KR20210015660A - 전자파 차폐 시트 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판 - Google Patents

Abstract

땜납 리플로우 내성 및 우량의 냉열 사이클 신뢰성을 갖고, 또한 우수한 고주파 차폐성과, 양호한 절곡 내성을 갖는 전자파 차폐 시트 및 그 전자파 차폐 시트를 이용한 배선 회로 기판을 제공한다.
도전접착제층과 금속층과 보호층으로 구성되며, 상기 금속층의 도전접착제층과 접하는 상기 금속층의 계면은 ISO 7668에 준거해서 구한 60°경면 광택도가 10~800이며, 또 상기 금속층은 복수의 개구부를 가지며, 또한 개구율이 0.10~20%인 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 CIRCUIT BOARD}

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

휴대폰, PC, 서버 등을 비롯한 각종 전자 기기에는, 프린트 배선판 등의 배선 회로 기판이 내장되어 있다. 이러한 배선 회로 기판에는, 외부로부터의 자기장이나 전파에 의한 오동작을 방지하기 위해, 또 전기 신호로부터의 불필요한 복사를 줄이기 위해, 전자파 차폐 구조가 설치되어 있다.

전송 신호의 고속 전송화에 따라, 전자파 차폐 시트도 고주파 노이즈에 대응하는 전자파 차폐성(이하, 고주파 차폐성) 및 고주파 영역에서의 전송 손실(이하, 전송 특성이라 함)의 저감이 요구되고 있다. 특허 문헌 1에서는, 두께가 0.5~12㎛의 금속층과 이방 도전접착제층을 적층 상태로 구비한 구성이 개시되어 있다. 그리고 해당 구성에 의해, 전자파 차폐 시트의 한쪽면 측에서 다른 쪽면 측으로 진행하는 전계파, 자계파, 및 전자파를 양호하게 차폐함과 동시에 전송 손실을 저감하는 것이 기재되어 있다.

국제특허공개공보 제2013/077108호 일본특허공개공보 제2013-168643호

최근, 휴대 전화로 대표되는 전자 기기는, 전송 신호의 고속 전송화에 따라 그것에 내장되는 배선 회로 기판 상의 전자파 차폐 시트도 고주파 차폐성, 및 전송 특성이 요구되고 있다. 이 때문에 전자파 차폐 시트의 도전층은 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 두께가 0.5~12㎛의 금속층을 이용하는 것이 바람직한 것으로 되어 왔다.

그러나, 금속층을 이용한 전자파 차폐 시트를 배선 회로 기판에 붙인 전자파 차폐성 배선 회로 기판은 남땜리플로우 등의 가열 처리를 실시했을 때에, 배선 회로 기판의 내부에서 발생하는 휘발 성분에 의해 층간에 들뜸이 발생하고, 발포 등에 의해 외관 불량 및 접속 불량이 되는 문제가 있었다(이하, 땜납 리플로우 내성 이라 함). 이 문제에 대해, 예를 들면 특허문헌 2에서는 금속 박막층에 핀홀을 여럿 갖는 금속박(箔)을 이용하여, 휘발 성분을 금속 박막층의 핀 홀로부터 투과시킴으로써 층간에서의 들뜸이나 발포를 억제하고 있다.

또한, 전자파 차폐 시트의 금속층은, 두꺼울수록 더 높은 차폐성을 발현하는 한편, 반발력이 높아진다. 따라서, 전자파 차폐 시트를 프린트 배선판에 붙인 차폐 프린트 배선판은, 케이스에 조립할 때에, 절곡(折曲) 부분으로의 크랙의 발생, 외관 불량, 절연 불량, 및 소음 누출의 발생 등이 문제가 되었다.

한편, 최근의 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 전자 기기의 세계적인 보급에 따라, 광범위한 온도 조건에서의 신뢰성이 요구되고 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 전자파 차폐 시트를 갖춘 배선 회로 기판은 극단적인 온도 변화에 노출되면, 배선 회로 기판으로부터 박리나, 그라운드 회로와의 접속이 끊기는 것과 같은 문제를 발생시키고 있다(이하, 냉열 사이클 신뢰성).

본 발명은 상기 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은 땜납 리플로우 내성 및 우수한 냉열 사이클 신뢰성을 가지며, 우수한 고주파 차폐성과, 양호한 절곡 내성을 갖는 전자파 차폐 시트 및 그 전자파 차폐 시트를 이용한 배선 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명자가 예의 검토를 실시한 결과, 다음의 예에서, 본 발명의 과제를 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 따른 전자파 차폐 시트는, 도전접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지고, 도전접착제층과 접하는 상기 금속층의 면(面)은 ISO 7668에 준거해서 구한 60°경면 광택도가 10~800이고, 상기 금속층은 복수의 개구부를 가지며, 또한 개구율이 0.10~20%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 땜납 리플로우 내성이 우수하고, 고주파 전송 회로에 이용한 경우에도 우수한 고주파 차폐성을 나타내며, 또 양호한 절곡 내성과 냉열 사이클 노출 후에도 높은 접속 신뢰성을 갖는 전자파 차폐 시트, 및 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 제공할 수 있다는 우수한 효과를 나타낸다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 전자파 차폐 시트를 예시한 단면도이고,
도 2는, 거칠기 정도가 다른 표면의 경면 반사광/확산 반사광의 비율 비교를 예시한 도면이고,
도 3는, 본 실시 형태에 따른 전자파 차폐성 배선 회로 기판의 일례를 나타내는 모식적인 절단부 단면도이고,
도 4는, 냉열 사이클 신뢰성 평가의 모식적 평면도, 및 절단부 단면도이고,
도 5는, 적층 경화물(실시 예 5)의 동적 점탄성 곡선이다.

이하, 본 발명을 적용한 실시 형태의 일례에 관해서 설명한다. 또한, 다음 도면에서의 각 부재의 크기나 비율은, 설명의 편의상의 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에 있어서, 「임의의 수 A~임의의 수 B」로 되는 설명은, 해당 범위에 수 A가 하한치로, 수 B가 상한치로 포함된다. 또한, 본 명세서에서의 「시트」는, JIS에서 정의된 「시트」뿐만 아니라, 「필름」도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 특정하는 수치는, 실시 형태 또는 실시 예에 개시된 방법에 의해 구해지는 값이다.

<전자파 차폐 시트>

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 적어도 도전접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가진다. 도 1은, 실시 형태에 따른 전자파 차폐 시트(10)를 예시한 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 전자파 차폐 시트(10)는, 도전접착제층(a1), 금속층(a2) 및 보호층(a3)을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지며, 금속층(a2)은 도전접착제층(a1) 및 보호층(a3) 사이에 배치되어 있다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는, 복수의 개구부(a4)를 가지며 개구율이 0.10~20%이며, 또한 도전접착제층과 접하는 상기 금속층의 면은 ISO 7668에 준거해서 구한 60°경면 광택도가 10~800인 금속층을 갖추고 있기 때문에, 특히 고주파 (예를 들어, 100MHz에서 50GHz)의 신호를 전송하는 배선 회로 기판에서 우수한 전송 특성 등을 발현할 수 있다 .

전자파 차폐 시트(10)는, 예를 들어, 피착체인 배선 회로 기판과, 도전접착제층(a1)측의 면을 맞붙여서(貼合) 전자파 차폐층을 형성하고, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 제작한다. 즉, 금속층(a2)의 표면 중, 배선 회로 기판 중의 신호 배선과 대향하는 것은, 도전접착제층(a1)과 밀착하는 표면이다.

