KR20180006851A

KR20180006851A - 전자파 쉴드재

Info

Publication number: KR20180006851A
Application number: KR1020170085359A
Authority: KR
Inventors: 타다히로 노무라; 사나에 다케야마; 타카노리 사쿠라기; 마사요시 히라노
Original assignee: 후지모리 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-01-19
Also published as: JP2018010888A; CN107613628B; TW201819183A; KR101949143B1; TWI800485B; CN107613628A

Abstract

높은 단차에 대해서도 추종성이 우수한 전자파 쉴드재를 제공한다. 유전체의 수지 필름으로 이루어지는 기재(11)의 한쪽 면 위에, 도전성 페이스트층(13)과 도전성 접착제층(14)이 이 순서대로 기재(11)의 두께 방향으로 적층되어 있고, 기재(11)의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재를 제공한다.

Description

전자파 쉴드재{ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING MATERIAL}

본 발명은 프린트 기판 등의 전자파 쉴드에 사용 가능한 전자파 쉴드재에 관한 것이다.

휴대 전화 등의 휴대용 전자 기기에 있어서는 전자 부품이 집적된 프린트 기판이 널리 사용되고 있다. 또한, 전자파 노이즈의 영향에 의한 전자 기기의 오동작을 방지하기 위해 전자파 쉴드재가 사용되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 절연층과 도전층과 접착제층을 포함하는 전자파 쉴드 시트로서, 도전층은 수지와 도전성 필러를 함유하고, 표면 저항이 100mΩ／□ 이하, 도전율이 1×10⁶S/m 이상인 전자파 쉴드 시트가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는 층 두께가 0.5㎛∼12㎛인 금속층과 이방 도전성 접착제층을 적층 상태로 구비한 전자파 쉴드 필름이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2015-138813호 일본 공개특허공보 2015-109449호

프린트 기판으로는 절연 기판이 경질인 리지드 기판, 절연 기판이 유연성인 플렉시블 기판, 유연성이 있는 부분과 경질인 부분을 포함하는 리지드 플렉시블 기판(플렉스 리지드 기판) 등이 알려져 있다. 기판의 두께가 상이한 부분의 경계부 등에 높은 단차를 갖는 경우, 전자파 쉴드재를 프린트 기판에 첩착했을 때, 프린트 기판의 단차에 대해 전자파 쉴드재의 추종이 불충분하면, 단차에 간극이 발생하여 전자파의 침입 또는 누설, 수분의 침입, 먼지의 부착 등의 문제가 있다. 단차에 대해 무리하게 전자파 쉴드재를 추종시키면, 전자파 쉴드재를 구성하는 도전층의 파단이나 손상 등에 의해 전자파 쉴드 특성이 열화될 우려가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 높은 단차에 대해서도 추종성이 우수한 전자파 쉴드재를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유전체의 수지 필름으로 이루어지는 기재의 한쪽 면 위에 도전성 페이스트층과 도전성 접착제층이 이 순서대로 상기 기재의 두께 방향으로 적층되어 있고, 상기 기재의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재를 제공한다.

상기 도전성 페이스트층이 입경 1㎛ 미만인 은 나노 입자를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기재의 인장 신도가 100％ 이상 300％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 기재가 용제 가용성 폴리이미드 필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 기재가 탄소수가 3개 이상인 지방족 유닛을 방향족 유닛간에 갖는 폴리이미드 재료를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 도전성 접착제층의 두께가 15㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 도전성 접착제층이 이방 도전성 접착제층인 것이 바람직하다.

상기 도전성 접착제층이 폴리우레탄을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기재로부터 상기 도전성 접착제층까지의 두께의 합계가 6∼20㎛인 것이 바람직하다.

상기 기재가 상기 도전성 페이스트층 및 상기 도전성 접착제층이 적층된 측과는 반대면에 있어서, 상기 기재로부터 박리 가능한 지지체 필름에 의해 지지되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 전자파 쉴드재를 구비하는 휴대 전화를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 전자파 쉴드재를 구비하는 전자 기기를 제공한다.

본 발명의 전자파 쉴드재에 의하면, 높은 단차에 대해서도 추종성이 우수한 전자파 쉴드재를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전자파 쉴드재의 일 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 실시예에 있어서의 단차 추종성의 평가 방법을 설명하는 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.

도 1에 본 실시형태의 전자파 쉴드재의 개략 단면도를 나타낸다. 이 전자파 쉴드재(10)는 유전체의 수지 필름으로 이루어지는 기재(11)의 한쪽 면 위에, 도전성 페이스트층(13)과 도전성 접착제층(14)이 이 순서대로 상기 기재의 두께 방향으로 적층된 구성을 갖는다. 전자파 쉴드재(10)를 피착체인 프린트 기판 등에 첩착했을 때에 외표면이 유전체의 기재(11)이기 때문에, 추가로 그 외표면에 전기 절연 피복재를 형성할 필요가 없다.

