特許第6857288号(P6857288)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6857288電磁波シールドフィルム及びシールドプリント配線板
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6857288
(24)【登録日】2021年3月23日
(45)【発行日】2021年4月14日
(54)【発明の名称】電磁波シールドフィルム及びシールドプリント配線板
(51)【国際特許分類】
   H05K 9/00 20060101AFI20210405BHJP
   B32B 15/08 20060101ALI20210405BHJP
   B32B 27/18 20060101ALI20210405BHJP
   C09J 7/30 20180101ALI20210405BHJP
【FI】
   H05K9/00 W
   H05K9/00 R
   B32B15/08 J
   B32B27/18 J
   C09J7/30
【請求項の数】12
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2020-551446(P2020-551446)
(86)(22)【出願日】2020年5月29日
(86)【国際出願番号】JP2020021383
【審査請求日】2020年9月23日
(31)【優先権主張番号】特願2019-100531(P2019-100531)
(32)【優先日】2019年5月29日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000108742
【氏名又は名称】タツタ電線株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】特許業務法人 安富国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柳 善治
【審査官】 五貫 昭一
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−109404(JP,A)
【文献】 特開2016−115725(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05K 9/00
B32B 15/08
B32B 27/18
C09J 7/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性粒子及び接着性樹脂組成物を含む導電性接着剤層を備えた電磁波シールドフィルムであって、
前記電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の前記導電性接着剤層の切断面において、
前記導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であり、かつ、
前記切断面の全面積に対する前記接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%であることを特徴とする電磁波シールドフィルム。
【請求項2】
さらに、絶縁層を備える請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
【請求項3】
前記絶縁層と、前記導電性接着剤層との間に金属膜を備える請求項2に記載の電磁波シールドフィルム。
【請求項4】
前記切断面において、前記導電性粒子の平均長さは、5.0〜50.0μmである請求項1〜3のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
【請求項5】
前記導電性粒子及び前記接着性樹脂組成物の合計重量に対する前記導電性粒子の重量の割合が、60〜80重量%である請求項1〜4のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
【請求項6】
ベースフィルム、前記ベースフィルムの上に配置されたプリント回路及び前記プリント回路を覆うように配置されたカバーレイを備えるプリント配線板と、
導電性粒子及び接着性樹脂組成物を含む導電性接着剤層を備えた電磁波シールドフィルムとを含み、
前記導電性接着剤層が前記カバーレイと接触するように前記電磁波シールドフィルムが前記プリント配線板に熱圧着されたシールドプリント配線板であって、
熱圧着前の前記電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の前記導電性接着剤層の切断面において、前記導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であり、かつ、前記切断面の全面積に対する前記接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%であることを特徴とするシールドプリント配線板。
【請求項7】
前記プリント回路はグランド回路を含み、
前記カバーレイには前記グランド回路を露出する開口部が形成されており、