[적층 경화물의 손실정접(loss tangent)]

또한, 본 발명의 전자파 차폐 시트는, 적어도 도전접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를, 170℃에서 30분 열 프레스해서 이루어지는 적층 경화물의, 125℃에서의 손실정접이 0.10 이상인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 냉열 사이클 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

적층 경화물은, 전자파 차폐 시트를 170℃에서 30분 열 프레스에 의해 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 즉, 도전접착제층, 금속층, 보호층 및 기타 기능층으로 이루어지며, 그 중 경화성분을 갖는 층은 경화가 이루어진 적층체를 말한다.

적층 경화물은, 열 프레스 전 또는 열 프레스 후에 전자파 차폐 시트에서 박리성 시트를 제거한 것으로서, 전자파 차폐 시트 한 장만 열 프레스를 하거나 여러 장의 전자파 차폐 시트를 라미네이터 등에 의해 적층하여 열 프레스를 하는, 어떤 방법으로도 얻을 수 있다.

즉 적층 경화물은, 전자파 차폐 시트 중, 전자파 차폐성 배선 회로 기판에 사용되는 전자파 차폐층과 같은 적층 구성 부분이다.

구체적으로 예를 들면, 전자파 차폐 시트를 2장 준비하고, 각각의 도전접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨 노출된 도전접착제층끼리 맞붙여서 170℃ 30분의 조건에서 열 프레스하고, 적어도 도전접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 열 경화시켜 적층 경화물로 할 수 있다.

적층 경화물의 손실정접은, 하기 수학 식(3)에 의해 구해지는 수치이며, 전자파 차폐 시트를 변형시켰을 때에 발생하는 응력의 완화 능력의 지표가 된다.

수학 식 (3)

(적층 경화물의 손실정접) =

(적층 경화물의 손실 탄성률 E'') / (적층 경화물의 저장 탄성률 E')

일례로서, 도 5에 적층 경화물(실시 예 5)의 동적 점탄성 곡선을 나타낸다. 특정 온도에서의 손실 탄성률 E'', 저장 탄성률 E'을 읽고 그 값을 위의 수학 식 (3)에 적용함에 따라, 대응하는 온도에서의 손실정접을 산출할 수 있다. 적층 경화물은, 170℃에서 30분 열 프레스 후 125℃에서의 손실정접이 0.1 이상인 것이, 냉열 사이클 신뢰성의 관점에서 바람직하다. 적층 경화물의 170℃에서 30분 열 프레스 후 125℃에서의 손실정접이 0.1 이상이면, 고온 노출시의 팽창에 의해 발생하는 응력을 충분히 완화시킬 수 있게 된다. 적층 경화물은, 170℃에서 30분 열 프레스 후 125℃에서의 손실정접이 0.13 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.15 이상인 것이 더욱 바람직하다.

적층 경화물의 손실정접은, 도전접착제층, 금속층, 보호층, 및 기타 적층 경화물에 구비되는 층 중 어느 것, 또는 2층 이상의 층의 손실 탄성률 E'' 및 저장 탄성률 E'을 변화시킴으로써 제어할 수 있다. 적층 경화물에 포함되는 1층, 또는 2층 이상의 층의 손실 탄성률 E'' 및 저장 탄성률 E'을 변화시킴으로써, 적층 경화물의 손실 탄성률 E'' 및 저장 탄성률 E'이 변화하고 적층 경화물의 손실정접이 변화하기 때문이다.

적층 경화물에 포함되는 1층 또는 2층 이상의 층의 손실 탄성률 E'' 및 저장 탄성률 E'을 변화시키는 방법의 일례로서, 보호층 중의 경화제량 제어를 들 수 있다. 즉, 보호층 중의 경화제량을 증가 또는 감소시킴으로써, 보호층의 저장 탄성률 E'가 상승 또는 저하된다. 그 결과, 적층 경화물의 저장 탄성률 E'가 상승 또는 저하하고, 적층 경화물의 손실정접이 저하 또는 상승한다.

적층 경화물의 손실정접을 제어하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 및 경화제의 종류나 배합비를 바꾸거나, 각층의 두께 비율을 바꾸거나, 금속층의 종류를 바꾸는, 종래 공지의 방법을 적용할 수 있다.

≪금속층≫

본 발명의 금속층은 전자파 차폐 시트에 고주파 차폐성을 부여하는 기능을 갖는다. 도전접착제층과 금속층의 계면에서의 금속층이 도전접착제층에 접하는 측의 면은, ISO 7668에 준거해서 구한 60°경면 광택도가 10~800이다. 60°경면 광택도를 10~800의 범위가 되도록 제어함으로써 절곡 내성과 냉열 사이클 신뢰성을 양립할 수 있다. 60°경면 광택도의 자세한 내용, 및 60°경면 광택도의 제어에 의해 얻어지는 효과에 대한 자세한 내용은 후술한다.

그리고 또한, 본 발명의 금속층은 복수의 개구부를 가지며, 또한 개구율이 0.10~20%이다. 이로 인해 땜납 리플로우 내성을 향상시키고, 외관 불량의 발생 및 접속 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

[60°경면 광택도]

60°경면 광택도는, ISO 7668에 있어서 규격화된 파라미터이며, 측정 대상 표면의 광택 정도를 나타낸다. 경면(鏡面) 광택도는, 측정 대상 표면에 일정한 입사각으로 빛(입사광)을 조사하여 일정한 각도의 반사된 빛(경면 반사광)을 검출기에 의해 검출하고 수치화함으로써 측정할 수 있다.

측정 대상 표면에 대해 조사된 입사광은, 측정 대상 표면에 도달했을 때에 반사 또는 투과, 흡수된다. 또, 반사에는 경면 반사 및 확산 반사가 있고, 입사각과 동일한 각도(반사각)로 반사된 빛이 경면 반사광이며, 경면 광택도 측정으로 검출되는 빛이다. 60°경면 광택도는, 입사각 및 반사각이 60°에서 측정된 값이다.

측정 대상 표면이 금속층인 경우, 입사광은 대부분이 반사된다. 반사되는 빛이 어느 비율로 경면 반사와 확산 반사가 되는지는, 금속층 표면의 거칠기 정도에 의해 결정된다. 도 2에 거칠기 정도가 다른 2종류의 측정 대상 표면의 단면도를 나타낸다. 도 2(i)에 나타내는 바와 같이 거칠기 정도가 작은 측정 대상 표면에서는, 경면 반사광의 비율은 크고, 한편으로 확산 반사광은 작아져, 경면 광택도의 값은 커진다. 한편, 도 2(ii)에 나타내는 바와 같이 거칠기 정도가 큰 측정 대상 표면에서는, 경면 반사광의 비율이 작고, 한편으로 확산 반사광은 커지고, 경면 광택도의 값은 작아진다. 즉, 경면 광택도는 측정 대상 표면의 거칠기 정도를 도모하는 지표로서 사용할 수 있다.

또한, 이 금속층의 60°경면 광택도의 값은, 가열 프레스 등의 전자파 차폐 층의 형성 공정에 의해 변화하지 않는다. 따라서, 전자파 차폐층에서의 도전접착제층과 접하는 상기 금속층의 면의 60°경면 광택도도 10~800이다.