(기재)

기재(11)는 유전체의 수지 필름으로 이루어지는 절연층이다. 기재(11)를 구성하는 수지 필름으로는 폴리이미드 수지 필름, 폴리에스테르 수지 필름, 폴리아미드 수지 필름 등을 들 수 있다. 기재(11)가 폴리이미드 수지 필름으로 이루어지는 경우, 폴리이미드 수지의 특징인 높은 기계적 강도, 내열성, 절연성, 내용제성을 갖고, 260℃ 정도까지는 화학적으로 안정하다고 여겨지고 있기 때문에 바람직하다.

폴리이미드로는 폴리아믹산을 가열하는 것에 의한 탈수 축합 반응으로 발생되는 열경화형 폴리이미드와, 비탈수 축합형의 용제에 가용인 용제 가용성 폴리이미드가 있다. 폴리이미드 필름의 제조 방법으로서 일반적으로 알려져 있는 방법은, 극성 용매 중에서 디아민과 카르복실산 이무수물을 반응시킴으로써, 이미드 전구체인 폴리아믹산을 합성하고, 폴리아믹산을 열 혹은 촉매를 사용함으로써, 탈수 환화하여 대응하는 폴리이미드로 하는 것이다. 그러나, 이 이미드화하는 공정에 있어서의 가열 처리 온도는 200℃∼300℃의 온도 범위가 바람직하다고 여겨지고 있다. 이 온도보다 가열 온도가 낮은 경우는 이미드화가 진행되지 않을 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 상기 온도보다 가열 온도가 높은 경우는 화합물의 열 분해가 발생될 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

기재(11)의 가요성을 보다 향상시키기 위해, 두께가 10㎛ 미만인 극히 얇은 폴리이미드 필름이 바람직하다. 지지체 필름(21)의 한쪽 면 위에 얇은 폴리이미드 필름을 적층하여 기재(11)를 형성하면, 폴리이미드 필름 자체의 기계적 강도가 낮아도, 길이 방향에 따른 연속 반송이 용이해지기 때문에 바람직하다. 지지체 필름(21)으로는 가격과 내열 온도 성능과의 균형으로부터 범용의 수지 필름, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 필름이 바람직하다. 그러나, PET의 내열 온도는 폴리이미드만큼 높지 않기 때문에, PET상에서 이미드 전구체의 도포와 폴리아믹산의 이미드화를 행하는 방법을 채용할 수 없다.

용제 가용성 폴리이미드는 그 폴리이미드의 이미드화가 완결되어 있고, 또한 용제에 가용이기 때문에, 용제에 용해시킨 도포액을 도포한 후, 200℃ 미만의 저온에서 용제를 휘발시킴으로써 성막할 수 있다. 이 때문에, 기재(11)가 용제 가용성 폴리이미드 필름으로 이루어지는 경우, 지지체 필름(21)의 한쪽 면 위에 비탈수 축합형인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 도포한 후, 온도를 200℃ 미만의 가열 온도에서 건조시키는 방법에 의해, 폴리이미드 필름의 박막 수지 필름을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 같은 지지체 필름(21)을 길이 방향에 따라 반송하면서, 지지체 필름(21)의 한쪽 면 위에 계속하여 앵커층(12), 도전성 페이스트층(13), 도전성 접착제층(14) 등을 연속적으로 형성할 수 있다. 이로써, 전자파 쉴드재(10)를 롤 투 롤로 생산하는 것도 가능하고, 가공성, 생산성이 우수하다.

기재(11)에 사용되는 비탈수 축합형의 용제 가용성 폴리이미드는 특별히 한정되지 않지만, 시판되고 있는 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 사용하는 것이 가능하다. 시판하는 용제 가용성 폴리이미드의 도포액으로는, 구체적으로는 소르피 6,6-PI(소르피 공업), Q-IP-0895D(피아이 기술연구소), PIQ(히타치 화성공업), SPI-200N(신닛테츠 화학), 리카코트 SN-20, 리카코트 PN-20(신닛폰 리카) 등을 들 수 있다. 용제 가용성 폴리아미드의 도포액을 지지체 필름(21) 위에 도포하는 방법은 특히 제한되지 않고, 예를 들면 다이 코터, 나이프 코터, 립 코터 등의 코터로 도포하는 것이 가능하다.

기재(11)의 두께(예를 들면, 폴리이미드 필름의 두께)는 1∼9㎛인 것이 바람직하다. 폴리이미드 필름을 0.8㎛ 미만의 두께로 제막하는 것은 제막된 막의 기계적인 강도가 약한 점에서 기술적으로 곤란하다. 또한, 기재(11)의 두께가 10㎛를 초과하면, 박형이고 또한 우수한 단차 추종성을 갖는 전자파 쉴드재(10)를 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 기재(11)의 두께가 약 7㎛보다도 얇은 경우에는 롤에 권취할 때의 텐션 조정이 어렵다. 이 때문에, 지지체 필름(21)의 한쪽 면 위에 얇은 폴리이미드 필름을 적층하여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 혹은, 미리 박리 필름(22) 위에 도전성 접착제층(14), 도전성 페이스트층(13), 앵커층(12) 등을 형성한 후에, 추가로 기재(11)를 형성하는 것이 바람직하다.

