WO2007145379A1 - 複合電磁波シールド材及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007145379A1
WO2007145379A1 PCT/JP2007/062552 JP2007062552W WO2007145379A1 WO 2007145379 A1 WO2007145379 A1 WO 2007145379A1 JP 2007062552 W JP2007062552 W JP 2007062552W WO 2007145379 A1 WO2007145379 A1 WO 2007145379A1
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plating layer
dry
shielding material
alloy
electromagnetic shielding
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PCT/JP2007/062552
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuhiko Ishihara
Kohei Izumi
Tomoyuki Tsuruda
Yoji Tamura
Hideyuki Minagi
Original Assignee
Toyo Kohan Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Toyo Kohan Co., Ltd. filed Critical Toyo Kohan Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0081Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/0088Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising a plurality of shielding layers; combining different shielding material structure

Definitions

  • the present invention relates to a composite electromagnetic shielding material and a method for producing the same, and more particularly to a composite electromagnetic shielding material excellent in mechanical properties, lightweight and excellent in electromagnetic shielding properties, and a method for producing the same.
  • electromagnetic shielding materials are used from the standpoints of preventing noise from electronic devices and preventing the effects of electromagnetic waves on the human body. Furthermore, in recent years, significant developments in information and communication technology have enabled high-capacity information communication and increased frequency in the operating frequency band. As a result, improved shielding characteristics in the high-frequency band and light shielding material strength ⁇ It came to be demanded.
  • Known electromagnetic wave shielding materials include metal foils, metal meshes, and the like in which metal materials are embedded in a resin substrate in various forms (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-302098). (See the publication).
  • a conductive composite resin composition in which a fibrous metal filler is added to a thermoplastic or! 6 Refer to Gazette 2).
  • heat-shrinkable shield materials that are a composite of AI foil and film, and shield materials in which a conductive resin containing a carbon material is provided on the surface of AI foil (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-1040 8 3 2). No. publication, JP-A-7-1 0 5 7 4 8 publication, etc.). Some metal foils are wrapped with copper braid to improve shielding. Disclosure of the invention
  • the shield material is relatively expensive, which is a major factor that increases the cost of the wire itself.
  • a composite shield material using a filler is produced by kneading a composite material made into a master chip with a resin again, so that it is difficult to produce a product with a stable film thickness. It is bad and causes cost increase.
  • the shielding performance is effective in the 30 to 300 MHz band region. However, the effect is poor in the shield region against the high frequency of 1 GH Z band or more which is currently required.
  • graphite is used as the carbon material. There is a problem that a local battery is formed, and as a result, the corrosive power of the AI foil proceeds.
  • an object of the present invention is to provide a composite electromagnetic shielding material having an improved electromagnetic shielding effect against high frequencies and a method for producing the same, and to provide a lightweight composite material having excellent mechanical properties and a method for producing the same. There is.
  • a conductive core made of a metal foil containing AI (aluminum) as a main component, a dry Ni (nickel) alloy plating layer, a dry Cu ( Copper)
  • AI aluminum
  • a dry Ni (nickel) alloy plating layer a dry Cu ( Copper)
  • a composite electromagnetic shielding material comprising a plating layer and a metal plating layer and having an elongation of 5 or more is provided.
  • the thickness of the dry Ni alloy plating layer is 10 to 200 A, the dry Cu plating layer thickness is 5 to 5 OOA, and the metal plating layer thickness is 0.3 to 15 mm. Being in
  • the metal plating layer is an electrolytic Cu plating layer or an electrolytic Ni plating layer
  • a conductive core made of a metal foil containing AI as a main component is laminated on one surface of an organic resin film, and a dry Ni alloy is attached to the surface of the conductive core.
  • a method for producing a composite electromagnetic shielding material characterized by sequentially performing plating and further performing electroplating is provided.
  • the composite electromagnetic shielding material of the present invention not only has an excellent electromagnetic shielding effect against high frequencies of 1 GHz and above, but is lightweight and flexible, and has a metal layer only on one side of the shielding material, so mechanical characteristics Is excellent.
  • the dry Ni alloy plating layer improves the adhesion between the conductive core and the dry Cu plating layer by interposing between the metal foil mainly composed of AI and the dry Cu plating layer. be able to. In addition, it is possible to further improve the adhesion of the dry Cu plating layer by plasma treatment of a metal foil containing AI as a main component.
  • the shield material produced according to the present invention can take advantage of its characteristics, particularly when used for an extremely fine wire shield material.
  • Figure 1 shows a shield measuring device using the crosstalk method.
  • the composite shield material of the present invention is a metal composed of a component having an excellent shielding effect on the opposite surface, with an organic resin film as an insulator bonded to one side of a conductive core composed of a metal foil mainly composed of AI. Laminar force ⁇ formed.
  • the composite electromagnetic wave shielding material of the present invention uses a relatively lightweight AI-based metal foil as a conductive core, and an organic resin film that is an insulator is bonded to one surface of the conductive core. By forming a layer made of a metal having an excellent shielding effect on the opposite surface, it is possible to provide an electromagnetic shielding material that is excellent in mechanical characteristics, lightweight and highly shielded.
  • an organic resin film layer is formed on the surface of the conductive core, and a metal layer having excellent shielding properties is formed on the back surface.
  • the shielding material is formed. Improved mechanical properties.
  • the composite electromagnetic shielding material of the present invention has an elongation of 5% or more as a mechanical property, it can be used for electric wires.