전자파 차폐 시트, 및 그것을 경화한 적층 경화물이나 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 접어 구부릴(折曲) 때에는, 포함되어 있는 금속층도 함께 구부려진다. 그때, 금속층의 표면의 요철이 험한 경우에는, 금속층의 크랙을 유발할 수도 있다. 즉, 금속층이 절곡되었 때에 요철의 오목부로 응력이 집중하여 오목부를 기점으로 금속층에 크랙이 발생한다. 금속층의 크랙은, 금속층의 도전 불량에 의한 차폐성의 저하나, 크랙 단부가 다른 층을 뚫어버림에 따라 발생하는 외관 불량 등의 문제를 야기시킨다. 따라서, 절곡 내성의 관점에서는, 금속층의 도전접착제층과 접하는 면의 60°경면 광택도는, 10 이상인 것이 바람직하고, 20 이상인 것이 더 바람직하며, 40 이상인 것이 한층 더 바람직하다.

한편, 냉열 사이클 신뢰성의 관점에서는, 예의 검토의 결과, 금속층의 60° 경면 광택도를 10~800의 범위로 함으로써 냉열 사이클 신뢰성이 향상하는 결과를 발견했다. 이것은 냉열 사이클에서 도전접착제층의 신축에 의한 형상 변화가 발생했을 경우에도, 금속층 표면에 형성된 요철을 적당히 거칠게 함으로써 도전접착제층 중의 도전성 필러와 금속층과의 접촉이 유지되고 접속 저항값의 악화가 억제되고 있기 때문으로 생각된다. 검토 결과, 금속층의 60°경면 광택도가 20~750의 범위로하는 것이 보다 바람직하고, 40~700의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다.

[60°경면 광택도의 제어 방법]

금속층 표면의 60°경면 광택도를 제어하는 방법은, 예를 들어, 동박 표면 위에 거칠게 만든 입자를 부착시켜 조화(粗化) 처리면을 형성하는 방법, 일본 특허 공개공보 제2017-13473호에 기재되어 있는 버프를 사용하여 금속 표면을 연마하는 방법, 연마 천 종이를 이용하여 금속 표면을 연마하는 방법, 원하는 요철을 갖는 캐리어 재료 위에 도금 등의 방법으로 금속층을 형성하고 캐리어 재료의 요철을 전사시키는 방법, 압축 공기에 의해 연마재를 금속 표면에 분사하는 쇼트 블라스트 법을 들 수 있다. 금속층 표면의 60°경면 광택도의 제어 방법으로서는, 예시한 방법에 한정되는 것이 아니라, 종래 공지의 방법을 적용할 수 있다

[금속층의 두께]

금속층의 두께는, 0.3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 금속층의 두께를 0.3㎛ 이상으로 함으로써 배선 회로 기판에서 발생하는 전자파 노이즈의 파장에 대하여 투과를 억제할 수 있고, 충분한 고주파 차폐성을 발현할 수 있으면서 동시에 절곡시의 금속층의 크랙 발생을 억제할 수 있다. 금속층의 두께는 0.5㎛ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 금속층의 두께는 5.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 금속층의 두께를 5.0㎛ 이하로 하는 것으로, 적층 경화물의 손실정접을 높일 수 있고, 냉열 사이클 신뢰성을 향상시킨다. 금속층의 두께 상한은 3.5㎛ 이하가 보다 바람직하다.

[금속층의 성분]

금속층은, 예를 들어 금속박, 금속 증착막, 금속 도금막을 사용할 수 있다.

금속박에 사용하는 금속은, 예를 들어 알루미늄, 구리, 은, 금 등의 도전성 금속이 바람직하며, 한 종류의 금속 또는 여러 금속의 합금 모두 사용할 수 있다. 고주파 차폐성 및 비용 측면에서 구리, 은, 알루미늄 보다 바람직하고, 구리가 더욱 바람직하다. 구리는, 예를 들면, 압연 동박 또는 전해 동박을 사용하는 것이 바람직하다.

금속 증착막 및 금속 도금막에 사용하는 금속은, 예를 들어 알루미늄, 구리,은, 금 등의 도전성 금속의 한 종류 또는 여러 금속의 합금을 사용하는 것이 바람직하고, 구리, 은이 보다 바람직하다. 금속박, 금속 증착막, 금속 도금막은 한쪽 표면 또는 양쪽 표면을 금속 또는 방청제 등의 유기물로 피복하여도 좋다.

[개구부]

금속층은, 복수의 개구부를 가지며, 그 개구율은 0.10~20%이다. 개구부를 갖는 것으로 땜납 리플로우 내성이 향상된다. 개구부를 갖는 것으로, 전자파 차폐성 배선 회로 기판을 땜납 리플로우 처리했을 때에, 배선 회로 기판의 폴리이미드 필름이나 커버레이 접착제에 포함되는 휘발 성분을 외부로 방출하고, 커버레이 접착제 및 전자파 차폐 시트의 계면 박리에 의한 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.

금속층 표면에서 본 개구부의 형상은, 예를 들어 원형, 타원형, 사각형, 다각형, 별 모양, 사다리꼴, 가지(枝)형 등 필요에 따라 각 모양을 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 범위이며, 하기 수학 식 (2)로 구할 수 있다.

수학 식 (2)

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

개구율이 0.10 이상인 것으로, 땜납 리플로우 처리시의 휘발 성분을 충분히 제거할 수 있고, 커버레이 접착제 및 전자파 차폐 시트의 계면 박리에 의한 외관 불량의 발생 및 접속 신뢰성의 저하를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

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

특히 금속층의 60°경면 광택도가 700 이상의 범위에 있어서, 도전접착제층과의 계면이 평활한 전자파 차폐 시트에서는, 금속층과 도전접착제층과의 밀착이 약하고, 땜납 리플로우 처리시에 금속층과 도전접착제층과의 계면에서 휘발 성분이 팽창하여 층간 박리나 들뜸 등 외관 불량을 일으킬 수 있지만, 개구율을 0.10% 이상, 바람직하게는 0.50% 이상으로 하는 것으로, 휘발 성분을 충분히 제거할 수 있고, 보다 층간 박리나 들뜸의 발생을 억제할 수 있다.

개구율의 측정은, 예를 들어, 금속층의 면(面) 방향에서 수직으로 레이저 현미경 및 주사형 전자 현미경(SEM)으로 500~2000배로 확대한 화상을 이용하여 개구부와 비개구부를 2치화 하고, 단위 면적당 2치화 한 색의 픽셀 수를 각각의 면적으로 함으로써 구할 수 있다.

개구부 1개당 면적은 0.7~5000㎛²인 것이 바람직하다. 10~4000㎛²가 보다 바람직하고, 20~2000㎛²가 더욱 바람직하다. 개구부 면적을 0.7㎛² 이상으로 함으로써, 보호층과 도전성 접착제층이 접착 양호하게 되고, 땜납 리플로우 내성이 더 뛰어난 것으로 된다. 개구부 면적을 5000㎛² 이하로 함으로써, 높은 전자파 차폐성이 우수한 것으로 할 수 있기 때문에 바람직하다.

개구부의 개수는 100~200000개/㎠ 인 것이 바람직하다. 1000~150000개/㎠가 보다 바람직하고, 1000~20000개/㎠가 더욱 바람직하다. 개구부의 개수를 100개/㎠ 이상으로 함으로써 휘발 성분을 효율적으로 외부로 배출하기 쉽기 때문에 땜납 리플로우 내성을 보다 향상시킬 수 있다. 개구부의 수를 200000개/㎠ 이하로 함으로써 높은 전자파 차폐성을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.