지지체 필름(21)을 사용하지 않고, 얇은 폴리이미드 필름만으로 이루어지는 기재(11)를 사용하는 경우의 두께는 약 1∼9㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 기재(11)는 피착체인 프린트 기판의 단차에 대한 추종성을 향상하기 위해, 인장 신도가 높은 것이 바람직하다. 기재(11)의 인장 신도는 100％ 이상이 바람직하다. 또한, 기재(11)의 인장 신도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 300％ 이하를 예시할 수 있다. 기재(11)의 탄성률이 1.0GPa 이상 2.5GPa 이하인 것이 바람직하다. 인장 신도가 높은 기재(11)를 폴리이미드 필름으로 구성하는 경우, 예를 들면 탄소수가 3개 이상인 지방족 유닛을 방향족 유닛간에 갖는 폴리이미드 재료를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름이 바람직하다. 추가로, 지방족 유닛은 탄소수가 1∼10 정도인 알킬렌기를 갖는 폴리알킬렌옥시기를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 기재(11)로 사용하는 폴리이미드 필름의 수증기 투과도는 500g/㎡·day 이상이 바람직하다. 500g/㎡·day보다도 수증기 투과도가 낮은 경우에는, 전자파 쉴드재(10)에 의해 프린트 기판을 피복한 후의 땜납 리플로우와 같은 가열 공정에 있어서, 각 층의 잔류 용제나 접착제로부터의 아웃 가스, 필름 중의 수분이 급격하게 가열됨으로써 발생되는 수증기에 의해 각 층간이 박리하게 될 가능성이 있다. 수증기 투과도에는 특히 상한을 설정하지 않지만, 같은 재료를 사용하는 한 수증기 투과도는 두께에 반비례하기 때문에, 두께를 얇게 하여 수증기 투과도를 올리는 경우에는 상술한 두께의 범위로 하는 것이 바람직하다.

(지지체 필름)

지지체 필름(21)은 전자파 쉴드재(10)의 사용 시에 기재(11)로부터 박리하는 것이 가능하다. 지지체 필름(21)의 기재로는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름을 들 수 있다. 지지체 필름(21)의 두께는 프린트 기판에 피복하여 사용할 때의 전자파 쉴드재(10)의 전체 두께로부터 제외되기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 통상 12∼150㎛ 정도이다.

지지체 필름(21)의 기재가 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 기재 자체에 어느 정도의 박리성을 갖고 있는 경우에는, 지지체 필름(21) 위에 박리 처리를 실시하지 않고, 직접 도포된 유전체의 박막 수지 필름으로 이루어지는 기재(11)를 적층해도 되고, 기재(11)를 보다 박리하기 용이하게 하기 위한 박리 처리를 지지체 필름(21)의 표면에 실시해도 된다. 또한, 지지체 필름(21)의 기재가 박리성을 갖지 않은 경우에는, 아미노알키드 수지나 실리콘 수지 등의 박리제를 도포한 후 가열 건조함으로써, 박리 처리를 실시할 수 있다. 지지체 필름(21)에 실시되는 박리제로는 실리콘 수지를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 실리콘 수지를 박리제로서 사용하면, 지지체 필름(21)의 표면에 접촉한 기재(11)의 표면에 실리콘 수지의 일부가 이행되고, 추가로 전자파 쉴드재(10)의 내부를 통해 도전성 접착제층(14)의 표면에 실리콘 수지가 이행되어, 도전성 접착제층(14)의 접착력을 약화시킬 우려가 있다.

(앵커층)

본 실시형태의 전자파 쉴드재(10)에 있어서는 기재(11)와 도전성 페이스트층(13)과의 밀착력의 향상을 도모하기 위해, 앵커층(12)을 사용할 수 있다. 앵커층(12)은 기재(11)와 도전성 페이스트층(13)을 접착하는 박막의 접착제층이다. 기재(11)에 대한 도전성 페이스트층(13)의 밀착성이 충분한 경우에는, 앵커층(12)을 생략하는 것도 가능하다. 앵커층(12) 위에 도전성 페이스트의 도포 및 가열 소성을 하여 도전성 페이스트층(13)을 형성하는 경우에는, 앵커층(12)의 재료로서 내열성이 우수한 접착성 수지를 사용할 필요가 있다.

앵커층(12)에 사용되는 접착성 수지로서 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 폴리이미드 수지, (메타)아크릴 수지 등의 열경화형 수지를 들 수 있다. 앵커층(12)의 접착성 수지로서 특히 바람직한 것은, 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물을 가교시키는 접착성 수지 조성물이나, 폴리우레탄계 수지에 경화제로서 에폭시 수지를 혼합한 접착성 수지 조성물이다. 이 때문에, 앵커층(12)은 폴리이미드 필름의 박막으로 이루어지는 기재(11)보다도 단단한 물성을 갖고 있다. 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 1분자에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지(그 미경화 수지)와, 1분자에 2개 이상의 카르복시기를 갖는 다가 카르복실산과의 반응 등에 의해 얻을 수 있다. 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물의 가교는 에폭시기와 반응하는 에폭시 수지용의 가교제를 사용할 수 있다.