  • a metal foil containing AI as a main component is used as the conductive core.
  • the metal foil mainly composed of AI include AI foil or alloy foil mainly composed of AI (hereinafter simply referred to as AI alloy foil), and rolled foil or electrolytic foil may be used. it can.
  • the magnetic field shielding characteristics improve, but the specific gravity of Fe, Cu and Ni is about 2 to 3 times greater than AI. In such a case, the weight cannot be reduced as in the shield material of the present invention.
  • AI foil or AI alloy foil of a known or commercially available product for example, 10:00 series, 3100 series, etc. specified in JIS. It can be used.
  • the thickness of the metal foil containing AI as a main component is preferably in the range of 4 to 35 m, particularly 5 to 20 m. If the thickness of the AI foil or AI alloy foil is less than 4 m, there is a problem in the stable production and production cost of the metal foil itself containing AI as a main component, and conversely if it exceeds 35 m, the weight of the electromagnetic wave shielding material itself increases. Therefore, it is not preferable in that the weight can not be reduced and the elongation of the electromagnetic shielding material is further reduced.
  • Organic resin films that are insulators include thermoplastic films such as polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, vinyl chloride resin, polystyrene, polyamide, polycarbonate, polyacetal, acrylic resin, polyethylene dioxide, and saturation.
  • Polyester Cellulose acetate, Polyvinyl acetate, Ethylene vinyl acetate copolymer, Fluoro resin, Vinylidene chloride resin, Ionomer resin, Poly 4-methyl 1 1-pentene, Polysulfone, Polyphenylene sulfide, Polyether sulfone, Polyarylate, Liquid crystal polymers, thermoplastic elastomers, etc.
  • epoxy resin, polyurethane, silicone, polyimide, polyimide It can be used like known polyaramid.
  • the thickness of the organic resin film is preferably in the range of 1.2 to 50 mm. If the thickness of the film is less than 1.2 m, you will be satisfied with stable film production and manufacturing costs. Conversely, if it exceeds 50 m, the flexibility and lightness of the electromagnetic wave shield may be impaired.
  • the organic resin film itself may be stretched or unstretched. From the standpoint of uniform film thickness, it is preferable to use a stretched film.
  • the organic resin film can be bonded to the conductive core using a known method such as a laminate method in which the organic resin film is heated to just before the melting temperature, or an adhesive method using an adhesive at the adhesive interface. It is.
  • the present invention it is desirable to expose the surface of the metal foil mainly composed of A I to plasma for the purpose of removing the surface oxide film of the metal foil mainly composed of AI.
  • a strong oxide film is formed on the surface of the metal foil containing AI as a main component, and this oxide film causes a decrease in the adhesion of the Cu component to the metal foil containing AI as a main component.
  • the adhesion between AI and Cu is improved because a dry Ni alloy plating layer described later is formed on the surface of the metal foil mainly composed of AI. Adhesion can be further improved by performing plasma treatment.
  • Ar gas power is generally used, but nitrogen gas, oxygen gas, and helium gas are also applicable.
  • this plasma can be formed using an RF plasma apparatus, and the output is 10 to 300 W, more preferably 50 to 20 OW. It is possible to remove the surface oxide film of the foil. If it is less than 1 OW, it is difficult to form plasma. Even if plasma is formed, it is insufficient to remove the oxide film on the metal foil containing AI as a main component. Exceeding OW may cause problems such as dimensional changes due to film force shrinkage.
  • Ni—C r (chromium) alloy layer Ni—C r (chromium) alloy layer, N i—Cu alloy layer, N i-T i (titanium) alloy layer, N i-V (vanadium) alloy layer, N i — P (phosphorus) alloy layer, N i-B (boron) alloy layer or N i -M o (molybdenum) alloy layer can be applied.
  • N i — Cr alloy layer, Ni i Cu alloy layer can be used suitably, Ni-Cr alloy It is preferable because the layer is particularly excellent in adhesion to the underlying metal foil.
  • the Ni alloy plating layer is formed by a known dry method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, and the thickness is desirably in the range of 10 to 200 A. If less than 1 OA, AI is the main component. Adhesion with the metal foil is poor, and conversely, if it exceeds 200 A, the effect of improving adhesion is saturated, which is uneconomical. Note that, within the above range, as the thickness increases, the adhesive strength after aging improves (see Example 8).
  • Additive elements such as Cr, Cu, Ti, V, B or Mo contained in the dry Ni alloy plating layer are preferably contained in the alloy in an amount of 7 to 35 o / o. Dry mating is difficult, and conversely if it exceeds 35%, there is a problem in that sufficient adhesion cannot be obtained.
  • Cr when used as the alloy component, the adhesion after time can be improved as the Cr content force ⁇ increases within the above range (see Example 9), and when P is included as the alloy component, 7 It is desirable to contain it in an amount of ⁇ 250. In the case of P, if the upper limit exceeds 25 ⁇ 1 ⁇ 2, it is difficult to obtain sufficient adhesion.
  • the dry Cu plating layer has a force that can be formed by a known dry method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method. In particular, formation by sputtering is preferable from the viewpoint of adhesion.
  • the thickness of the dry Cu plating layer is preferably in the range of 5 A to 500 A, particularly in the range of 10 to 100 mm. The thickness is less than 5 A, the dry C U plated layer becomes uneven, hardly metal plated in the next step is uniformly formed, and the adhesion of the metal plated layer because of the exposed AI gar unit failure Is likely to occur.