[개구부를 갖는 금속층의 제조 방법]

개구부를 갖는 금속층의 제조 방법은 종래 공지의 방법을 적용할 수 있고, 금속박 위에 패턴 레지스트 층을 형성하고 금속박을 에칭하여 개구부를 형성하는 방법(i), 스크린 인쇄에 의해 소정의 패턴에 도전성 페이스트를 인쇄하는 방법(ii), 소정의 패턴으로 앵커제를 스크린 인쇄하고 앵커제 인쇄면에만 금속 도금하는 방법(iii), 및 일본특허공개공보 제2015-63730호에 기재된 제조 방법(iv) 등이 적용될 수 있다. 즉 지지체에 수용성 또는 용제 가용성 잉크를 패턴 인쇄하고, 그 표면에 금속 증착막을 형성하여 패턴을 제거한다. 그 표면에 이형층을 형성하고 전해 도금하여 캐리어 부착 개구부를 갖는 금속층을 얻을 수 있다. 이 중에서도 패턴 레지스트 층을 형성하여 금속박을 에칭하는 개구부 형성 방법(i)이, 개구부의 형상을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 바람직하다. 그러나 다른 방법으로도 개구부의 형상을 제어하면 되고, 금속층의 제조 방법은 에칭 공법(i)에 제한되는 것은 아니다.

≪도전접착제층≫

도전접착제층은 도전성 수지 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 도전성 수지 조성물은 바인더 수지 및 도전성 필러를 포함한다. 바인더 수지는 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지 및 경화제, 중 어느 것을 사용할 수 있다. 도전접착제층은 등방(等方) 도전접착제층 또는 이방(異方) 도전접착제층 중 하나를 사용할 수 있다. 등방 도전접착제층은 전자파 차폐 시트를 수평으로 놓은 상태에서 상하 방향 및 수평 방향으로 도전성을 가진다. 또한, 이방 도전접착제층은 전자파 차폐 시트를 수평으로 놓은 상태에서 상하 방향으로만 도전성을 가진다. 도전접착제층은 등방 도전성 또는 이방 도전성일 수 있으며, 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(誘電率), 저 유전(誘電) 정접의 재료가, 특성 임피던스의 관점에서 저 유전율 재료가 바람직하고, 액정 폴리머나 불소계 수지 등을 들 수 있다. 열가소성 수지는 단독으로 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

[열경화성 수지]

열경화성 수지는, 경화제와 반응 가능한 관능기를 여러 개 가지는 수지이다. 관능기는 예를 들면, 수산기, 페놀성 수산기, 메톡시메틸기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기, 옥세타닐기, 옥사졸린기, 옥사진기, 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, 폴리락트산 수지, 옥사졸린 수지, 벤조옥사진 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등의 공지의 수지를 들 수 있다. 열경화성 수지는 단독으로 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

이들 중에서도 땜납 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 개 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 단독으로 또는 2종류 이상 병용 할 수 있다.

경화제는 열경화성 수지 100질량부에 대하여 각종 1~50질량부 포함하는 것이 바람직하고, 3~40질량부가 보다 바람직하고, 3~30질량부가 더욱 바람직하다.

열가소성 수지 및 열경화성 수지는, 그 중 하나를 단독으로 또는 양자를 혼합하여 병용할 수 있다.

[도전성 필러]

도전성 필러는 도전접착제층에 도전성을 부여하는 기능을 갖는다. 도전성 필러는, 소재로서는, 예를 들면 금, 백금, 은, 구리 및 니켈 등의 도전성 금속 및 합금, 및 도전성 폴리머의 미립자가 바람직하고, 가격 및 도전성 측면에서 은이 보다 바람직하다. 또한 단일 소재의 미립자가 아닌 금속이나 수지를 핵체(核體)로 하고, 핵체의 표면을 피복한 피복층을 갖는 복합 미립자도 비용 절감의 관점에서 바람직하다. 여기서 핵체는 가격이 싼 니켈, 규소, 구리 및 그 합금, 및 수지에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 피복층은 도전성 금속 또는 도전성 폴리머가 바람직하다. 도전성 금속, 예를 들면, 금, 백금, 은, 니켈, 망간 및 인듐 등, 및 그 합금을 들 수 있다. 또한 도전성 폴리머는, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 이 중에서도 가격과 도전성 측면에서 은이 바람직하다.

도전성 필러의 모양은 원하는 도전성을 얻을 수 있으면 되고 형상은 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면, 구(球) 모양, 플레이크 모양, 잎 모양, 나뭇가지 모양, 플레이트 모양, 바늘 모양, 막대 모양, 포도 모양이 바람직하다. 또한 이러한 다양한 형태의 도전성 필러를 2종류 혼합하여도 좋다. 도전성 필러는 단독 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

도전성 필러의 평균 입자 지름은 D50 평균 입자 지름이며, 도전성을 충분히 확보하는 관점에서 2㎛ 이상이 바람직하고, 5㎛ 이상이 보다 바람직하고, 7㎛ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 도전성 필러의 D50 평균 입자 지름이 2μm 이상인 것으로, 냉열 사이클 시험시의 도전성접착제층의 팽창에 대해서도 도전성 필러끼리 충분히 접촉하여 도통 경로를 확보할 수 있다. 한편, 도전접착제층의 얇기와 양립시키는 관점에서는, 30㎛ 이하가 바람직하며, 20㎛ 이하가 보다 바람직하며, 15㎛ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. D50 평균 입자 지름을 30μm 이하로 함으로써, 절곡시에 도전성 필러가 보호층을 뚫는 현상을 억제할 수 있다. D50 평균 입자 지름은, 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치 등에 의해 구할 수 있다.

도전성 필러는, 도전접착제층에서의 함유율이 35~90질량%인 것이 바람직하고, 39~70질량%가 보다 바람직하고, 40~65질량%가 더 바람직하다. 35질량% 이상으로 함으로써 도전접착제층과 그라운드 배선과의 접속이 양호하게 되기 때문에 고주파 차폐성, 냉열 사이클 신뢰성이 향상된다. 한편 90질량% 이하로 함으로써 땜납 리플로우 내성, 절곡 특성이 향상된다.

도전성 수지 조성물은, 원하는 물성 향상이나 기능 부여를 목적으로 하여, 다른 임의 성분으로서 실란 커플링제, 방청제, 환원제, 산화방지제, 안료, 염료, 점착 부여 수지, 가소제, 자외선 흡수제, 소포제, 레벨링 조정제, 충전제, 난연제 등을 배합할 수 있다. 예를 들어, 탄소 입자는 도전접착제층의 점탄성 조정을 목적으로 첨가할 수 있다. 탄소 입자는 카본 블랙, 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 나노 튜브, 그래핀 등을 들 수 있다.

도전성 수지 조성물은 지금까지 설명한 재료를 혼합 교반하여 얻을 수 있다. 교반은, 예를 들어 디스퍼매트, 호모게나이저 등 공지의 교반 장치를 사용할 수 있다.

도전접착제층의 제작은 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도전성 수지 조성물을 박리성 시트 상에 코팅하여 건조함으로써 도전접착제층을 형성하는 방법, 또는 T 다이 같은 압출 성형기를 사용하여 도전성 수지 조성물을 시트 형태로 압출함으로써 형성할 수도 있다.

코팅 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 코팅 방법을 사용할 수 있다. 코팅시 건조 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 건조 공정은 예를 들어, 열풍 건조기, 적외선 히터 등의 공지의 건조 장치를 사용할 수 있다.