前記導電性接着剤層は、前記開口部を埋めて、前記グランド回路と接触している請求項6に記載のシールドプリント配線板。
【請求項8】
前記導電性接着剤層の前記カバーレイと接触していない側には、絶縁層が配置されている請求項6又は7に記載のシールドプリント配線板。
【請求項9】
前記導電性接着剤層と前記絶縁層との間には金属膜が配置されている請求項8に記載のシールドプリント配線板。
【請求項10】
前記導電性粒子の平均長さは、5.0〜50.0μmである請求項6〜9のいずれかに記載のシールドプリント配線板。
【請求項11】
前記導電性接着剤層の厚さは2〜7μmである請求項6〜10のいずれかに記載のシールドプリント配線板。
【請求項12】
前記導電性粒子及び前記接着性樹脂組成物の合計重量に対する前記導電性粒子の重量の割合が、60〜80重量%である請求項6〜11のいずれかに記載のシールドプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁波シールドフィルム及びシールドプリント配線板に関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブルプリント配線板は、小型化、高機能化が急速に進む携帯電話等のモバイル機器や、ビデオカメラ、ノートパソコン等の電子機器において、複雑な機構の中に回路を組み込むために多用されている。さらに、その優れた可撓性を生かして、プリンタヘッドのような可動部と制御部との接続にも利用されている。これらの電子機器では、電磁波シールド対策が必須となっており、装置内で使用されるフレキシブルプリント配線板においても、電磁波シールド対策を施したフレキシブルプリント配線板(以下、「シールドプリント配線板」とも記載する)が用いられるようになってきた。
【0003】
近年、特にモバイル機器には、多機能化(例えば、カメラ機能搭載やGPS機能搭載等)が求められており、多機能化を実現するために、プリント配線板の高密度化も行われている。プリント配線板を高密度に配置するにあたり、モバイル機器自体の巨大化には限度があるので、シールドプリント配線板の厚さを薄くするという方法が採られている。
また、シールドプリント配線板の厚さを薄くする場合、電磁波シールドフィルムを薄くするという方法が考えられる。
【0004】
しかし、電磁波シールドフィルムの厚さが薄い場合、段差があるプリント配線板に電磁波シールドフィルムを熱圧着した場合、段差部で電磁波シールドフィルムの導電性接着剤層が伸びてしまい、電気抵抗値が上昇したり、電磁波シールドフィルム自体が破損する場合がある。
【0005】
特許文献1には、このような問題を解決できる電磁波シールドフィルム(電磁波シールドシート)として、フレーク状導電性微粒子と、バインダー樹脂とを含む導電層、および絶縁層を備えた電磁波シールドシートであって、前記導電層の切断面における前記フレーク状導電性微粒子の平均アスペクト比が7〜15であり、加熱圧着前の前記導電層の断面積を100としたときの導電性微粒子以外の成分が占める面積が55〜80であり、前記電磁波シールドシートを150℃、2MPa、30分間の条件で加熱圧着前後の導電性微粒子以外の成分が占める面積の差が5〜25であることを特徴とする電磁波シールドシートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2016−115725号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載の電磁波シールドフィルムは、段差を有するプリント配線板に熱圧着した際の段差追従性と導電性を両立しているといえる。
【0008】
近年、電子機器の携帯性、ハンドリング性を向上させるために、電子機器を折り畳み可能にすることも進められている。
折り畳み可能な電子機器では、シールドプリント配線板も繰り返し折り曲げられることになる。
【0009】
特許文献1の電磁波シールドシートを、繰り返し折り曲げると、導電層において、フレーク状導電性微粒子が折れてしまったり、フレーク状導電性微粒子同士が離れてしまったりして、電気抵抗値が上昇してしまうという問題がある。
特に、熱圧着した際に導電層の厚さが7μm以下の厚さになるように、特許文献1の電磁波シールドシートを薄型化した場合、この問題が顕著にあらわれる。
【0010】
本発明は、上記問題を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、薄型化可能であり、かつ、耐屈曲性が高い電磁波シールドフィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の電磁波シールドフィルムは、導電性粒子及び接着性樹脂組成物を含む導電性接着剤層を備えた電磁波シールドフィルムであって、上記電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の上記導電性接着剤層の切断面において、上記導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であり、かつ、上記切断面の全面積に対する上記接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%であることを特徴とする。
