, 이용한 전해액은 황산 구리, 25℃에서 7분간의 전류 인가를 행하였다.

형성된 금속층 면에 접착제층 1을 맞춰 붙임으로써, 「박리성 시트/보호층 1 /금속층(도금층)/접착제층 1/박리성 시트」로 이루어지는 전자파 차폐 시트를 얻었다. 금속층과 접착제층 1의 첩합(貼合)은, 온도는 90℃, 압력은 3kgf/㎠로, 열 라미네이터에 의해 맞춰 붙였다.

[실시 예 2~17, 21~23 및 비교 예 1~2]

표 1, 2에 나타내는 바와 같이, 접착제층, 금속층, 및 보호층의 종류를 변경 한 것을 제외하고는, 실시 예 1과 동일하게 수행해서, 실시 예 2~17, 21~23, 및 비교 예 1~2의 전자파 차폐 시트를 각각 얻었다. 구리 도금층 형성 후의 금속층 표면의 FI이 목표 값과 다른 경우에는, 적절히 버프 연마에 의해 표면을 연마하거나 혹은 거칠게 하는 등, FI를 조정했다.

[실시 예 18]

실시 예 1과 마찬가지로 해서 얻은 수지 조성물 1을, 바코터를 사용해서 건조 두께가 11.5μm가 되도록 캐리어재 부착 동박 A1에 도공하여, 100℃의 전기 오븐에서 2분간 건조해서 보호층 14를 형성하고, 보호층 14에 박리성 시트를 맞춰 붙였다.

이어서, 캐리어재 부착 동박 A1의 캐리어재를 벗기고, 동박면을 버프 연마하여 동박면의 FI을 표 2에 나타내는 값이 되도록 조정하여 금속층을 얻었다. 연마 후의 금속층 면에 접착제층(1)을 맞춰 붙임으로써, 「박리성 시트/보호층 1/금속층 (동박)/접착제층 1/박리성 시트」로 이루어지는 전자파 차폐 시트를 얻었다. 금속층과 접착제층 1의 첩합은, 온도는 90℃, 압력은 3kgf/㎠로, 열 라미네이터에 의해 맞춰 붙였다.

[실시 예 19]

실시 예 1과 같은 방법에 의해 얻은 「박리성 시트/보호층 1」의 보호층 1이 노출된 표면에, 구리 스퍼터링 처리를 행하여 금속층을 형성했다.

형성한 금속층 면에 접착제층 1을 맞춰 붙임으로써, 「박리성 시트/보호층 1/금속층(스퍼터층)/접착제층1/박리성 시트」로 이루어지는 전자파 차폐 시트를 얻었다. 금속층과 접착제층 1의 첩합은, 온도는 90℃, 압력은 3kgf/㎠로, 열 라미네이터에 의해 맞춰 붙였다.

[실시 예 20]

실시 예 1과 같은 방법에 의해 얻은 「박리성 시트/보호층 1」의 보호층 1이 노출된 표면에, 구리 증착 처리를 행하여 금속층을 형성했다.

형성한 금속층 1 면에 접착제층 1을 맞춰 붙임으로써, 「박리성 시트/보호층 1/금속층(증착층)/접착제층 1/박리성 시트」로 이루어지는 전자파 차폐 시트를 얻었다. 금속층과 접착제층 1의 첩합은, 온도는 90℃, 압력은 3kgf/㎠로, 열 라미네이터에 의해 맞춰 붙였다.

얻어진 전자파 차폐 시트에 관해서, 각층의 두께, 금속층의 FI의 측정은 다음의 방법으로 행하였다.

<<각층 두께의 측정>>

전자파 차폐 시트의 접착제층, 금속층, 및 보호층의 두께는, 다음의 방법으로 측정했다.

전자파 차폐 시트의 접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨, 노출된 접착제층과 폴리이미드 필름(도레이·듀폰사 제품 「카프톤 200EN」)을 맞춰 붙여, 2MPa, 170℃의 조건에서 30분 열 프레스 하였다. 이것을 폭 5mm, 길이 5mm 정도의 크기로 절단한 후, 에폭시 수지(페트로폭시 154, 마루토사 제품)를 슬라이드 글라스 상에 0.05g 적하하여 전자파 차폐 시트를 접착시켜, 슬라이드 글라스/전자파 차폐 시트/폴리이미드 필름 구성의 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체를 크로스섹션 폴리셔(니혼덴시사 제품, SM-09010)를 이용하여 폴리이미드 필름 측에서 이온 빔 조사에 의해 절단 가공해서 열 프레스 후의 전자파 차폐 시트의 측정 시료를 얻었다.