  • the metal plating layer on the dry Cu plating layer has excellent shielding properties such as Cu, Ni, Co (cobalt), Sn (tin), Zn (zinc), Fe, Ni, P alloy, N i-B alloy, Ni-I Mo alloy, Ni-I W (tungsten) alloy, Ni-Co alloy, Ni_Fe alloy, etc. can be used, but Cu, Ni force is particularly preferable.
  • the metal plating layer is formed by electroless plating or electrolytic plating.
  • the thickness of the metal plating layer is preferably in the range of 0.3 to 15 / im, particularly 1 to 3 im. Dry Cu plating layer
  • the shielding effect is poor.
  • the thickness is 15 Um or more, the shielding material is heavy, and a lightweight and flexible high shielding material is provided. Power to provide ⁇ not preferred because it becomes difficult.
  • a protective layer 1 such as a suitable chemical conversion treatment on the surface of the metal plating layer for the purpose of protection.
  • a commercially available A I foil (9 m thick) was used as the conductive core, and a PET (polyethylene terephthalate) film (6 im thick) was laminated on it to produce a 15 m thick A I ZP ET material.
  • the AI ZP ET material with this Cu deposited by vacuum evaporation is taken out of the vacuum deposition system and a 2 ⁇ m thick Cu plating layer is formed on the dry Cu plating layer to produce a composite electromagnetic shielding material. did.
  • the Cu plating layer consists of copper sulfate pentahydrate 200 gZL, sulfuric acid: 50 gZL, chloride ions: 50 p pm, copper plating brightener: 5m I ZL (Okuno Pharmaceutical additive SF-M) Using a plating bath, Cu plating was performed at a bath temperature of 25 to 30 ° C. and a current density of 3 to 5 AZdm 2 .
  • the prepared composite electromagnetic wave shield was evaluated by the following methods for adhesion, elongation, and shielding properties. The results are shown in Table 1.
  • a dry plating layer having a thickness of 100 A was formed by sputtering on the Ni_7 ⁇ 1 ⁇ 2Cr alloy layer formed on the AI foil of the AI PET material.
  • the AI ZP ET material on which this dry Cu plating layer was formed was taken out of the vacuum sputtering device, and a 2 / m thick Ni plating layer was formed to produce a composite electromagnetic shielding material.
  • the Ni plating layer uses a Ni plating bath consisting of 240 g ZL of nickel sulfate pentahydrate, boric acid: 30 gZL, pit inhibitor; 2m I (Nippon Chemical Industry: Pitless), bath temperature 5 It was formed by performing Ni plating at 5 to 60 ° C. and a current density of 5 mAZdr ⁇ l 2 .
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a 5 Cu thick dry Cu plating layer was formed by sputtering on a Ni 70 / oCr alloy layer formed on the AI foil of the AI PET material.
  • the AI ZPET material on which this dry Cu plating layer was formed was taken out from the vacuum sputtering apparatus, and a Cu plating layer having a thickness of 2 / m was formed in the same manner as in Example 1 to produce a composite electromagnetic shielding material.
  • a composite electromagnetic shielding material was produced in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the dry Cu plating layer was 100 A. Table 1 shows the evaluation results.
  • a composite electromagnetic shielding material was prepared in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the Cu plating layer was 0.3 m. Table 1 shows the evaluation results.
  • a composite electromagnetic shield material was produced in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the Cu plating layer was 15 m. Table 1 shows the evaluation results.
  • a composite electromagnetic shielding material was produced in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the dry Cu plating layer was 500 A. Table 1 shows the evaluation results.
  • a composite electromagnetic shielding material was produced in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the dry Ni alloy plating layer was 200 A. Table 1 shows the evaluation results.
  • a composite electromagnetic shielding material was produced in the same manner as in Example 4 except that the dry Ni alloy plating layer was changed to a Ni 30% Cu alloy layer. Table 1 shows the evaluation results.
  • Example 1 AI ZPET material is installed in the vacuum deposition system, and after vacuuming for 30 minutes, Ar gas is introduced and the pressure is adjusted to 0.5 Pa. An Ar plasma is formed by applying a voltage of 5 OW in the RF plasma electrode. A composite electromagnetic shielding material was prepared in the same manner as in Example 4 except that the AI ZPET material was passed through this Ar plasma and the oxide film on the surface of the AI foil was removed.
  • a composite electromagnetic shielding material was prepared in the same manner as in Example 4 except that a Ni-Cr 7% alloy layer was not formed on the AI ZP ET material surface, but a dry Cu adhesive layer was formed directly on the AI foil surface. did. (Comparative Example 2)
  • the composite electromagnetic shielding material was applied in the same manner as in Example 1 except that the Ni Zr 7 ⁇ 1 ⁇ 4 alloy layer was not formed on the AI ZP ET material surface, but the dry Cu adhesive layer was formed directly on the AI foil surface. Produced. (Comparative Example 3)
  • Example 2 For the same A I ZPET material as used in Example 1, the elongation at break and the shielding properties were evaluated.
  • tape peeling lilt was performed immediately after metal plating (indicated as “Initial” in Table 1).
  • the composite electromagnetic shielding material was placed in a 11S humidity chamber (75 ° C— 950/0 RH) made by KS Beck for 1 month, and then the tape was peeled (see “After Time” in Table 1). ”).
  • a cellophane adhesive tape 24 mm width made by Nichiban Co., Ltd. was used.
  • the standard of evaluation is as follows, and a remaining Cu portion of 600 or more was considered acceptable.