도전접착제층의 두께는 2~30㎛가 바람직하고, 3~15㎛가 보다 바람직하고, 4~9㎛가 더욱 바람직하다. 두께가 2~30㎛의 범위에 있는 것으로 냉열 사이클 신뢰성과 땜납 리플로우 내성을 향상시킬 수 있다.

≪보호층≫

보호층은, 종래 공지의 수지 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.

수지 조성물은, 도전성 수지 조성물에서 설명한 열가소성 수지나 열경화성 수지, 및 경화제를 필요에 따라서 상기 임의 성분을 포함할 수 있다. 또한, 보호 층 및 도전접착제층에 사용하는 열경화성 수지, 경화제는 동일하거나 달라도 좋다.

수지 조성물은 도전성 수지 조성물과 같은 방법으로 얻을 수 있다.

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

보호층의 두께는, 통상 2~10μm 정도이다.

≪전자파 차폐 시트의 제조 방법≫

전자파 차폐 시트의 제조 방법은 공지의 방법을 사용할 수 있다.

예를 들면, (i)박리성 시트 상에 도전접착제층을 형성하고 캐리어재 부착 개구부를 갖는 전해 동박(캐리어재 부착 동박이라 함)의 전해 동박면 측에 도전접착제층을 겹쳐 적층한 후에, 캐리어재를 떼어낸다. 그리고 캐리어재를 떼어낸 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 보호층을 겹쳐 적층하는 방법, (ii)박리성 시트 상에 보호층을 형성하고 캐리어재 부착 개구부를 갖는 전해 동박의 전해 동박면 측에 보호층을 겹쳐 적층한 후에, 캐리어재를 떼어낸다. 그리고 캐리어재를 떼어낸 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 도전접착제층을 겹쳐 적층하는 방법, (iii)캐리어재 부착 개구부를 갖는 전해 동박의 전해 동박면 측에 수지 조성물을 코팅하고 보호층을 형성하여 박리성 시트를 맞붙인다. 그 후 캐리어재를 떼어내고, 별도 박리성 시트 상에 형성한 도전접착제층을 겹쳐 적층하는 방법, (iv)박리성 시트 상에 도전접착제층을 형성하고, 캐리어재 부착 동박의 전해 동박면 측에 도전접착제층을 겹쳐 적층한 후에, 캐리어재를 떼어낸다. 그리고 캐리어재를 떼어낸 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 보호층을 겹쳐 적층한 후, 바늘 모양의 지그로 전자파 차폐 시트에 개구부를 형성하는 방법, (v)박리성 시트 상에 형성된 보호층을 캐리어재 부착 개구부를 갖는 전해 동박의 전해 동박면 측에 겹쳐 적층한 후에, 캐리어재를 떼어낸다. 그리고 캐리어재를 떼어낸 면에 도전접착제층을 형성하는 방법, (vi)박리성 시트 상에 도전접착제층을 형성하고, 개구부를 갖는 압연 동박의 표면 중, 60° 경면 광택도가 10~800인 면과 도전접착제층을 겹쳐 적층한 후에, 도전접착제층과 적층한 다른 한쪽의 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 보호층을 겹쳐 적층하는 방법, (vii)박리성 시트 상에 보호층을 형성하고, 개구부를 갖는 압연 동박의 표면 중 60°경면 광택도가 10~800인 면의 다른 한쪽의 면과 도전접착제층을 겹쳐 적층한 후에, 보호층과 적층한 다른 한쪽의 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 도전접착제층을 겹쳐 적층하는 방법, (viii)개구부를 갖는 압연 동박의 표면 중 60° 경면 광택도가 10~800인 면의 다른 한쪽의 면에 수지 조성물을 코팅하여 보호층을 형성하고 박리성 시트를 맞붙인다. 그 후, 다른 한쪽의 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 도전접착제층을 겹쳐 적층하는 방법, (ix)개구부를 갖는 압연 동박의 표면 중 60°경면 광택도가 10~800인 면에 도전성 수지 조성물을 코팅하여 도전접착제층을 형성하여 박리성 시트를 맞붙인다. 그 후, 다른 한쪽의 면과, 별도 박리성 시트 상에 형성한 보호층을 겹쳐 적층하는 방법, 등을 들 수 있다.

전자파 차폐 시트는 도전접착제층, 금속층 및 보호층 외에 다른 기능층을 구비할 수 있다. 다른 기능층은, 하드 코트성, 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 들어, 플렉시블 프린트 배선판은 물론, 리지드 프린트 배선판, COF, TAB, 플렉시블 커넥터, 액정 디스플레이, 터치 패널 등에 사용할 수 있다. 또한, PC 케이스, 건축 자재의 벽과 창유리 등의 건축 자재, 차량, 선박, 항공기 등의 전자파를 차단하는 부재로서 사용할 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는 도전접착제층 중 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용하는 경우, 포함된 열가소성 수지가 고체 상태로 존재하고 배선 회로 기판과 열 프레스에 의해 열가소성 수지가 용융하고 냉각 후 다시 고체화하여 원하는 접착 강도를 얻을 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐 시트는 도전접착제층 중 바인더 수지에 열경화성 수지를 사용하는 경우, 포함된 열경화성 수지와 경화제가 미 경화 상태로 존재하고 (B 스테이지), 배선 회로 기판과 열 프레스에 의해 경화함으로써(C 스테이지), 원하는 접착 강도를 얻을 수 있다. 또한, 상기 미 경화 상태는 경화제의 일부가 경화한 반 경화 상태를 포함한다.

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

박리성 시트는 종이나 플라스틱 등의 기재에 공지의 박리 처리를 한 시트이다.

<전자파 차폐성 배선 회로 기판>

전자파 차폐성 배선 회로 기판은, 본 발명의 전자파 차폐 시트로 형성하여 이루는 전자파 차폐층, 커버 코팅층, 및 신호 배선과 그라운드 배선을 갖는 회로 패턴 및 절연성 기재를 갖는 배선 회로 기판을 구비한다.

배선 회로 기판은 절연성 기재의 표면에 신호 배선과 그라운드 배선을 갖는 회로 패턴을 가지며, 상기 배선 회로 기판 상에, 신호 배선과 그라운드 배선을 절연 보호하고, 그라운드 배선상의 적어도 일부에 비아를 갖는 커버 코팅층을 형성하여, 전자파 차폐 시트의 도전접착제층 면을 상기 커버 코팅층 상에 배치시킨 후, 상기 전자파 차폐 시트를 열 프레스하고, 비아 내부에 도전접착제층을 유입시켜 접그라운드 배선과 접착시킴으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 전자파 차폐성 배선 회로 기판의 일례에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 전자파 차폐층(12)은 도전접착제층(a1), 금속층(a2), 보호층(a3)을 포함하는 구성이다.

커버 코팅층(8)은 배선 회로 기판의 신호 배선을 덮어 외부 환경으로부터 보호하는 절연 재료이다. 커버 코팅층은 열경화성 접착제 부착 폴리이미드 필름, 열 경화형 또는 자외선 경화형의 솔더 레지스트, 또는 감광성 커버레이 필름이 바람직하고, 미세 가공을 하기 위해서는 감광성 커버레이 필름이 보다 바람직하다. 또한, 커버 코팅층은 폴리이미드 등의 내열성과 유연성을 갖춘 공지의 수지를 사용하는 것이 일반적이다. 커버 코팅층의 두께는 일반적으로 10~100㎛ 정도이다.