앵커층(12)의 두께는 0.05∼1㎛ 정도인 것이 바람직하다. 이 정도의 막 두께이면 도전성 페이스트층(13)과의 충분한 밀착력이 얻어진다. 앵커층(12)의 두께가 0.05㎛ 이하인 경우는 기재(11)와 도전성 페이스트층(13)과의 밀착력이 저하될 우려가 있다. 또한, 앵커층(12)의 두께가 1㎛를 초과하면, 비용이 증대되기 때문에 바람직하지 않다.

(도전성 페이스트층)

도전성 페이스트층(13)의 형성에는 도전성 필러를 바인더가 되는 수지 조성물에 혼합한 도전성 페이스트가 사용된다. 도전성 페이스트로는, 도전성 금속 미립자, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버로 이루어지는 도전성 필러군 중에서 선택된 1개 이상과, 바인더 수지 조성물을 포함하는 것이 바람직하다. 도전성 금속 미립자로는, 구리, 은, 니켈, 알루미늄 등의 금속 미분말이 사용되지만, 도전 성능이 높고, 가격이 저가인 점에서 구리 또는 은의 미분말이나 입경이 1㎛ 미만인 나노 입자(구리 나노 입자, 은 나노 입자 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도전성을 갖는 카본 나노 입자인 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버도 사용할 수 있다. 도전성 페이스트층(13)의 소성 후의 체적 저항률은 1.5×10^－ ⁵Ω·㎝ 이하가 바람직하다. 또한, 도전성 페이스트층(13)의 소성 후의 표면 저항률은 0.3Ω／□ 이하인 것이 바람직하다.

도전성 페이스트의 소성 온도를 150∼250℃의 온도 범위의 저온으로 억제하기 위해서는, 금속 미립자의 평균 입경이 1∼120㎚의 범위인 것이 바람직하고, 1∼100㎚의 범위가 보다 바람직하다. 이러한 금속 미립자를 도전성 페이스트층(13)에 함유시킴으로써 박막화가 가능해질 뿐만 아니라, 미립자끼리가 융착하여 도전율의 향상도 동시에 실현될 수 있다. 추가로, 금속 미립자의 표면을 유기 분자층으로 피복함으로써, 용매 중에서의 분산 성능을 향상시킬 수 있다. 도전성 페이스트의 가열 소성 공정에 있어서, 금속 미립자 상호가 표면을 접촉시킴으로써, 도전성 페이스트층(13)이 도전성을 발현한다.

도전성 페이스트의 가열 소성은 예를 들면, 150∼250℃ 정도로 가열함으로써, 금속 미립자의 표면을 피복하고 있는 유기 분자층을 이탈시키고 증산시켜 제거하기 때문에, 소성 온도를 유기 분자층의 끓는점 범위로 하는 것이 바람직하다.

도전성 페이스트의 소성 시에 지지체 필름(21) 또는 박리 필름(22)을 사용하는 경우는, 이들의 수지 필름의 열 열화를 억제하기 위해, 소성 온도를 보다 저온, 바람직하게는 150∼180℃로 하는 것이 바람직하다.

도전성 페이스트에 도전성 필러와 혼합하여 사용되는 바인더 수지 조성물로는, 바람직하게는 폴리에스테르 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 폴리이미드 수지, (메타)아크릴 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다.

도전성 페이스트는 이들의 바인더 수지 조성물에 도전성 금속 미립자, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등의 도전성 필러를 혼합한 후에, 필요에 따라 알코올이나 에테르 등의 유기용제를 첨가하여 점도 조정을 행한다. 점도 조정은 유기용제의 첨가량(배합비)에 의해 행할 수 있다. 도전성 페이스트에 바인더 수지 조성물을 혼합함으로써, FPC용 전자파 쉴드재를 단차에 추종시켜 첩부한 경우에 연신되어도 균열이 생기거나 하여 도전성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도전성 페이스트층(13)의 소성 후의 두께는 0.1∼2㎛ 정도가 바람직하고, 0.3∼1㎛ 정도가 보다 바람직하다. 도전성 페이스트층(13)의 소성 후의 두께가 0.1㎛보다도 얇은 경우는, 높은 전자파 쉴드 성능을 얻는 것이 곤란하다. 한편, 도전성 페이스트층(13)의 소성 후의 두께가 2㎛보다 두꺼우면, 비용이 증대되기 때문에 바람직하지 않다.

(도전성 접착제층)

도전성 접착제층(14)은 프린트 기판 등의 피착체에 전자파 쉴드재(10)를 첩착하기 위한 접착제층이다. 도전성 접착제층(14)으로는 상온에서 감압 접착성을 나타내는 점착제층이 아니라, 가열 가압에 의한 열경화성 접착제층이 바람직하다. 이로써, 프린트 기판이 반복하여 굴곡된 경우이더라도 접착력이 저하되기 어렵다.