【0012】
本発明の電磁波シールドフィルムでは上記電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層の切断面において、導電性粒子の平均アスペクト比が18以上である。
導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であると、導電性粒子が充分な柔軟性を有するので、電磁波シールドフィルムが繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子も追従して曲がることができ、導電性粒子の位置がずれにくくなり、導電性粒子が破損しにくくなる。
その結果、導電性粒子同士の接触を充分に保つことができ、電気抵抗値が上昇することを防止することができる。
導電性粒子の平均アスペクト比が18未満であると、導電性粒子の柔軟性が乏しくなり、電磁波シールドフィルムが繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子の位置がずれやすくなり、導電性粒子が破損しやすくなる。その結果、電気抵抗値が上昇しやすくなる。
【0013】
なお、本明細書において、「導電性接着剤層の切断面において、導電性粒子の平均アスペクト比」とは、電磁波シールドフィルムを切断した断面のSEM画像から導き出した、導電性粒子のアスペクト比の平均値を意味する。具体的には、走査型電子顕微鏡(JSM−6510LA 日本電子株式会社製)を使用し、撮影倍率3000倍で撮影した画像データを、画像処理ソフト(SEM Control User Interface Ver3.10)を用いて、1画像あたり100個の導電性粒子の長さと厚みを計測し、それぞれの導電性粒子の長さ÷厚みを算出し、上下限15%を除外した後の数値の平均値をアスペクト比とする。
【0014】
また、本発明の電磁波シールドフィルムでは、電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層の切断面において、切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%である。
この面積の割合が60%未満であると、導電性粒子の割合が相対的に多くなり、導電性粒子が密集し、導電性接着剤層の柔軟性が低下する。その結果、段差追従性が低下する。
この面積の割合が95%を超えると、導電性粒子同士の接触箇所が少なくなり、導電性が低下する。
【0015】
なお、本明細書において、「切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物の面積の割合」とは、電磁波シールドフィルムを切断した断面のSEM画像から導き出された、接着性樹脂組成物の面積の割合を意味する。
具体的な算出方法は、以下の通りである。
導電性接着剤層の切断面について走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して観察する。
切断面を垂直方向からSEMで観察すると、接着性樹脂組成物と導電性粒子との間にコントラスト差が生まれ導電性粒子の形状を認識することができる。
電磁波シールドフィルムを切断した断面のSEM画像を画像解析ソフト「GIMP2.10.6」を用い、接着性樹脂組成物の部分と、導電性粒子の部分とを黒と白に2値化する。
その後、黒と白のピクセル数をカウントすることでピクセル数の割合から、接着性樹脂組成物の面積の割合を算出する。
【0016】
本発明の電磁波シールドフィルムは、さらに絶縁層を備えていてもよい。
電磁波シールドフィルムが絶縁層を備えることにより、ハンドリングが向上する。また、導電性接着剤層と外部とを絶縁することができる。
【0017】
本発明の電磁波シールドフィルムは、上記絶縁層と、上記導電性接着剤層との間に金属膜を備えていてもよい。
電磁波シールドフィルムが金属膜を備えると、電磁波シールド効果及び耐屈曲性が向上する。
【0018】
本発明の電磁波シールドフィルムでは、上記電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の上記導電性接着剤層の切断面において、上記導電性粒子の平均長さは、5.0〜50.0μmであることが望ましい。
導電性粒子の平均長さがこの範囲内であると、導電性粒子が適度な大きさ及び強度になる。
そのため、導電性接着剤層の導電性及び耐屈曲性が向上する。従って、導電性接着剤層をさらに薄くすることが可能になる。
すなわち、導電性接着剤層の導電性及び耐屈曲性を維持したまま、導電性接着剤層を薄くすることができる。
【0019】
なお、本明細書において、「導電性粒子の長さ」とは、電磁波シールドフィルムを切断した断面のSEM画像において、画像処理ソフト(SEM Control User Interface Ver3.10)を用いて算出した値のことを意味する。
【0020】
本発明の電磁波シールドフィルムでは、上記導電性粒子及び上記接着性樹脂組成物の合計重量に対する上記導電性粒子の重量の割合が、60〜80重量%であることが望ましい。