  • Cu remaining portion after tape peeling is less than 70% 60 ⁇ 1 ⁇ 2 or more
  • microphone port wave cable 1 Measure the high-frequency output (P 1) transferred to the microwave cable 2 placed close to
  • Microwave cable 0.91 2 mm Covered around 0 center conductor with foamed Teflon (registered trademark) 2. 98 mm 0, and covered with outer conductor made of woven Cu wire with silver plating 3. 58 mm 0 and cable
  • the stretchability can be ensured by using the glamor film as a support.
  • Adhesion between AI and Cu can be improved by soldering with dry Ni-Cr or dry Ni-Cu alloy (Examples "! ⁇ 11").

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Abstract

本発明の複合電磁波シールド材は、有機樹脂フィルムの片面に、下から順に、Alを主成分とする金属箔から成る導電性芯体、乾式Ni合金めっき層、乾式Cuめっき層、金属めっき層から成り、伸びが5%以上であることにより、高周波領域において高いシールド効果を有し、機械特性が優れ、軽量かつフレキシブルで安価なシールド材料を提供することができる。

Description

明 細 書 複合電磁波シーノレド材及びその製造方法 技術分野
本発明は、複合電磁波シールド材及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、 機械的特性に優れ、 軽量かつ電磁波シールド性に優れた複合電磁波シールド材及びその製 造方法に関する。 背景技術
携帯電話、 パーソナルコンピューター、 電子レンジ等の各種電子機器の普及や高性能化 に伴い、 電子機器のノイズ防止や電磁波の人体に対する影響防止等の見地から、 電磁波シ 一ルド材が使用されている。 更に近年、 著しい情報通信技術の発展が、 大容量の情報通信 を実現すると共に、 使用周波数帯の高周波化をもたらし、 その結果、 高周波領域帯におけ るシールド特性の向上ならびに軽量なシールド材料力《求められるようになった。 公知の電 磁波シールド材としては、 金属箔ゃ金属メッシュなど、 金属材料を種々の形で樹脂基板中 に埋設したものなどが知られている (例えば、 特開平 2— 3 0 2 0 9 8号公報参照) 。 ま た、 熱可塑性或いは! ^化性樹脂に、 繊維状金属フイラ一を配合して導電性を付与した導 電性複合樹脂組成物などもある(例えば、特開昭 6 1 - 2 8 7 9 6 2号公報参照)。更に、 A I箔とフイルムを複合した熱収縮性シールド材ゃ、 A I箔の表面に炭素材料を含む導電 性樹脂を設けたシールド材もある (例えば、 特開昭 6 3— 1 0 4 8 3 2号公報、 特開平 7 - 1 0 5 7 4 8号公報等参照) 。 金属箔ゃ銅編組などを巻いて、 シールド性を高めている ものもある。 発明の開示
しかしながら、 上記のシールド材は比較的高価であり、 これが電線自体のコストを上昇 させる大きな要因となっている。 例えば、 フイラ一を用いた複合シールド材は、 マスター チップ化した複合材を再び樹脂と混練して作製するため、 膜厚が安定した製品を製造する こと力《困難であり、 その結果、 歩留まりが悪く、 コストアップの要因となる。 また、 A I 箔とフィルムを複合した材料では、 そのシールド性は、 3 0〜3 0 0 M H z帯領域で効果 があるが、 現在必要とされている 1 G H Z帯以上の高周波に対するシールド領域において は、 その効果が乏しい。 更にこの A I箔上に炭素材料を含む導電性樹脂複合材を設けたシ ーリレド材においては、 炭素材料に黒鉛を用いているため、 これ力《水分を吸収すると A I箔 と炭素材料との間で局部電池が形成され、 その結果 A I箔の腐食力《進行してしまう問題が ある。
これらに対して、 C u箔をシールド材に用いた場合においては、 C U箔の厚みを増やす ことにより高いシールド効果は得られるが、 シールド材自体が重くなる問題力《生じる。 ま たこれを電線に組み込んだ場合、 電線自体のフレキシブルな屈曲が困難となり、 扱いにく いものとなる。
一方、 A I箔のみを用いた場合、 軽量かつフレキシブルなシールド材となるが、 A I箔 だけではシールド効果力《乏しいため、 A I箔の外側に銅からなる編組を巻き付けることで、 軽量な電線用シールド材を構成している。 し力、し、 この銅編組が電線のコストを上昇させ る要因の一つでもあり、更に銅編組を用いることで、電線のフレキシビリティーを束縛し、 使い勝手も悪くなる。
従って本発明の目的は、 高周波に対する電磁波シールド効果を向上した複合電磁波シー ルド材及びその製造方法を提供すると共に、 軽量で機械的特性力《優れた複合電磁波シール ド材及びその製造方法を提供することにある。