도전성 접착제층(14)에 사용되는 열경화성 접착제로는, 아크릴계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 고무계 접착제, 실리콘계 접착제 등의 일반적으로 사용되고 있는 열경화형 접착제를 들 수 있다. 또한, 인계, 브롬계 등의 난연제 등을 혼합하여 난연성을 갖게 한 것이 바람직하게 사용되지만, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄의 원료가 되는 폴리올 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물로서 인 함유의 화합물을 사용하고, 수지의 분자 구조 안에 인을 함유하는 폴리우레탄 수지를 열경화성 접착제로서 사용할 수도 있다. 열경화성의 도전성 접착제층(14)이 인 함유 폴리우레탄 수지 조성물과 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

도전성 접착제층(14)에 배합하는 도전성의 미립자는 특별히 한정은 되지 않고, 종래부터 공지된 것을 적용할 수 있다. 예를 들면, 카본 블랙이나 은, 니켈, 구리, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 금속 미립자, 및 이들 금속 미립자의 표면에 다른 금속을 피복한 복합 금속 미립자를 들 수 있고, 이들의 1종 또는 2종 이상을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 도전성 접착제에 있어서는 도전성 입자 상호의 접촉 및 당해 도전성 입자와 도전성 페이스트층 및 피착체인 프린트 기판과의 접촉에 의해, 도전성이 발현된다. 이 때문에, 도전성 물질을 다량으로 함유시키면, 우수한 도전성을 얻을 수 있지만 접착력이 저하되고, 도전성 물질의 함유량을 저감시키면, 접착력은 향상하지만 도전성이 저하된다는 상반되는 문제가 있다. 이 때문에, 도전성 미립자의 배합량은 접착제(고형분) 100중량부에 대해, 통상 10∼100중량부 정도, 보다 바람직하게는 30∼80중량부이다.

또한, 도전성 접착제층(14)을 구성하는 도전성 접착제로는 도전성 미립자를 포함한 이방 도전성 접착제가 바람직하다. 이 이방 도전성 접착제로는 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시 수지 등의 절연성의 열경화성 수지를 주성분으로 하고, 도전성 미립자가 분산된 접착제를 사용할 수 있다. 이방 도전성 접착제에 사용되는 도전성 미립자로는, 예를 들면 금, 은, 아연, 주석, 땜납 등의 금속 미립자의 1종 또는 2종 이상, 혹은 금속으로 도금된 수지 입자를 들 수 있다. 도전성 미립자의 형상은 수지상 혹은 침 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 형상이면, 압착 부재에 의해 피착체의 프린트 기판에 대해 가열 가압처리를 행할 때에, 낮은 가압력으로 도전성 미립자가 프린트 기판의 도체 배선에 혼입되어, 이방 도전성 접착제층과 도체 배선과의 사이의 전기 저항을 저감시키는 것이 가능해진다.

도전성 접착제의 접착력은 특히 제한을 받지 않지만, 그 측정 방법은 JIS Z 0237에 기재된 시험 방법에 준한다. 피착체 표면에 대한 접착력이 박리 각도 180도 필, 박리 속도 300㎜/분의 조건하에서 5∼30N/인치의 범위가 바람직하다. 접착력이 5N/인치 미만에서는 예를 들면, 프린트 기판에 첩착된 전자파 쉴드재(10)가 박리되거나 들뜨거나 하는 경우가 있다. 프린트 기판에 대한 가열 가압 접착의 조건은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 온도를 160℃, 가압력을 4.5MPa로서 60분간 열프레스하는 것이 바람직하다.

도전성 접착제층(14)의 두께는 15㎛ 이하가 바람직하다. 이로써, 도전성 접착제층(14)의 두께를 포함하는 전자파 쉴드재(10)의 총 두께가 얇아져 단차 추종성이 향상한다. 도전성 접착제층(14)의 두께가 15㎛보다 두꺼우면, 근래의 정보 단말의 박형화에 대응할 수 없고, 또한 비용이 증대되기 때문에 바람직하지 않다.

(광흡수제)

전자파 쉴드재(10)에 차광성을 부여하기 위해 지지체 필름(21) 및 박리 필름(22)을 제외한 전자파 쉴드재(10)를 구성하는 몇 개의 층에 광흡수제를 포함하고 있어도 된다. 이 목적으로 광흡수제를 포함할 수 있는 층은 예를 들면, 기재(11), 앵커층(12), 도전성 페이스트층(13), 도전성 접착제층(14) 중 어느 1층 또는 2층 이상을 들 수 있다. 광흡수제로는 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 흑색 안료 또는 착색 안료를 들 수 있다. 전자파 쉴드재(10)를 프린트 기판 등의 피착체에 첩착한 상태에 있어서의 외관을 개선하는 목적으로는, 전자파 쉴드재(10)의 외측이 되는 기재(11) 또는 앵커층(12) 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두가 광흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.

지지체 필름(21) 및 박리 필름(22)을 제외한 전자파 쉴드재(10)의 광투과율은 5％ 이하가 바람직하다. 광투과율로는 가시광선 투과율, 전광선 투과율 등을 들 수 있다. 기재(11)가 용제 가용성 폴리이미드 필름으로 구성되는 경우는 기재(11)가 광흡수제를 함유해도 된다.