導電性粒子の重量の割合が60重量%未満であると、導電性粒子同士の接触の数が少なくなり導電性が低下する。
導電性粒子の重量の割合が80重量%を超えると、導電性接着剤層の柔軟性が乏しくなり、導電性接着剤層が破損しやすくなる。また、接着性樹脂組成物の量が相対的に少なくなるので導電性接着剤層のピール強度が低下する。
【0021】
本発明のシールドプリント配線板は、ベースフィルム、上記ベースフィルムの上に配置されたプリント回路及び上記プリント回路を覆うように配置されたカバーレイを備えるプリント配線板と、導電性粒子及び接着性樹脂組成物を含む導電性接着剤層を備えた電磁波シールドフィルムとを含み、上記導電性接着剤層が上記カバーレイと接触するように上記電磁波シールドフィルムが上記プリント配線板に配置されたシールドプリント配線板であって、上記導電性接着剤層の切断面において、上記導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であり、上記導電性接着剤層の切断面において、上記切断面の全面積に対する上記接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%であることを特徴とする。
【0022】
本発明のシールドプリント配線板では、導電性接着剤層の切断面において、導電性粒子の平均アスペクト比が18以上である。
導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であると、導電性粒子が充分な柔軟性を有するので、シールドプリント配線板が繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子も追従して曲がることができ、導電性粒子の位置がずれにくくなり、導電性粒子が破損しにくくなる。
その結果、導電性粒子同士の接触を充分に保つことができ、電気抵抗値が上昇することを防止することができる。
導電性粒子の平均アスペクト比が18未満であると、導電性粒子の柔軟性が乏しくなり、シールドプリント配線板が繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子の位置がずれやすくなり、導電性粒子が破損しやすくなる。その結果、電気抵抗値が上昇しやすくなる。
【0023】
本発明のシールドプリント配線板では、導電性接着剤層の切断面において、切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%である。
この面積の割合が60%未満であると、導電性粒子の割合が相対的に多くなり、導電性粒子が密集し、導電性接着剤層の柔軟性が低下する。その結果、耐屈曲性が低くなる。また、電磁波シールドフィルムとの接触するプリント配線板に段差があった場合、導電性接着剤層が段差に追従できず隙間が生じやすくなる。
この面積の割合が95%を超えると、導電性粒子同士の接触箇所が少なくなり、導電性が低下する。
【0024】
本発明のシールドプリント配線板では、上記プリント回路はグランド回路を含み、上記カバーレイには上記グランド回路を露出する開口部が形成されており、上記導電性接着剤層は、上記開口部を埋めて、上記グランド回路と接触していてもよい。
このような構成であると、導電性接着剤層とグランド回路とが電気的に接続されることになる。そのため、良好なグランド効果を得ることができる。
また、導電性接着剤層の構成が上記の構成であるため、このような開口部があったとしても導電性接着剤層は開口部の形状に追従して、開口部を埋めることができる。そのため、開口部に隙間が生じにくい。
【0025】
本発明のシールドプリント配線板では、上記導電性接着剤層の上記カバーレイと接触していない側には、絶縁層が配置されていてもよい。
このような絶縁層により、導電性接着剤層と外部とを絶縁することができる。
【0026】
本発明のシールドプリント配線板では、上記導電性接着剤層と上記絶縁層との間には金属膜が配置されていることが望ましい。
このように金属膜が配置されていると、電磁波シールド効果及び耐屈曲性が向上する。
【0027】
本発明のシールドプリント配線板では、上記導電性粒子の平均長さは、5.0〜50.0μmであることが望ましい。
導電性粒子の平均長さがこの範囲内であると、導電性粒子が適度な大きさ及び強度になる。
そのため、導電性接着剤層の導電性及び耐屈曲性が向上する。従って、導電性接着剤層をさらに薄くすることが可能になる。
すなわち、導電性接着剤層の導電性及び耐屈曲性を維持したまま、導電性接着剤層を薄くすることができる。
【0028】
本発明のシールドプリント配線板では、上記導電性接着剤層の厚さは2〜7μmであることが望ましい。
上記の通り本発明のシールドプリント配線板の導電性接着剤層は、耐屈曲性が高い。そのため、導電性接着剤層の厚さが2〜7μmと薄かったとしても、破損しにくく、導電性が低下しにくい。
【0029】
本発明のシールドプリント配線板では、上記導電性粒子及び上記接着性樹脂組成物の合計重量に対する上記導電性粒子の重量の割合が、60〜80重量%であることが望ましい。