회로 패턴은, 어스를 잡는 그라운드 배선(54), 전자 부품에 전기 신호를 보내는 신호 배선(53)을 포함한다. 양자는 동박을 에칭처리함으로써 형성하는 것이 일반적이다. 회로 패턴의 두께는 통상 1~50㎛ 정도이다.

절연성 기재(9)는, 회로 패턴의 지지체로서, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 액정 폴리머 등의 굴곡 가능한 플라스틱이 바람직하고, 액정 폴리머 및 폴리이미드가 보다 바람직하다. 이 중에서도 고주파의 신호를 전달하는 배선 회로 기판의 용도를 고려하면, 비(比)유전율 및 유전 정접이 낮은 액정 폴리머가 더욱 바람직하다. 배선 회로 기판이 리지드 배선판의 경우, 절연성 기재의 구성 재료는 유리 에폭시가 바람직하다. 이 같은 절연성 기판을 구비함으로써 배선 회로 기판은 높은 내열성이 얻어진다.

전자파 차폐 시트(10)와 배선 회로 기판의 열 프레스는, 온도 150~190℃ 정도, 압력 1~3MPa 정도, 시간 1~60분 정도의 조건에서 수행하는 것이 일반적이다. 열 프레스에 의해 도전접착제층(a1)과 커버 코팅층(8)이 밀착하면서 동시에, 도전접착제층(a1)이 유동하여 커버 코팅층(8)에 형성된 비아(11)을 메움으로써 그라운드 배선(54)과의 사이에서 도통이 얻어진다. 열 프레스에 의해 열경화성 수지가 반응해서 경화하여, 전자파 차폐층(12)이 된다. 또한, 경화를 촉진시키기 위해 열 프레스 후에 150~190℃에서 30~90분간 후처리를 할 수 있다.

상기 비아(11)의 개구 면적은 0.8㎟ 이하가 바람직하고, 0.008㎟ 이상이 바람직하다. 상기 범위로 함으로써 그라운드 배선의 영역을 좁힐 수 있고, 프린트 배선판의 소형화를 실현할 수 있다. 비아의 형상은 특별히 한정되지 않고, 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 및 부정형 등 용도에 따라 모두 사용할 수 있다. 이러한 공정을 거쳐, 전자파 차폐성 배선 회로 기판(7)이 얻어진다.

전자파 차폐층은 배선 회로 기판의 양면에 적층하는 것이 전자파의 누설을 보다 효과적으로 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한, 본 발명의 전자파 차폐성 배선 회로 기판에서의 전자파 차폐층은 전자파를 차폐하는 것 외에도 그라운드 회로로서 이용할 수 있고, 이에 따라, 그라운드 회로의 일부를 생략하고 배선 회로 기판의 면적을 축소함으로써 비용 절감이 가능해지고 케이스 내부의 좁은 영역에 조립할 수 있다.

또한, 신호 배선에 관해서 특별히 한정하는 것은 아니고, 하나의 신호 배선으로 구성된 싱글 엔드, 두 개의 신호 배선으로 구성된 차동 회로의 어느 회로에도 사용 가능하지만, 차동 회로가 더 바람직하다. 한편, 배선 회로 기판의 회로 패턴의 면적에 제약이 있으며, 그라운드 회로를 병렬로 형성하는 것이 어려운 경우에 있어서는, 신호 회로의 옆에는 그라운드 회로를 설치하지 않고, 전자파 차폐층을 그라운드 회로로 사용하여 두께 방향으로 그라운드를 갖는 프린트 배선판 구조로 할 수도 있다.

본 발명의 전자파 차폐성 배선 회로 기판은, 액정 디스플레이, 터치 패널 등 외에도 노트북 PC, 휴대 전화, 스마트 폰, 태블릿 단말 등의 전자 기기에 탑재하는 것이 바람직하다.

[실시 예]

이하, 본 발명을 실시 예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 다음의 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시 예 중의 「부」는 「질량부」를, 「%」는 「질량 %」를 각각 나타내는 것으로 한다.

또한, 수지의 산가와 중량 평균 분자량(Mw)과 유리 전이 온도(Tg), 및 도전성 필러의 평균 입자 지름의 측정은 다음의 방법으로 행하였다.

《바인더 수지의 산가의 측정》

산가는 JIS K0070에 준하여 측정하였다. 마개 삼각 플라스크에 시료 약 1g을 정밀 측량하여 테트라히드로푸란/에탄올(용량비: 테트라히드로푸란/에탄올 = 2/1) 혼합액 100mL를 가하여 용해한다. 여기에 페놀프탈레인 시약액을 지시약으로서 가하고, 0.1N 알코올성 수산화 칼륨 용액으로 적정하여 지시약이 담홍색을 30초간 유지한 때를 종점으로 했다. 산가는 다음 식에 의해 구한다(단위 : mgKOH/g).

산가(mgKOH/g) = (5.611 × a × F) / S

단,

S: 시료의 채취량(g)

a: 0.1N 알코올성 수산화 칼륨 용액의 소비량(mL)

F: 0.1N 알코올성 수산화 칼륨 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 채택했다. GPC는 용매(THF; 테트라히드로푸란)에 용해된 물질을 분자 크기의 차이에 의해 분리 정량하는 액체 크로마토그래피이다. 본 발명에서의 측정은, 칼럼에 「LF-604」(쇼와전공주식회사 제품: 빠른 분석용 GPC 칼럼: 6mmID × 150mm 크기)를 직렬로 2개 접속해서 사용하고, 유량 0.6㎖/분, 칼럼 온도 40℃의 조건에서 행하여, 중량 평균 분자량(Mw)의 결정은 폴리스티렌 환산으로 행하였다.

《바인더 수지의 유리 전이 온도(Tg)》

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

《도전성 필러의 평균 입자 지름 측정》

D50 평균 입자 지름은, 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치 LS13320 (베크만 쿨터사 제품)를 사용하여 토네이도 드라이 파우더 샘플 모듈에서 도전성 필러를 측정하여 얻은 수치이며, 입자 지름 누적 분포에서의 누적 값이 50%인 입자 지름이다. 또한, 굴절률의 설정은 1.6으로 하였다.

이어서, 실시 예에서 사용된 원료는 다음과 같다.

《원료》

도전성 필러 1 : 복합 미립자(핵체의 구리 100질량부에 대해 은이 10질량부 피복된 덴드라이트 모양의 미립자) 평균 입자 지름 D50: 12.0㎛ 후쿠다 금속박분공업사제

도전성 필러 2 : 복합 미립자(핵체의 구리 100질량부에 대해 은이 10질량부 피복된 덴드라이트 모양의 미립자) 평균 입자 지름 D50: 1.0㎛ 후쿠다 금속박분공업사제

도전성 필러 3 : 복합 미립자(핵체의 구리 100질량부에 대해 은이 10질량부 피복된 덴드라이트 모양의 미립자) 평균 입자 지름 D50: 6.0㎛ 후쿠다 금속박분공업사제

도전성 필러 4 : 복합 미립자(핵체의 구리 100질량부에 대해 은이 10질량부 피복된 덴드라이트 모양의 미립자) 평균 입자 지름 D50: 17.0㎛ 후쿠다 금속박분공업사제

도전성 필러 5 : 복합 미립자(핵체의 구리 100질량부에 대해 은이 10질량부 피복된 덴드라이트 모양의 미립자) 평균 입자 지름 D50: 32.0㎛ 후쿠다 금속박분공업사제

바인더 수지 : 산가 5mgKOH/g, Mw는 54,000, Tg는 -7℃의 폴리우레탄 우레아 수지(토요켐사제)

에폭시 화합물 : 「JER828」(비스페놀 A형 에폭시 수지 에폭시 당량=189g/eq) 미츠비시케미컬사제

아지리딘 화합물 : 「케미타이트 PZ-33」일본촉매사제

안료 : 카본 블랙 「MA100」미츠비시케미컬사제

캐리어재 : 「인브렛 S25」유니티카사제

이용한 캐리어재 부착 동박을 표 1에 나타낸다.