本発明によれば、 有機樹脂フィルムの片面に、 下から順に、 A I (アルミニウム) を主 成分とする金属箔からなる導電性芯体、乾式 N i (ニッケル)合金めつき層、乾式 C u (銅) めっき層、 金属めつき層から成り、 伸びが 5 «¼以上であることを特徴とする複合電磁波シ —ルド材が提供される。
本発明の複合電磁波シールド材においては、
1 . 乾式 N i合金めつき層の厚みが 1 0〜2 0 0 A、 乾式 C uめっき層の厚みが 5〜5 O O A、 金属めつき層の厚みが 0. 3〜1 5〃mの範囲にあること、
2. 金属めつき層が、 電解 C uめっき層又は電解 N iめっき層であること、
が好適である。
本発明によればまた、 有機樹脂フィルムの片面に、 A Iを主成分とする金属箔から成る 導電性芯体を積層し、 該導電性芯体の表面に乾式 N i合金めつき、 乾式 C uめっきを順次 行い、 更に電解めつきを行うことを特徴とする複合電磁波シールド材の製造方法力《提供さ れる。 本発明の複合電磁波シールド材の製造方法においては、 導電性芯体表面に乾式 N i合金 めっきを施す前に、 導電性芯体表面にプラズマ処理を行うことが好適である。
本発明の複合電磁波シールド材は、 1 G H z帯以上の高周波に対する電磁波シールド効 果が優れるだけでなく、 軽量且つフレキシブルであると共に、 シールド材の片面のみに金 属層を有するので、 機械的特性が優れている。
また乾式 N i合金めつき層が、 A Iを主成分とする金属箔と乾式 C uめっき層との間に 介在することにより、導電性芯体と乾式 C uめっき層との密着性を向上することができる。 また、 A Iを主成分とする金属箔をプラズマ処理することにより、 乾式 C uめっき層の密 着性を更に向上することが可能となる。
本発明で製造したシールド材は、 特に極細の電線用シールド材に用いた場合、 その特徴 を生かすことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 クロストーク法によるシールド性測定装置を示す。 発明を実施するための最良の形態
本発明を、 以下詳細に説明する。
本発明の複合シールド材は、 A Iを主成分とする金属箔から成る導電性芯体の片面に絶 縁体である有機樹脂フィルムを貼り合わせ、 反対面にシールド効果に優れる成分から構成 された金属層力《形成されている。
本発明の複合電磁波シールド材は、 導電性芯体として比較的軽量な A Iを主成分とする 金属箔を用い、 この導電性芯体の一方の表面に絶縁体である有機樹脂フィルムを貼リ合わ せ、 反対側の面にシールド効果に優れる金属から成る層を形成させることにより、 機械特 性が優れ、 軽量かつ高シールドな電磁波シールド材を提供することができる。
本発明の複合電磁波シールド材においては、 導電性芯体の表面に有機樹脂フィルム層、 裏面にシールド特性に優れる金属層を形成させているが、 この有機樹脂フィルム層を形成 させることにより、 シールド材の機械特性が向上する。
シールド材を組み込んだ電線を作る場合においては、 伸びが 5 <½未満の材料では電線を 作製する時にシールド材カ《破断してしまうため適用することができず、 一般に導電性芯体 の両面にシールド層として金属を積層した場合はその伸びが極端に低下するため、 電線用 途のシールド材には不適応となるが、 本発明の複合電磁波シールド材は、 機械特性として 5 %以上の伸びを有しているため、 電線用途にも使用することができる。
(導電性芯体)
本発明の複合電磁波シールド材においては、軽量化を図る観点から、導電性芯体として、 A Iを主成分とする金属箔を用いる。 A Iを主成分とする金属箔としては、 A I箔、 或い は A Iを主成分とする合金箔 (以下、 単に A I合金箔という) を挙げることができ、 圧延 箔ゃ電解箔を使用することができる。
一般に、 F e箔ゃ N i箔を使用した場合、 磁界シールド特性力《向上するが、 F e、 C u や N iの比重は A Iよりも 2 ~ 3倍程度以上大きくなるため、これらを採用した場合には、 本発明のシールド材のように軽量化を図ることができない。
A Iを主成分とする金属箔からなる導電性芯体には、 公知のもの又は市販品 (例えば J I Sに規定の 1 0 0 0系、 3 0 0 0系など) の A I箔或いは A I合金箔を使用することが 可能である。
A Iを主成分とする金属箔の厚みは、 4〜3 5 m、 特に 5〜 2 0 mの範囲にあるこ とが好適である。 A I箔または A I合金箔の厚みが 4 m未満では、 A Iを主成分とする 金属箔自体の安定生産ならびに生産コストに問題があり、 逆に 3 5 mを超えると電磁波 シールド材自体の重量が大きくなつて軽量化を図ることができず、 更に電磁波シールド材 の伸びが減少する点で好ましくない。
(有機樹脂フィルム)
絶縁体である有機樹脂フィルムとしては、 熱可塑性フィルムとして、 ポリプロピレン、 ポリエチレン、 ポリエチレンテレフタレート、 ポリエチレンナフタレート、 塩化ビニル樹 脂、 ポリスチレン、 ポリアミド、 ポリカーボネー卜、 ポリアセタール、 アクリル樹脂、 ポ リフエ二レンォキシド、 飽和ポリエステル、 酢酸セルロース、 ポリ酢酸ビニル、 エチレン 酢ビ共重合体、 フッ素樹脂、 塩化ビニリデン樹脂、 アイオノマー樹脂、 ポリ一 4一メチル 一 1一ペンテン、 ポリスルホン、 ポリフエ二レンスルフィド、 ポリエーテルスルホン、 ポ リアリレート、 液晶ポリマー、 熱可塑性エラストマ一等を使用することができ、 また^ 化性フィルムとして、 エポキシ樹脂、 ポリウレタン、 シリコーン、 ポリイミド、 ポリアミ ドイミド、 ポリアラミド等公知のものを用いることができる。