導電性粒子の重量の割合が60重量%未満であると、導電性粒子同士の接触の数が少なくなり導電性が低下する。
導電性粒子の重量の割合が80重量%を超えると、導電性接着剤層の柔軟性が乏しくなり、導電性接着剤層が破損しやすくなる。また、接着性樹脂組成物の量が相対的に少なくなるので導電性接着剤層のピール強度が低下する。
【発明の効果】
【0030】
本発明の電磁波シールドフィルムでは、導電性粒子の形状が上記の所定のアスペクト比となり、接着性樹脂組成物が上記の所定のパラメータになるように調整している。
そのため、薄型化可能であり、電気抵抗値が上昇することを防止することができ、耐屈曲性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
図1図1は、本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルムの一例を模式的に示す断面図である。
図2図2(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルムを用いたシールドプリント配線板の製造方法を肯定順に示す工程図である。
図3図3は、本発明の第2実施形態に係る電磁波シールドフィルムの一例を模式的に示す断面図である。
図4図4(a)は、実施例1に係る電磁波シールドフィルムの断面のSEM画像である。図4(b)は、比較例1に係る電磁波シールドフィルムの断面のSEM画像である。
図5図5(a)及び(b)は、段差追従性試験を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本発明の電磁波シールドフィルム及びシールドプリント配線板について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【0033】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルムの一例を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、電磁波シールドフィルム10は、導電性粒子21及び接着性樹脂組成物22を含む導電性接着剤層20と、導電性接着剤層20の上に積層された絶縁層30と、導電性接着剤層20及び絶縁層30の間に配置された金属膜40とからなる。
電磁波シールドフィルム10が絶縁層30を備えることにより、ハンドリングが向上する。また、導電性接着剤層20と外部とを絶縁することができる。
電磁波シールドフィルム10が金属膜40を備えると、電磁波シールド効果及び耐屈曲性が向上する。
【0034】
電磁波シールドフィルム10では、電磁波シールドフィルム10を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層20の切断面において、導電性粒子21の平均アスペクト比は18以上である。また、当該平均アスペクト比は、18〜150であることが望ましい。
導電性粒子21の平均アスペクト比が18以上であると、導電性粒子21が充分な柔軟性を有するので、電磁波シールドフィルム10が繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子21も追従して曲がることができ、導電性粒子21の位置がずれにくくなり、導電性粒子21が破損しにくくなる。その結果、導電性粒子21同士の接触を充分に保つことができ、電気抵抗値が上昇することを防止することができる。
特に、電磁波シールドフィルム10の導電性接着剤層20の厚さ方向の接続抵抗値(導電性接着剤層の一方の主面と、他方の主面に電極を繋ぎ、導電性接着剤層を介して各電極が通電する際の電気抵抗値)が上昇することを防止することができる。
導電性粒子の平均アスペクト比が18未満であると、導電性粒子の柔軟性が乏しくなり、電磁波シールドフィルムが繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子の位置がずれやすくなり、導電性粒子が破損しやすくなる。その結果、電気抵抗値が上昇しやすくなる。
導電性粒子21の平均アスペクト比が150を超えると、導電性粒子同士の平面方向での接触面積は増えるが導電性接着剤層の厚み方向での接触面積が減少するため、電気抵抗値が上昇しやすくなる。
【0035】
また、電磁波シールドフィルム10を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層20の切断面において、切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物22の面積の割合は60〜95%となる。
この面積の割合が、60〜95%の範囲であると、導電性粒子21と接着性樹脂組成物22との配合量のバランスがよく耐屈曲性及び導電性が高くなる。
この面積の割合が60%未満であると、導電性粒子の割合が相対的に多くなり、導電性粒子が密集し、導電性接着剤層の柔軟性が低下する。その結果、段差追従性が低下する。
この面積の割合が95%を超えると、導電性粒子同士の接触箇所が少なくなり、導電性が低下する。
【0036】
以下、電磁波シールドフィルム10の各構成について詳述する。