이러한 캐리어재 부착 동박은, 캐리어 재료 상에 형성된 동박 위에 패턴 레지스트 층을 형성하고 동박을 에칭하여 개구부를 형성하는 방법에 의해, 표 1에 나타낸 두께 및 개구율 등을 가진 동박이다.

[표 1]

<도전접착제층 1의 제조>

고형분 환산으로 바인더 수지를 100부, 도전성 필러를 47부, 에폭시 화합물을 10부, 아지리딘 화합물을 0.5부 용기에 넣고, 불휘발분 농도가 40%가 되도록 혼합 용제(톨루엔:이소프로필알코올 = 2:1(질량비))를 가하여 디스퍼로 10분 동안 교반하여 도전성 수지 조성물을 얻었다.

도전성 수지 조성물을 바 코터로 건조 두께가 10㎛가 되도록 박리성 시트 상에 코팅하고, 100℃의 전기 오븐에서 2분간 건조하여 도전접착제층 1을 얻었다.

<도전접착제층 2∼12의 제조>

도전성 필러의 종류, 및 첨가량을 바꾼 이외는 도전접착제층 1과 동일한 방법으로 표 2-5에 나타내는 도전접착제층 2∼12를 제작했다.

[실시 예 1]

고형분 환산으로 바인더 수지를 100부, 에폭시 화합물 30부 및 아지리딘 경화제 7.5부를 가하고, 디스퍼에서 10분 교반하여 수지 조성물을 얻었다. 바 코터를 사용하여 얻어진 수지 조성물을 건조 두께가 5㎛가 되도록, 캐리어재 부착 동박 A1에 코팅하고, 100℃의 전기 오븐에서 2분간 건조하여 보호층 1을 형성하고, 보호층 1에 미세 점착 박리성 시트를 맞붙였다.

이어서, 캐리어재 부착 동박 A1의 캐리어재를 떼어내고, 동박면을 버프 연마하고, 동박면의 60° 경면 광택도를 표 2에 나타내는 값이 되도록 조정하여, 동박 2를 얻었다. 연마 후의 동박면에 도전접착제층 4를 맞붙임으로써, 「박리성 시트/보호층 1/동박 2/도전접착제층 4/박리성 시트」로 이루어지는 전자파 차폐 시트를 얻었다. 동박 2와 도전접착제층 4의 첩합(貼合)은, 온도는 90℃, 압력은 3kgf/㎠에서 열 라미네이터에 의해 맞붙였다.

[실시 예 2∼33, 및 비교 예 1∼4]

표 1∼5에 나타내는 바와 같이, 도전접착제층, 보호층, 및 동박의 종류를 변경한 것 이외에는 실시 예 1과 동일하게 수행하여, 실시 예 2∼32, 비교 예 1∼4의 전자파 차폐 시트를 각각 얻었다. 동박 표면의 60°경면 광택도의 목표 값이, 캐리어재의 값과 다른 경우에는, 적절히 버프 연마에 의해 표면을 연마하거나 거칠게 하는 등으로 60°경면 광택도를 조정했다.

얻어진 전자파 차폐 시트에 관해서, 각층의 두께, 금속층의 60°경면 광택도 및 전자파 차폐 시트의 손실정접의 측정은 다음의 방법으로 행했다.

《각층 두께의 측정》

전자파 차폐 시트의 열 프레스 후의 도전접착제층, 금속층 및 보호층의 두께는 다음의 방법으로 측정했다.

전자파 차폐 시트의 도전접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨, 노출된 도전접착제층과 폴리이미드 필름(도레이·듀폰사 제품의 「카프톤 200EN」)을 맞붙이고, 2MPa, 170℃의 조건에서 30분 열 프레스했다. 이것을 폭 5mm, 길이 5mm 정도의 크기로 절단한 후, 에폭시 수지(페트로폭시 154, 마루토사 제품)를 유리 슬라이드 위에 0.05g 적하하고, 전자파 차폐 시트를 접착시켜 유리 슬라이드/전자파 차폐 시트/폴리이미드 필름 구성의 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체를 크로스섹션 폴리셔(일본 전자사제, SM-09010)를 이용하여 폴리이미드 필름 측으로부터 이온 빔 조사에 의해 절단 가공하여, 전자파 차폐 시트의 열 프레스 후의 측정시료를 얻었다.

얻어진 측정시료의 단면을 레이저 현미경(키엔스사 제품, VK-X100)을 사용하여 관찰한 확대 화상으로부터 각층의 두께를 측정했다. 배율은 500~2000배로 했다.

《60°경면 광택도의 측정》

전자파 차폐 시트의 금속층의 60°경면 광택도는 다음의 방법으로 측정했다.

전자파 차폐 시트의 도전접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨, 노출된 도전접착제층에 점착 테이프(니치반사 제품 「CT1835」)를, 점착 테이프의 단부를 남기고 맞붙이고, 점착 테이프의 단부에서 박리를 행하여, 도전접착제층/점착 테이프를 박리한다. 도전접착제층이 제거되어 노출된 금속층의 표면을 글로스미터(BYK사 제품, micro-tri-gloss)를 이용하여 경면 각도를 측정하고, 측정각도 60°의 측정 값을 60°경면 광택도로 하였다.

《적층 경화물의 손실정접의 측정》

적층 경화물의 손실정접은 다음의 방법으로 측정했다.

먼저, 폭 50mm·길이 50mm의 전자파 차폐 시트를 2장 준비하고, 각각의 도전접착제층 측의 박리성 시트를 벗겨 노출된 도전접착제층끼리 맞붙이고, 170℃, 2.0MPa, 30분의 조건으로 압착하고 열 경화시켜 적층 경화물을 얻었다. 그 후, 적층 경화물의 중심 부분을 폭 5mm·길이 30mm로 잘라서 시료로 했다. 이 시료를 동적 점탄성 측정 장치(동적 점탄성 측정 장치 DVA-200, 아이티 계측제어사 제품)에 셋팅하고, 승온 속도: 10℃/분, 측정 주파수: 1Hz, 왜곡: 0. 08%의 조건에서 동적 점탄성을 측정하여 얻은 동적 점탄성 곡선으로부터, 125℃에서의 손실탄성률 E'', 저장 탄성률 E'을 읽어, 적층 경화물의 손실정접을 산출하였다.

얻어진 전자파 차폐 시트를 사용하여 다음 평가를 실시했다. 결과를 표 2∼5에 나타낸다.

<땜납 리플로우 내성>

땜납 리플로우 내성은 다음의 시험을 실시하여 외관 변화의 여부에 따라 평가했다. 땜납 리플로우 내성이 높은 전자파 차폐 시트는 외관이 변화하지 않지만, 땜납 리플로우 내성이 낮은 전자파 차폐 시트는 발포나 벗겨짐이 발생한다.