광투과율을 효과적으로 저하시키기 위해서는, 광흡수제 중에서도 카본 블랙 등의 흑색 안료가 바람직하다. 흑색 안료 또는 착색 안료로 이루어지는 광흡수제는 몇 개의 층 중에 0.1∼30중량％로 함유시키는 것이 바람직하다. 흑색 안료 또는 착색 안료는 SEM 관찰에 의한 일차 입자의 평균 입경이 0.02∼0.1㎛ 정도인 것이 바람직하다. 광흡수제를 함유하는 층의 두께는 광흡수제의 미립자가 표출되지 않도록 광흡수제의 입경보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 흑색 안료로는 실리카 입자 등을 흑색재에 침지시켜 표층부만을 흑색으로 해도 되고, 흑색의 착색 수지 등으로 형성하여 전체에 걸쳐 흑색으로 이루어지도록 해도 된다. 또한, 흑색 안료는 진흑 이외에 회색, 거뭇한 갈색 또는 거뭇한 녹색 등의 흑색에 근사한 색을 나타내는 입자를 포함하고, 빛을 반사하기 어려운 어두운 색이면 사용할 수 있다.

(박리 필름)

도전성 접착제층(14)의 표면에는 도전성 접착제층(14)을 보호하기 위해, 박리 필름(22)을 형성할 수 있다. 박리 필름(22)은 전자파 쉴드재(10)의 사용 시에, 도전성 접착제층(14)으로부터 박리하는 것이 가능하다. 박리 필름(22)의 기재로는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름을 들 수 있다. 이들의 기재 필름에 아미노알키드 수지나 실리콘 수지 등의 박리제를 도포한 후, 가열 건조함으로써 박리 처리가 실시된다. 박리 필름(22)에 실시되는 박리제로는 실리콘 수지를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 실리콘 수지를 박리제로서 사용하면, 도전성 접착제층(14)의 접착력을 약화시킬 우려가 있다. 박리 필름(22)의 두께는 프린트 기판에 첩착하여 사용할 때의 전자파 쉴드재(10)의 전체 두께로부터 제외되기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 통상 12∼150㎛ 정도이다.

전자파 쉴드재(10)의 총 두께로는 6∼20㎛의 범위 내가 바람직하고, 8∼15㎛가 보다 바람직하다. 여기서, 전자파 쉴드재(10)의 총 두께란, 기재(11)로부터 도전성 접착제층(14)까지의 두께의 합계를 의미하고, 기재(11)의 두께 및 도전성 접착제층(14)의 두께를 포함한다.

(프린트 기판)

본 발명의 전자파 쉴드가 사용되는 프린트 기판으로는, 절연 기판이 경질인 리지드 기판, 절연 기판이 유연성인 플렉시블 기판, 유연성이 있는 부분과 경질인 부분을 포함하는 리지드 플렉시블 기판(플렉스 리지드 기판) 등을 들 수 있다. 단차로는 예를 들면, 50㎛ 이상, 추가로 300㎛ 이상을 예시할 수 있다.

전자파 쉴드재(10)의 한쪽 면 또는 양면에 지지체 필름(21) 또는 박리 필름(22)의 한쪽 또는 양쪽 모두가 적층된 전자파 쉴드재 적층체(20)는 전자파 쉴드재(10)의 총 두께가 얇아도 취급성이 우수하다. 전자파 쉴드재(10)를 피착체인 프린트 기판에 첩착할 때는, 적어도 박리 필름(22)을 박리하여 제거한 후 도전성 접착제층(14)의 표면을 피착체에 대향시킨다. 단차 추종성이 필요한 경우는, 지지체 필름(21) 및 박리 필름(22)을 제외한 총 두께가 얇은 상태로 전자파 쉴드재(10)를 피착체에 적층한다. 그 후, 바람직하게는 가열 가압에 의해 도전성 접착제층(14)을 열경화시켜, 전자파 쉴드재(10)를 피착체에 접착한다.

본 발명의 전자파 쉴드가 사용되는 전자 기기로는 특별히 한정되지 않지만, 휴대 전화, 노트형 컴퓨터, 휴대 단말, 태블릿 단말 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기는 본 발명의 전자파 쉴드가 첩착된 프린트 기판을 구비할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

한쪽 면에 박리 처리를 실시한, 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 지지체 필름으로 사용한다. 그 지지체 필름의 한쪽 면 위에, 광흡수제의 흑색 안료로서 비도전성 카본 블랙을, 건조 후의 인장 신도가 140％인 용제 가용성 폴리이미드의 고형분에 대해 1중량％ 배합한 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 건조 후의 두께가 4㎛가 되도록 유연 도포, 건조시켜, 유전체의 박막 수지 필름으로 이루어지는 기재를 적층했다. 또한, 기재의 인장 신도를 측정하기 위해, 전자파 쉴드재의 제조용과 동일하게 하여, 인장 신도의 측정용 기재를 제작하고, 지지체 필름으로부터 기재를 박리하여, IPC-TM-650 2.4.19의 방법에 따라 인장 신도를 측정한 결과, 140％였다.

지지체 필름의 한쪽 면 위에 적층되어 있는 기재 위에, 도전성 필러로서 입자 직경이 10∼40㎚인 은 입자와 바인더 수지를 혼합하여 조제한 도전성 페이스트를 사용하여, 건조 후의 두께가 0.25㎛가 되도록 도포한 후, 온도 150℃에서 소성하여 도전성 페이스트층을 형성했다. 건조한 도전성 페이스트층의 체적 저항률을 측정한 값은 1.5×10^-5Ω·㎝ 이하였다.