有機樹脂フィルムの厚みは、 1 . 2〜 5 0〃 mの範囲にあることが好まししゝ。 有機樹月旨 フィルムの厚みが 1 . 2 m未満では、 フィルムの安定生産や製造コス卜の点で満足する ものではなく、 逆に 5 0 mを超えると電磁波シールドのフレキシブル性かつ軽量性を損 なうおそれがある。
有機樹脂フィルム自体は延伸でも無延伸でもよい力 均一なフィルム厚みの点からは延 伸したフィルムを用いること力《好ましい。
導電性芯体への有機樹脂フィルムの貼リ合わせは、 有機樹脂フィルムを溶融温度直前ま で加熱したラミネート方式、 接着界面に接着剤を用いた接着方式など、 公知の方法で貼り 合わせることが可能である。
(プラズマ処理)
本発明においては、 A Iを主成分とする金属箔の表面酸化皮膜を取り除く目的で、 A I を主成分とする金属箔の表面をプラズマに曝すことが望ましい。
すなわち、 A Iを主成分とする金属箔の表面には強固な酸化皮膜が形成されており、 こ の酸化皮膜が、 A Iを主成分とする金属箔への C u成分の密着性を低下させる原因となる 力 本願発明においては、 A Iを主成分とする金属箔表面に、 後述する乾式 N i合金めつ き層が形成されているので A Iと C uとの密着性は改良されているが、 プラズマ処理を施 すことにより更に密着性を向上することが可能となる。
プラズマに用いるガスには、 一般的に A rガス力《使用されるが、 窒素ガス、 酸素ガス、 ヘリゥムガスでも適用できる。
また、 このプラズマは R Fプラズマ装置を用いて形成させることが可能であり、 その出 力については、 1 0 ~ 3 0 0W、 より好ましくは 5 0〜 2 0 OWで A Iを主成分とする金 属箔の表面酸化被膜を除去することが可能である。 1 OW未満では、 プラズマの形成が困 難であり、 たとえプラズマを形成させたとしても、 A Iを主成分とする金属箔上の酸化皮 膜を除去するには不十分であり、 逆に 3 0 OWを超えるとフイルム力《収縮するなどして、 寸法変化が生じるなどの問題を生じるおそれがある。
(乾式 N i合金めつき層)
A Iを主成分とする金属箔の表面に、 乾式 N i合金めつき層を形成することにより、 C uの酸化を抑制すると共に A Iと C uの密着力を向上させること力《可能となる。
乾式 N i合金めつき層としては、 N i— C r (クロム) 合金層、 N i— C u合金層、 N i - T i (チタン) 合金層、 N i - V (バナジウム) 合金層、 N i — P (リン) 合金層, N i - B (ホウ素) 合金層或いは N i -M o (モリブデン) 合金層などが適用でき、 中で も、 N i— C r合金層、 N i 一 C u合金層を好適に使用することができ、 N i— C r合金 層が下地の金属箔との密着性に特に優れているので好ましい。
N i合金めつき層は、 真空蒸着法或いはスパッタリング法等の公知の乾式の方法で形成 し、 その厚みは 10〜200 Aの範囲にあることが望ましく、 1 OA未満では、 A Iを主 成分とする金属箔との密着性が悪く、逆に 200 Aを超えると密着性の改善効果は飽和し、 不経済である。 尚、 上記範囲内においては厚みが増加するほど経時後の密着力が向上する (実施例 8参照) 。
乾式 N i合金めつき層に含まれる C r, Cu, T i , V, B或いは Moなどの添加元素 は 7〜35 o/oの量で合金中に含まれることが望ましく、 706未満では、 乾式めつきが困難 であり、 逆に 35%を超えると、 十分な密着性が得られない点で問題がある。 尚、 合金成 分として C rを用いる場合は上記範囲内において C r量力《増加するほど経時後の密着性を 向上できる (実施例 9参照) 、 また合金成分として Pが含まれる場合には 7 ~ 250 の量 で含有すること力《望ましい。 Pの場合、 上限 25<½を超えると十分な密着性を得ることが 困難である。
(乾式 Cuめっき層)
A Iを主成分とする金属箔上に形成された乾式 N i合金めつき層上に Cu層を形成する ことにより、 A Iを主成分とする金属箔上の酸化皮膜の再形成を抑制することが可能であ る。
この乾式 C uめっき層は、 真空蒸着法或いはスパッタリング法等の公知の乾式の方法で 形成することができる力 特にスパッタリングによる形成が密着性の点から好ましい。 乾式 Cuめっき層の厚みは、 5A~500Aの範囲、 特に 10Α〜100 Αの範囲にあ ることが好ましい。 厚みが 5 A未満では、 乾式 C Uめつき層が不均一となり、 次の工程で の金属めつきが均一に形成されにくく、 かつ A Iがー部露出しているため金属めつき層の 密着不良が発生しやすい。
(金属めつき層)
乾式 Cuめっき層上に被覆する金属めつき層には、 シールド特性の優れる Cu, N i, Co (コバルト) , S n (スズ) , Z n (亜鉛) , Fe, N i一 P合金, N i一 B合金, N i一 Mo合金, N i一 W (タングステン) 合金, N i—Co合金, N i _Fe合金等を 使用することができるが、 特に Cu、 N i力《好ましい。
金属めつき層は、 無電解めつき或いは電解めつきにより形成する。 金属めつき層の厚み は、 0. 3〜15/im、 特に 1 ~3 imの範囲にあることが望ましい。 乾式 Cuめっき層 上の金属めつき層の厚みが、 0. 3 m以下の場合にはシールド効果が乏しく、 逆に 1 5 U m以上の場合はシールド材料が重くなリ、 軽量かつフレキシブルな高シールド材料を提 供すること力《難しくなるので好ましくない。