얻어진 측정 시료의 단면을 레이저 현미경(키엔스사 제품, VK-X100)을 사용하여, 관찰한 확대 화상에서 각층의 두께를 측정했다. 배율은 500~2000배로 하였다. 보호층의 두께 T는, 확대 화상중의 전자파 차폐 시트의 보호층 최표면을 기점으로서, 접착제층에 가장 가까운 보호층의 한점을 통과하는 수선(垂線) 거리를 T로 하였다.

<<FI의 측정>>

전자파 차폐 시트의 금속층의 FI은, 다음의 방법으로 측정했다.

전자파 차폐 시트의 접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨, 노출된 접착제층을 아세톤으로 씻어, 금속층을 노출시켰다. 접착제층이 제거되어, 노출된 금속층의 표면을 다각도 측색계(BYK사 제품, BYK-mac i23mm 측정 구경)를 이용하여 L^* _15°, L^* _45°, L^* _110°를 측정하여, 식(1)에 따라서 FI를 산출했다. 또한, 측정은 다각도 측색계의 장축 방향과 전자파 차폐 시트의 MD 방향이 일치하도록 다각도 측색계를 배치하여 측정을 행하였다. MD방향이란, 접착제를 형성하기 위한 수지 조성물을 도공할 때의, 도공 방향을 가리킨다. 광원은 D50, 시야는 2°시야의 조건으로 측정하였다.

<<Sz의 측정>>

전자파 차폐 시트의 금속층의 최대 높이 Sz는, 다음의 방법으로 측정하였다.

전자파 차폐 시트의 접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨, 노출한 접착제층을 아세톤으로 씻어 금속층을 노출시켰다. 접착제층이 제거되고, 노출된 금속층의 표면을 레이저 현미경(키엔스사 제품, VK-X100)을 사용하여 측정 데이터 취득을 실시했다(대물렌즈 배율 50배). 취득한 측정 데이터를 해석 소프트웨어(ISO 25178 표면 성상 계측 모듈 「VK-H1XR」을 구비한, 해석 어플리케이션 「VK-H1XA」, 모두 키엔스사 제품)로 가져와 ISO25178 표면 성상 계측을 실행하였다(조건은, S-필터;1μm, L-필터;0.2mm). 한개의 측정 시야에 있어서, 5개의 영역에서 계측을 실행하고, 측정 시야를 바꿔서 5개의 시야로 같은 계측을 실행하였다. 총 25영역의 계측 데이터의 평균값을 금속층의 최대 높이 Sz로 하였다. 또한, 표면에 개구부를 갖는 금속층에 관해서는, ISO 25178 표면 성상 계측을 실행할 때에는, 개구부는 계측 범위에서 제외하였다.

얻어진 전자파 차폐 시트에 관해서, 세정 내성, 고주파 차폐성, 및 절연성에 관해서 다음의 방법으로 평가했다.

<세정 내성>

폭 40mm·길이 40mm의 전자파 차폐 시트의 접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨 노출된 접착제층과, 폭 50mm·길이 50mm 카프톤 500H를 170℃, 2.0MPa, 30분의 조건으로 압착하여 열 경화시켜서 시료를 얻었다. 얻어진 시료의 전자파 차폐 시트의 보호층 측에, JISK5400에 준하여 크로스 컷 가이드를 사용하여 간격이 1mm의 바둑판 칸을 100개 제작하였다. 그 후, 용제형 세정액 「Zestoron FA+」(Zestoron사 제품)에 20분 침지시켜 초음파 세정기「UT-205HS」(SHARP사 제품)을 이용하여, 출력 100%로 설정해서 2분간 초음파 처리를 행한 뒤에 시료를 꺼내서 증류수로 세정한 뒤 건조시켰다. 세정액을 「10중량% 염산 수용액」, 「10중량% 수산화나트륨 수용액」, 「파인알파 ST-100S(아라카와 카가쿠사 제품)」으로 바꿔서, 새롭게 준비한 바둑판 줄이 들어간 시험편에 대해서 초음파~세정의 처리를 실시하였다. 각각의 시험편의 바둑판 칸부에 점착 테이프를 강하게 압착시켜 테이프의 끝단을 45°각도로 단숨에 벗기고, 벗겨진 바둑판 칸의 수와 바둑판 칸의 상태로부터, 아래의 기준으로 판단했다.