별도로, 인 함유 폴리우레탄 수지의 40％ 용액(토요보 제조: UR3575) 100중량부에 대해, 다관능 에폭시 수지 70％ 용액(토요보 제조: HY-30)을 3.9중량부, 평균 입자 직경 16㎚인 흄드 실리카(일본 에어로질(주) 제조: R972)를 2.1중량부, 첨가제로서 실란 커플링제(신에츠 화학 공업 제조: KBM-403)를 0.42중량부, 은 하이브리드 구리(토다 공업 제조: RD-MS3) 26중량부를 순차 첨가하여, 메틸에틸케톤 및 톨루엔으로 희석하고, 교반 혼련하여 도전성 접착제 용액을 얻었다. 인 함유 폴리우레탄 수지와 다관능 에폭시 수지를 합계한 접착제(고형분) 100중량부에 대한 은 하이브리드 구리의 비율은 약 60.8중량부이다. 얻어진 도전성 접착제 용액을 도전성 페이스트층 위에 건조 후의 두께가 4㎛가 되도록 도전성 접착제층을 적층하고, 실시예 1의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(실시예 2)

건조 후의 인장 신도가 120％인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액에 비도전성 카본 블랙을 첨가하여 기재를 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(실시예 3)

건조 후의 인장 신도가 170％인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액에 비도전성 카본 블랙을 첨가하지 않고, 기재를 건조 후의 두께가 4㎛가 되도록 형성하고, 형성된 기재의 위에 광흡수제의 흑색 안료로서 비도전성 카본 블랙과 내열 온도가 260∼280℃인 폴리에스테르계 수지 조성물을 혼합한 앵커층을 형성하기 위한 도공액을 사용하여 건조 후의 두께가 0.5㎛가 되도록 도포하여 앵커층을 적층한 후, 앵커층상에 도전성 페이스트층과 도전성 접착제층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 3의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(실시예 4)

도전성 페이스트층의 두께를 0.8㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 4의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(비교예 1)

건조 후의 인장 신도가 50％인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액에 비도전성 카본 블랙을 첨가하여 기재를 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(비교예 2)

도전성 페이스트층을 적층하는 대신에, 두께가 0.08㎛인 은증착막을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 2의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(비교예 3)

앵커층상에 도전성 페이스트층을 적층하는 대신에, 두께가 12㎛인 전해 구리박을 형성한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 비교예 3의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(비교예 4)

지지체 필름을 사용하지 않고, 기재로서 두께가 10㎛, 인장 신도가 62％인 열경화형 폴리이미드로 이루어지는 폴리이미드 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 비교예 4의 전자파 쉴드재를 얻었다.

(단차 추종성의 평가 방법)

도 2에 나타낸 바와 같이, 유연성 기판부(32) 위에 경질 기판부(33) 및 단자부(31)가 형성된 테스트용 기판(30)을 준비하고, 그 위에 전자파 쉴드재(10)를 적층했다. 유연성 기판부(32)의 양단상에 형성되는 단자부(31)간의 길이가 50㎜이다. 유연성 기판부(32)에 대해 경질 기판부(33)에 의해 형성되는 단차는 높이 0.3㎜(300㎛), 폭 30㎜이다. 경질 기판부(33)의 길이는 30㎜이고, 단자부(31)와 경질 기판부(33)와의 사이의 개구부(35)의 길이는 좌우 각 10㎜이다.

단자부(31)상에서 단자간 저항을 측정하기 위한 노출부(34)를 남기고, 전자파 쉴드재(10)의 단부가 단자부(31)상의 일부에 걸리고, 전자파 쉴드재(10)의 도전성 접착제의 면에 의해 개구부(35)가 덮이도록 적층하여, 160℃, 2.5MPa, 65분의 조건으로 열프레스하여 추종성의 평가 샘플을 얻었다. 얻어진 샘플의 단면을 관찰하여 전자파 쉴드재가 중앙의 단차에 추종하고 있는 경우는 「○」, 추종하지 않고 전자파 쉴드재가 테스트용 기판으로부터 들떠 간극이 발생하거나, 단차의 모퉁이에서 전자파 쉴드재의 필름이 끊어져 버리거나 하는 경우를 「×」로 했다.

(도전성의 평가 방법)

단차 추종성의 평가 방법으로 얻어진 샘플의 양단의 단자간 저항을 디지털 멀티 미터(TFF 키슬리 인스트루먼트사 제조, 형식: 2100/100)로 측정하여, 1Ω 미만을 「○」, 1Ω 이상 2Ω 미만을 「△」, 2Ω 이상을 「×」로 했다.