먼저, 폭 25mm·길이 70mm의 전자파 차폐 시트의 도전접착제층의 박리성 시트를 벗기고, 노출된 도전접착제층과, 총 두께 64㎛의 금도금 처리된 동장(銅張) 적층판(금 도금 0.3㎛/ 니켈 도금 1㎛/동박 18㎛/접착제 20㎛/폴리이미드 필름 25㎛)의 금도금 면을 170℃, 2.0MPa, 30분의 조건으로 압착하고, 열 경화시켜 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체를 폭 10mm·세로 65mm의 크기로 잘라 시료를 제작하였다. 얻어진 시료를 40℃, 90% RH의 분위기 하에서 72시간 방치하였다. 그 후, 시료의 폴리이미드 필름 면을 아래로 해서 250℃의 용융 땜납에 1분간 띄우고, 이어서 시료를 꺼내 그 외관을 육안으로 관찰하고, 발포, 들뜸, 벗겨짐 등의 이상 유무를 다음의 기준으로 평가했다.

◎ : 외관 변화 전혀 없음. 매우 양호하다.

○ : 작은 발포가 약간 관찰된다. 양호하다.

△ : 작은 발포가 다수 관찰된다. 실용 가능.

× : 심한 발포나 벗겨짐이 관찰된다. 실용 불가.

<절곡 내성>

폭 20mm·길이 100mm의 전자파 차폐 시트의 도전접착제층의 박리성 시트를 벗겨, 노출된 도전접착제층과, 폭 20mm·길이 100mm 카프톤 500H를 150℃, 2.0MPa, 30분의 조건으로 압착하여, 열 경화시켜서 시료를 얻었다. 얻어진 시료의 전자파 차폐층이 외측이 되도록 180도 접어 구부리고, 접힌 부위에 1000g의 추를 10초 동안 올린 후, 접힌 부분을 원래의 평면 상태로 되돌려 다시 1000g의 추를 10초간 올리고, 이것을 절곡 횟수 1회로 하였다. 전자파 차폐 시트에 크랙이 발생했는지 여부를 (주)키엔스 제품 현미경 「VHX-900」로 관찰하고, 크랙이 발생하지 않고 접힌 횟수를 평가했다.

1000g 하중을 걸은 절곡부에 크랙이 발생할 때까지의 절곡 횟수를 카운트했다. 평가 기준은 다음과 같다.

◎ : 10회 이상, 매우 양호.

○ : 7회 이상, 10회 미만, 양호.

△ : 2회이상, 7회 미만. 실용 가능.

× : 2회미만, 실용 불가.

<고주파 차폐성>

고주파 차폐성은, ASTM D4935에 준거하여 키컴사 제품의 동축관(同軸管) 타입의 차폐 효과 측정 시스템을 이용하여, 피착체로의 열 압착을 행하지 않고 전자파 차폐 시트를 경화한 시료를 얻었다. 그리고, 상기 시료에 대해 100MHz~15GHz 조건에서 전자파의 조사를 실시해, 전자파가 감쇠하는 감쇠량을 측정하고, 다음 기준에 따라 표기를 했다. 전자파 차폐 시트를 경화한 시료는, 박리성 시트가 부착된 전자파 차폐 시트를 150℃, 2.0MPa, 30분의 조건에서 열 프레스하고, 박리성 시트를 떼어내서 얻었다. 또한, 감쇠량의 측정 값은 데시벨(단위; dB)이다.

◎ : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이 -55dB 미만. 매우 양호하다.

○ : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이 -55dB 이상, -50dB 미만. 양호.

△ : 15GHz의 전자파 조사시의 감쇠량이 -50dB 이상, -45dB 미만. 실용 가능.

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

<냉열 사이클 신뢰성>

냉열 사이클 신뢰성은, 냉열 사이클 전후의 소개구(小開口) 비아를 통한 접속 저항 값을 측정하여 평가했다. 다음에 평가의 구체적인 방법을 보여준다.

전자파 차폐 시트를 폭 20mm, 길이 50mm의 크기로 준비했다. 각 실시 예 및 비교 예의 전자파 차폐 시트의 박리성 시트를 벗겨, 노출된 도전접착제층을 따로 제작한 플렉시블 프린트 배선판에 170℃, 2MPa, 30분의 조건으로 압착했다. 구체적으로는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 프린트 배선판으로서 두께 25㎛의 폴리이미드 필름(50) 상에 서로 전기적으로 접속되어 있지 않은 두께 18㎛의 동박 회로(22A), 및 동박 회로(22B)가 형성되어 있으며, 동박 회로(22A) 상에 두께 37.5㎛의, 직경 1.1mm(비아 면적이 1.0㎟)의 원형 비아(24)을 갖는 접착제 부착 폴리이미드 커버레이(23)가 적층된 배선판을 사용하였다. 그리고 170℃, 2MPa, 30분의 조건에서 압착 한 후, 전자파 차폐 시트의 도전접착제층(25b) 및 보호층(25a)을 경화시킴으로써 시료를 얻었다. 이어서, 시료의 보호층(25a) 측의 박리성 시트를 제거하고, 도 4 (4)의 평면도에 나타낸 22A-22B 사이의 초기 접속 저항 값을, 미츠비시카가쿠 아날리틱 제품 「로레스타 GP」의 BSP의 프로브를 이용하여 측정하였다. 또한, 도 4(2)는 도 4(1)의 D-D' 단면도, 도 4(3)는 도 4(1)의 C-C' 단면도이다. 마찬가지로 도 4(5)는 도 4(4)의 D-D' 단면도, 도 4(6)는 도 4(4)의 C-C' 단면도이다. 시료를 냉열 충격 장치(「TSE-11-A 」, 에스펙사 제품)에 투입하고, 고온 노출 : 125℃, 15 분, 저온 노출 : -50℃, 15분의 노출 조건에서 번갈아 노출을 200회 실시했다. 그 후, 시료의 접속 저항 값을 초기와 동일하게 측정했다. 냉열 사이클 신뢰성의 평가 기준은 다음과 같다.

◎ :(번갈아 노출 후의 접속 저항 값) / (초기 접속 저항 값)이 1.5 미만. 매우 양호하다.

○ :(번갈아 노출 후의 접속 저항 값) / (초기 접속 저항 값)이 1.5 이상 3.0 미만. 양호.

△ :(번갈아 노출 후의 접속 저항 값) / (초기 접속 저항 값)이 3.0 이상 5.0 미만. 실용 가능.

× :(번갈아 노출 후의 접속 저항 값) / (초기 접속 저항 값)이 5.0 이상. 실용 불가.

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

a1; 도전접착제층
a2; 금속층
a3; 보호층
a4; 개구부
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

Claims (6)

1. 도전접착제층, 금속층, 보호층을 이 순서로 갖춘 적층체를 가지며,
   상기 도전접착제층과 접하는 상기 금속층의 면은 ISO 7668에 준거해서 구한 60°경면 광택도가 10~800이고,
   상기 금속층은 복수의 개구부를 가지며, 또한 개구율이 0.10~20%인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 적층체를 170℃ 30분 열 프레스해서 이루어지는 적층 경화물은, 125℃에서의 손실정접이 0.10 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속층의 두께는, 0.3~5.0㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 도전접착제층은, 바인더 수지 및 도전성 필러를 함유하고,
   상기 도전접착제층 중의 상기 도전성 필러의 D50 평균 입자 지름은, 2~30㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 도전접착제층 중의 상기 도전성 필러의 함유율은 35~90질량%인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
   
6. 제1항 내지 제5항 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.

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