また本発明においては、 金属めつき層の表面に、 防鲭を目的として適当な化成処理など の保 ¾1 を形成することも可能である。 実施例
(実施例 1 )
導電性芯体として、 市販の A I箔 (9 m厚) を用い、 これに PET (ポリエチレンテ レフタレート) フィルム (6 im厚) をラミネートして、 1 5 m厚の A I ZP ET材を 作製した。
次に、 A I ZPET材の A I箔上にスパッタリングにより、 1 OA厚の N i — 70/oC r 合金層を形成した。 次に、 真空蒸着めつきにより 1 00 A厚の乾式 C uめっき層を形成し た。
この Cuを真空蒸着めつきした A I ZP ET材を真空成膜装置から取り出し、 乾式 Cu めっき層の上に 2 β m厚の C uめっき層を形成することによリ複合電磁波シールド材を作 製した。
C uめっき層は、 硫酸銅 5水和物が 200 gZL、 硫酸: 50 gZL、 塩化物イオン: 50 p pm、 銅めつき光沢剤: 5m I ZL (奥野製薬製添加剤 S F— M) から成るめっき 浴を用いて、 浴温 25〜30°Cで、 電流密度: 3〜5 AZdm2で C uめっきを行うこと により形成した。
作製した複合電磁波シールドについて、 密着性、 伸度、 シールド性について下記方法に よリ評価を行った。 結果を表 1に示す。
(実施例 2)
実施例 1と同様にして A I P ET材の A I箔上に形成された N i _7<½C r合金層上 に、 スパッタリングして 1 00A厚の乾式 めっき層を形成した。 この乾式 C uめっき 層を形成した A I ZP ET材を真空スパッタ装置から取出し、 2 /m厚の N iめっき層を 形成することにより、 複合電磁波シールド材を作製した。
N iめっき層は、 硫酸ニッケル 5水和物が 240 gZL、 ホウ酸: 30 gZL、 ピット 防止剤; 2m I (日本化学産業: ピットレス) から成る N iめっき浴を用いて、 浴温 5 5〜60°C、 電流密度: 5mAZdrτl2でN iめっきを行うことにより形成した。
実施例 1と同様に、 評価結果を表 1に示す。
(実施例 3)
実施例 1と同様にして A I PET材の A I箔上に形成された N i一 70/oC r合金層上 に、 スパッタリングして 5 A厚の乾式 Cuめっき層を形成した。 この乾式 Cuめっき層を 形成した A I ZPET材を真空スパッタ装置から取出し、 実施例 1と同様の方法で 2 / m 厚の C uめっき層を形成し、 複合電磁波シールド材を作製した。
実施例 1と同様に、 評価結果を表 1に示す。
(実施例 4)
乾式 Cuめっき層の厚みを 100 Aとした以外は、 実施例 3と同様にして複合電磁波シ 一ルド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 5)
Cuめっき層の厚みを 0. 3 mとした以外は、 実施例 4と同様にして複合電磁波シー ルド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 6)
Cuめっき層の厚みを 1 5 mとした以外は、 実施例 4と同様にして複合電磁波シーリレ ド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 7)
乾式 C uめつき層の厚みを 500 Aとした以外は、 実施例 3と同様にして複合電磁波シ 一ルド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 8)
乾式 N i合金めつき層の厚みを 200 Aとした以外は、 実施例 4と同様にして複合電磁 波シールド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 9)
乾式 N i合金めつき層を N i一 30<½C r合金層とした以外は、 実施例 4と同様にして 複合電磁波シールド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 10)
乾式 N i合金めつき層を N i一 30%Cu合金層とした以外は、 実施例 4と同様にして 複合電磁波シールド材を作製した。 評価結果を表 1に示す。
(実施例 1 1 ) A I ZPET材を真空成膜装置内に装着し、 真空引きを 30分間行った後に、 A rガス を導入して 0. 5 P aの気圧に調整したところで, T i ZSUS電極で構成されている R Fプラズマ電極内に 5 OWの電圧を加えて A rプラズマを形成させる。 この A rプラズマ 内に A I ZPET材を通過させながら, A I箔表面上の酸化皮膜を除去した以外は、 実施 例 4と同様にして複合電磁波シールド材を作製した。
(比較例 1 )
A I ZP E T材表面に N i -C r 7%合金層を形成せず、 A I箔表面に直接乾式 C uめ つき層を形成した以外は、 実施例 4と同様にして複合電磁波シールド材を作製した。 (比較例 2)
A I ZP E T材表面に N i -C r 7 <¼合金層を形成せず、 A I箔表面に直接乾式 C uめ つき層を形成した以外は、 実施例 1と同様にして複合電磁波シールド材を作製した。 (比較例 3)
実施例 1で用いたと同様の A I ZPET材について、 破断伸度及びシールド特性を評価 した。
(評価方法)
<密着性評価 >