(내열성의 평가 방법)

얻어진 전자파 쉴드재를 두께가 25㎛인 폴리이미드 필름에 160℃, 2.5MPa, 65분의 조건으로 열프레스하여 내열성의 평가용 샘플을 얻었다. 2.5㎝×5㎝의 치수로 시험편을 잘라내어, 290℃의 땜납욕에 10초간 침지한 후 들어올렸다. 땜납욕 침지 후의 전자파 쉴드재의 외관에 육안으로 변형이나 수축 등의 이상이 없는지를 관찰하여, 이상이 없고 양호한 경우를 「○」로 하고, 이상이 관찰된 경우를 「×」로 했다.

(시험 결과)

실시예 1∼4 및 비교예 1∼4에 대해, 상기의 평가 방법에서 전자파 쉴드재의 평가를 행하여 얻어진 평가 결과를 표 1∼2에 나타냈다. 두께란에 「없음」이라고 기입되어 있는 것은 그 층을 갖지 않는 것을 의미한다. 또한, 폴리이미드 기재의 폴리이미드 재료란에서 「PI1」, 「PI2」, 「PI3」, 「PI4」, 「PI5」는 각각 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 비교예 1, 비교예 4에서 사용한 폴리이미드를 의미한다.

표 1∼2에 나타낸 추종성 시험의 결과에 의하면, 기재의 인장 신도가 100％ 이상인 경우, 추종성과 도전성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 즉, 기재의 인장 신도가 100％ 이하인 경우, 테스트용 기판의 단차에 완벽히 추종하지 못하고, 테스트용 기판과의 사이에 간극이 발생하거나 도전성 페이스트층의 파단이 일어나거나 하여 추종성과 도전성이 악화되었다.

또한, 비교예 2와 같이 증착막을 도전층으로 한 경우, 도전층이 유연성이 부족하기 때문에 기재의 인장 신도가 100％ 이상임에도 불구하고, 테스트용 기판의 단차에 완벽히 추종하지 못하고, 테스트용 기판과의 사이에 간극이 발생하거나 도전층에 균열이 생기거나 파단되거나 하여 추종성과 도전성이 악화되었다.

또한, 비교예 3과 같이 금속박을 도전층으로 한 경우, 도전층이 신도가 부족하기 때문에 기재의 인장 신도가 100％ 이상임에도 불구하고, 테스트용 기판의 단차에 완벽히 추종하지 못하고, 테스트용 기판과의 사이에 간극이 발생하거나 도전층에 균열이 생기거나 파단되거나 하여 추종성과 도전성이 악화되었다.

실시예 1∼4의 경우는, 도전층에 도전성 페이스트층을 채용함으로써, 소성된 나노 은 입자의 공극에 충전되는 바인더에 의해 유연성이 생겨, 도전층이 단차에 추종하기 때문에, 기재인 폴리이미드 필름이 연신되어도 도통성을 잃지 않는 단차 추종성이 양호한 전자파 쉴드재가 얻어졌다.

또한, 비교예 2, 3과 같이 금속박이나 증착막과 같이 치밀한 도체막을 도전층으로 한 경우, 땜납욕 등으로 급격하게 가열한 경우에 발생하는 기재 필름 중의 수분에 의한 수증기나, 미반응물, 저분자 성분에 의한 아웃 가스가 통과하지 못하고, 발포 등의 외관 불량이 된다. 즉, 실시예 1∼4와 같이 도전층에 도전성 페이스트를 채용한 결과, 소성 후에도 도전층에 공극이 존재하기 때문에, 전술한 수분이나 아웃 가스가 빠져 나가 급격하게 가열한 경우에도 발포 등의 외관 불량이 발생하지 않는 내열성이 양호한 전자파 쉴드재를 얻을 수 있었다.

한편, 두께가 크고 인장 신도가 100％ 이하인 폴리이미드 필름을 기재로 하고 있는 비교예 4에서도 내열성이 악화되었지만, 이는 두께가 큰 기재로부터의 가스의 발생량이 많고, 또한 가스 투과성이 낮기 때문으로 생각된다.

10…전자파 쉴드재, 11…기재, 12…앵커층, 13…도전성 페이스트층, 14…도전성 접착제층, 20…전자파 쉴드재 적층체, 21…지지체 필름, 22…박리 필름, 30…테스트용 기판, 31…단자부, 32…유연성 기판부, 33…경질 기판부.

Claims

유전체의 수지 필름으로 이루어지는 기재의 한쪽 면 위에, 도전성 페이스트층과 도전성 접착제층이 이 순서대로 상기 기재의 두께 방향으로 적층되어 있고, 상기 기재의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 페이스트층이 입경 1㎛ 미만인 은 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기재의 인장 신도가 100％ 이상 300％ 이하인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재가 용제 가용성 폴리이미드 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재가 탄소수가 3개 이상인 지방족 유닛을 방향족 유닛간에 갖는 폴리이미드 재료를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 접착제층의 두께가 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 접착제층이 이방 도전성 접착제층인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 접착제층이 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재로부터 상기 도전성 접착제층까지의 두께의 합계가 6∼15㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재가 상기 도전성 페이스트층 및 상기 도전성 접착제층이 적층된 측과는 반대면에 있어서, 상기 기재로부터 박리 가능한 지지체 필름에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 쉴드재.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 전자파 쉴드재를 구비하는 휴대 전화.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 전자파 쉴드재를 구비하는 전자 기기.