【0037】
(導電性接着剤層)
導電性接着剤層20の厚さは、特に限定されないが、電磁波シールドフィルム10を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後に、2〜7μmとなる厚さであることが望ましい。
上記の通り、導電性接着剤層20は、耐屈曲性が高い。そのため、加熱加圧後の導電性接着剤層20の厚さが2〜7μmと薄かったとしても、破損しにくく、導電性が低下しにくい。
【0038】
上記の通り、導電性接着剤層20は、導電性粒子21及び接着性樹脂組成物22を含む。
導電性接着剤層20は、これら以外に必要に応じて、難燃剤、難燃助剤、硬化促進剤、粘着性付与剤、酸化防止剤、顔料、染料、可塑剤、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング剤、充填材、粘度調節剤等を含んでいてもよい。
【0039】
(導電性粒子)
導電性粒子21は、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、銅に銀めっきを施した銀コート銅等の金属からなることが望ましい。
これらの金属は、成形が容易であり、また、柔軟性を有する。
【0040】
導電性粒子21の形状は、電磁波シールドフィルム10を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後において、平均アスペクト比が18以上となれば特に限定されないが、フレーク状、デンドライト状、棒状、繊維状等の形状であってもよく、電磁波シールドフィルムを薄型化できるフレーク状であることが望ましい。
【0041】
電磁波シールドフィルム10を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層20の切断面において、導電性粒子21の平均長さは、5.0〜50.0μmであることが望ましく、5.0〜30.0μmであることがより望ましく、5.0〜20.0μmであることがさらに望ましく、5.0〜8.0μmであることが特に望ましい。
導電性粒子の平均長さがこの範囲内であると、導電性粒子が適度な大きさ及び強度になる。
そのため、導電性接着剤層20の導電性及び耐屈曲性が向上する。従って、導電性接着剤層20をさらに薄くすることが可能になる。
すなわち、導電性接着剤層20の導電性及び耐屈曲性を維持したまま、導電性接着剤層20を薄くすることができる。
【0042】
電磁波シールドフィルム10では、導電性粒子21及び接着性樹脂組成物22の合計重量に対する導電性粒子21の重量の割合が、60〜80重量%であることが望ましい。
導電性粒子の重量の割合が60%重量未満であると、導電性粒子同士の接触の数が少なくなり導電性が低下する。
導電性粒子の重量の割合が80重量%を超えると、導電性接着剤層の柔軟性が乏しくなり、導電性接着剤層が破損しやすくなる。また、接着性樹脂組成物の量が相対的に少なくなるので導電性接着剤層のピール強度が低下する。
【0043】
(接着性樹脂組成物)
接着性樹脂組成物22の材料としては、特に限定されないが、スチレン系樹脂組成物、酢酸ビニル系樹脂組成物、ポリエステル系樹脂組成物、ポリエチレン系樹脂組成物、ポリプロピレン系樹脂組成物、イミド系樹脂組成物、アミド系樹脂組成物、アクリル系樹脂組成物等の熱可塑性樹脂組成物や、フェノール系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、ウレタン系樹脂組成物、メラミン系樹脂組成物、アルキッド系樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物等を用いることができる。
接着性樹脂組成物の材料はこれらの1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0044】
導電性接着剤層20の切断面において、導電性粒子21は、導電性接着剤層20の長さ方向に沿うように配向していることが望ましい。
また、導電性接着剤層20の切断面において、導電性粒子21の長さ方向に対する、導電性接着剤層20の長さ方向の平均角度は、0〜14°であることが望ましく0〜10°であることがより望ましく、0〜9°であることがさらに望ましい。
平均角度の具体的な算出方法は、以下の通りである。
電磁波シールドフィルムにおける導電性接着剤層側の表面を、表面が滑らかな厚さ30μmのポリイミドフィルムに150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧して貼り合わせる。次いで、電磁波シールドフィルムの切断面について走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して観察する。
切断面を垂直方向からSEMで観察すると、導電性接着剤層とポリイミドフィルムとの界面が平坦となっており、接着性樹脂組成物と導電性粒子との間にコントラスト差が生まれ導電性粒子の形状を認識することができる。
次いで、電磁波シールドフィルムを切断した断面のSEM画像を画像解析ソフト「GIMP2.10.6」を用い、接着性樹脂組成物の部分と、導電性粒子の部分とを黒と白に2値化する。