◎ : 어느 시험편에 대해서도 벗겨진 바둑판 칸의 수가 5개 미만이다. 매우 양호.

○ : 어느 또는 모든 시험편에 있어서, 벗겨짐이 발생된 바둑판 칸의 수가 5개 이상 15개 미만이고, 상기에 해당하지 않는 시험편은 상기 ◎이다. 양호.

△ : 어느 또는 모든 시험편에 있어서, 벗겨진 바둑판 칸의 수가 15개 이상 35개 미만이고, 상기에 해당하지 않는 시험편은 상기 ◎ 또는 ○이다. 실용 가능.

× : 어느 시험편에 있어서, 벗겨진 바둑판 칸의 수가 35개 이상이다. 실용 불가.

<고주파 차폐성>

고주파 차폐성은, ASTM D4935에 준거하여 키콤사 제품의 동축(同軸) 튜브 타입의 차폐 효과 측정 시스템을 이용하여, 100MHz~15GHz 조건에서 전자파의 조사를 실시하여, 전자파가 전자파 차폐 시트에서 감쇠되는 감쇠량을 측정하고, 아래의 기준에 따라서 표기한다. 또한, 감쇠량의 측정 값은 데시벨(단위; dB)이다.

◎ : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이, -55dB미만. 매우 양호.

○ : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이 -55dB이상, -50dB미만. 양호.

△ : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이 -50dB이상, -45dB미만. 실용 가능.

× : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이 -45dB이상. 실용 불가.

<절연성>

폭 50mm·길이 100mm의 전자파 차폐 시트의 접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨 노출된 접착제층과, 폭 70mm·길이 120mm의 카프톤 300H를 170℃, 2.0MPa, 30분의 조건에서 압착하고 열 경화시켜서 시험편을 얻었다. 시험편의 보호층의 표면 저항 값을 미츠비시카가쿠 애널리테크사 제품의 「하이레스타 UP MCP-HT800」의 링 프로브 URS를 이용하여 측정하였다. 평가 기준은 다음과 같다.

◎ : 1.0×10⁹Ω/□이상. 매우 양호.

○ : 1.0×10⁷Ω/□이상, 1.0×10⁹Ω/□미만. 양호.

△ : 1.0×10⁵Ω/□이상, 1.0×10⁷Ω/□미만. 실용 가능.

× : 1.0×10⁵Ω/□미만. 실용 불가

[표 1]

[표 2]

1; 접착제층
2; 금속층
3; 보호층
4; 비도전 입자
5; 그라운드 배선
6; 신호 배선
7; 전자파 차폐성 배선 회로 기판
8; 커버 코팅층
9; 절연성 기재
10; 전자파 차폐 시트
11; 비아
12; 전자파 차폐층
13; 열 프레스 판
14; 박리성 시트
20; 배선 회로 기판

Claims

접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지며,
상기 접착제층과 접하는 상기 금속층의 계면(界面)은, 식(1)에 의해 산출된 Flop Index(FI)가 50이하이고, 또 식(2)에 의해 나타내지는 X가 1.0미만인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트:
[수학식 1]
식(1)

(L^* _15°, L^* _45°, L^* _110°는, 각각 접착제층과 접하는 금속층의 계면의 수선(垂線) 방향에 대해서 45°의 각도로 입사한 빛의 정반사광에서의 오프셋각 15°, 45°, 110°의 JIS Z8729에서 규정되는 L^*a^*b^* 표색계의 L^*이다.)
[수학식 2]
식(2)

(Sz는, ISO 25178에 준거해서 구한 금속층의 최대 높이이며, T는 보호층의 두께이다.)
제1항에 있어서,
상기 금속층의 두께는, 0.3~10μm인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
제1항에 있어서,
상기 보호층은, 체적 저항률이 1.0×10¹⁰Ω·cm이상의 비도전 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
제1항에 있어서,
상기 보호층은, 중량 평균 분자량이 10,000이상인 바인더 수지를 함유하는 것을 특징하는 전자파 차폐 시트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 전자파 차폐 시트로 형성하여 이루어지는 전자파 차폐층, 커버 코팅층, 그리고 신호 배선 및 절연성 기재를 갖는 배선판을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐성 배선 회로 기판.