作製した複合電磁波シールド材の乾式 Cuめっき層と A I箔の密着性を調べる目的で、 金属めつき直後にテープ剥離 liltを行い(表 1中「初期」で表示)、更に促進識として、 タ /くィエスべック製の 11S恒湿器 ( 75 °C— 950/0 R H ) 内にこの複合電磁波シールド材 を 1力、月静置した後にテープ剥離 ^を行った (表 1中 「経時後」 で表示) 。 このテープ 剥離試験には、 ニチバン株式会社製セロハン粘着テープ 24mm幅を用いた。
評価の基準は下記の通リであリ、 C u残存部が 600 以上を合格とした。
◎:テープ剥離後の C u残存部が 90«½以上
O:テープ剥離後の C u残存部が 90%未満 70%以上
△:テープ剥離後の C u残存部が 70%未満 60<½以上
X :テープ剥離後の C u残存部が 50 %未満
<伸びの側定方法 >
テンシロン (OR I EN TEC社製引っ張り試験器: RTC— 121 OA) を用いて、 サンプル幅が 15 mmでチャック間隔が 10 Omm長となるようにサンプルを準備し、 1 mmZ分の速度でサンプルを引っ張り、 破断するまでの伸びをチャック間隔距離に対する 百分率で示した。 破断伸度 50/0以上を合格とした。
<クロストーク法によるシールド性評価方法 >
1 ) 図 1に示すように、中央部に外部導体を剥いた部分(30 c m長を有す 1 m長のマイ ク口波ケーブル 1に 3 G H Zの高周波を入力し、 マイク口波ケーブル 1に近接して置かれ た、前記ケーブルと同様のマイクロ波ケーブル 2に乗り移った高周波の出力 (P 1) を測 定する。
* マイクロ波ケーブル: 0. 91 2 mm 0の中心導体の周りを発泡テフロン(登録商標) で覆い 2. 98 mm 0とし、 さらに銀メツキした C u線を編んでなる外部導体で覆い 3. 58mm 0としたケーブル
2) 次に上記 1 )と同様にして、マイクロ波ケーブル 2に 1 5 mm幅のサンプルを剥き出 し部 (但し、 左右の外部導体はリード線で電気的に接合されている) を中心に、 少なくと も C u層を内側に且つ表裏の約 1 / 3の面積が互いに重なるようにスパイラル状に剥き出 し部の 1 5 cm手前から 60 cm長 (40回巻き) 巻いたケーブルに乗り移った高周波の 出力 (P2) を測定する。
3 ) 下記式によリシールド効果を算出し、 マイク口波ケーブル 2に卷いたサンプルのシ 一ルド性を評価し、 シールド効果の価が大きいほど電磁波シールド性は良好であり、 40 dB以上を合格とした。
シールド効果 (dB)=— 1 0 Lo g (P2ZP 1 )
10
訂正された用紙 (規則 913 表
Figure imgf000013_0001
表 1 (つづき)
Figure imgf000014_0001
(評価結果)
(1 ) 删旨フィルムを支持体にすることで、伸び性を確保することができる。
(2) 乾式 Ni— Crあるいは乾式 Ni— Cu合金めつきを行うことで、 A Iと Cuの密着力 を向上させることができる (実施例"!〜 1 1) 。
(3)プラズマ処理をすることで、 A Iと C Liの密着力を更に向上させることができ、べス トモードとなる (実施例 1 1) 。
(4)乾式 Ni— Cu合金めつきにより A Iと Cuの密着力は確保されるが、乾式 N i -C r合金めつきにより、 密着力はより向上する (実施例 9, 10) 。
注) Cuは経時により酸化による劣化が生じやすいため、 C rよりも密着力が劣る。
(5) 乾式 N i— C r合金めつきにおいて C rの含有量が増えると経時後の密着力が向上 する (実施例 4, 9) 。 また、 乾式 N i合金めつき層のトータル厚みが増しても経時後の 密着力が向上する (実施例 8) 。
(6) 乾式 Cuめっきでは、 蒸着により十分な密着力力《経時後も得られるが、 スパッタに より N i合金めつきの表面が C uで十分に覆われるため密着力がよリ向上する (実施例 1 , 2) 。
(7) 金属めつきでは Cuにより十分なシールド性が得られるが、 N iによりより高いシ 一ルド性が得られる (実施例 2) 。
(8) 蒸着よりもスパッタのほう力《密着力は良いが、 乾式 N i合金めつきを行わないと十 分な密着力が得られない (比較例 1, 2) 。
(9) A Iだけでは十分なシールド効果が得られない (比較例 3) 。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 有機樹脂フィルムの片画こ、 下から順に、 A Iを主成分とする金属箔から成る導電 性芯体、 乾式 N i合金めつき層、 乾式 C uめっき層、 金属めつき層から成り、 伸びが 5 <½ 以上であることを特徴とする複合電磁波シールド材。
2. 前記乾式 N i合金めつき層の厚みが 1 0〜2 0 0 A、 乾式 C uめっき層の厚みが 5 〜 5 0 0 A、 金属めつき層の厚みが 0. 3 - 1 5 / mの範囲にある請求項 1に記載の複合 電磁波シールド材。
3. 前記金属めつき層が、 電解 C uめっき層又は電解 N iめっき層である請求項 1記載 の複合電磁波シールド材。
4. 有機樹脂フィルムの片面こ、 A Iを主成分とする金属箔からなる導電性芯体を積層 し、 該導電性芯体の表面に乾式 N i合金めつき、 乾式 C uめっきを順次行い、 更に電解め つきを行うことを特徴とする複合電磁波シールド材の製造方法。
5. 前記導電性芯体表面に乾式 N i合金めつきを施す前に、 導電性芯体表面にプラズマ 処理を行う請求項 4記載の複合電磁波シールド材の製造方法。
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