次いで、導電性粒子の長軸方向における両端部を結ぶ線分を引き、当該線分が導電性接着剤層とポリイミドフィルムとの界面がなす角度を計測し、当該角度の平均値を算出する。
導電性粒子21がこのように配向していると、電磁波シールドフィルム10を曲げた際に、導電性粒子21も曲がりやすくなる。
そのため、電磁波シールドフィルムの耐屈曲性が向上する。
【0045】
(絶縁層)
電磁波シールドフィルム10の絶縁層30は充分な絶縁性を有し、導電性接着剤層20及び金属膜40を保護できれば特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物、活性エネルギー線硬化性組成物等から構成されていることが望ましい。
上記熱可塑性樹脂組成物としては、特に限定されないが、スチレン系樹脂組成物、酢酸ビニル系樹脂組成物、ポリエステル系樹脂組成物、ポリエチレン系樹脂組成物、ポリプロピレン系樹脂組成物、イミド系樹脂組成物、アクリル系樹脂組成物等が挙げられる。
【0046】
上記熱硬化性樹脂組成物としては、特に限定されないが、フェノール系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、ウレタン系樹脂組成物、メラミン系樹脂組成物、アルキッド系樹脂組成物等が挙げられる。
【0047】
上記活性エネルギー線硬化性組成物としては、特に限定されないが、例えば、分子中に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する重合性化合物等が挙げられる。
【0048】
絶縁層30は、1種単独の材料から構成されていてもよく、2種以上の材料から構成されていてもよい。
【0049】
絶縁層30には、必要に応じて、硬化促進剤、粘着性付与剤、酸化防止剤、顔料、染料、可塑剤、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング剤、充填材、難燃剤、粘度調節剤、ブロッキング防止剤等が含まれていてもよい。
【0050】
絶縁層30の厚さは、特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができるが、1〜15μmであることが望ましく、3〜10μmであることがより望ましい。
【0051】
(金属膜)
金属膜40は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ、パラジウム、クロム、チタン、亜鉛等の材料からなる層を含んでいてもよく、銅層を含むことが望ましい。
銅は、導電性及び経済性の観点から金属膜40にとって好適な材料である。
なお、金属膜40は、上記金属の合金からなる層を含んでいてもよい。
【0052】
金属膜40の厚さとしては、0.01〜10μmであることが望ましい。
金属膜の厚さが0.01μm未満では、充分なシールド効果が得られにくい。
金属膜の厚さが10μmを超えると屈曲しにくくなる。
【0053】
電磁波シールドフィルム10では、絶縁層30と金属膜40との間にアンカーコート層が形成されていてもよい。
アンカーコート層の材料としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂をシェルとしアクリル樹脂をコアとするコア・シェル型複合樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポリイソシアネートにフェノール等のブロック化剤を反応させて得られたブロックイソシアネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
【0054】
次に、本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルムを用いたシールドプリント配線板の製造方法について説明する。
図2(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルムを用いたシールドプリント配線板の製造方法を肯定順に示す工程図である。
【0055】
(1)プリント配線板準備工程
まず、図2(a)に示すように、ベースフィルム51、ベースフィルム51の上に配置されたプリント回路52及びプリント回路52を覆うように配置されたカバーレイ53を備えるプリント配線板50を準備する。
【0056】
なお、プリント配線板50では、プリント回路52はグランド回路52aを含み、カバーレイ53にはグランド回路52aを露出する開口部53aが形成されている。
【0057】
ベースフィルム51及びカバーレイ53の材料は、特に限定されないが、エンジニアリングプラスチックからなることが望ましい。このようなエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、架橋ポリエチレン、ポリエステル、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂が挙げられる。
また、これらのエンジニアリングプラスチックの内、難燃性が要求される場合には、ポリフェニレンサルファイドフィルムが望ましく、耐熱性が要求される場合にはポリイミドフィルムが望ましい。なお、ベースフィルム51の厚みは、10〜40μmであることが望ましい。また、カバーレイ53の厚みは、10〜30μmであることが望ましい。
【0058】
プリント回路52は、特に限定されないが、導電材料をエッチング処理すること等により形成することができる。
導電材料としては、銅、ニッケル、銀、金等が挙げられる。
【0059】
(2)電磁波シールドフィルム貼付工程
次に、図2(b)に示すように、電磁波シールドフィルム10を準備し、導電性接着剤層20がカバーレイ53に接するように電磁波シールドフィルム10をプリント配線板50に配置する。
【0060】
(3)加熱加圧工程
次に、加熱加圧を行い、電磁波シールドフィルム10を、プリント配線板50に貼付する。
加熱加圧の条件は、150〜200℃、2〜5MPa、1〜10minが望ましい。
【0061】
加熱加圧工程により、導電性接着剤層20が、開口部53aを埋めることになる。
【0062】
以上の工程を経て、図2(c)に示すようなシールドプリント配線板60を製造することができる。
【0063】
なお、シールドプリント配線板60は、本発明のシールドプリント配線板の一例でもある。
【0064】
シールドプリント配線板60において、導電性接着剤層20の切断面において、導電性粒子21の平均アスペクト比が18以上である。また、当該平均アスペクト比は、18〜150であることが望ましい。
導電性粒子21の平均アスペクト比が18以上であると、導電性粒子21が充分な柔軟性を有するので、シールドプリント配線板60が繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子21も追従して曲がることができ、導電性粒子21の位置がずれにくくなり、導電性粒子21が破損しにくくなる。その結果、導電性粒子21同士の接触を充分に保つことができ、電気抵抗値が上昇することを防止することができる。
導電性粒子の平均アスペクト比が18未満であると、導電性粒子の柔軟性が乏しくなり、シールドプリント配線板が繰り返し折り曲げられた場合、導電性粒子の位置がずれやすくなり、導電性粒子が破損しやすくなる。その結果、電気抵抗値が上昇しやすくなる。
導電性粒子21の平均アスペクト比が150を超えると、導電性粒子同士の平面方向での接触面積は増えるが導電性接着剤層の厚み方向での接触面積が減少するため、電気抵抗値が上昇しやすくなる。
【0065】
シールドプリント配線板60では、導電性接着剤層20の切断面において、切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物22の面積の割合が60〜95%である。
この面積の割合が、60〜95%の範囲であると、導電性粒子21と接着性樹脂組成物22との配合量のバランスがよく耐屈曲性及び導電性が高くなる。
この面積の割合が60%未満であると、導電性粒子の割合が相対的に多くなり、導電性粒子が密集し、導電性接着剤層の柔軟性が低下する。その結果、耐屈曲性が低くなる。また、電磁波シールドフィルムとの接触するプリント配線板に段差があった場合、導電性接着剤層が段差に追従できず隙間が生じやすくなる。
この面積の割合が95%を超えると、導電性粒子同士の接触箇所が少なくなり、導電性が低下する。
【0066】
シールドプリント配線板60では、導電性接着剤層20の厚さは2〜7μmであることが望ましい。
上記の通り、シールドプリント配線板60の導電性接着剤層20は、耐屈曲性が高い。そのため、導電性接着剤層20の厚さが2〜7μmと薄かったとしても、破損しにくく、導電性が低下しにくい。
【0067】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る電磁波シールドフィルムを説明する。
図3は、本発明の第2実施形態に係る電磁波シールドフィルムの一例を模式的に示す断面図である。
図3に示す、電磁波シールドフィルム110は、金属膜40が配置されていない以外は、上記本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルム10と同じ構成である。
すなわち、電磁波シールドフィルム110は、導電性粒子21及び接着性樹脂組成物22を含む導電性接着剤層20と、導電性接着剤層20の上に積層された絶縁層30とからなる。
【0068】
電磁波シールドフィルム110では、電磁波シールドフィルム110を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層20の切断面において、導電性粒子21の平均アスペクト比は18以上である。
【0069】
また、電磁波シールドフィルム110を、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の導電性接着剤層20の切断面において、切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物22の面積の割合は60〜95%となる。
【0070】
電磁波シールドフィルム110における、導電性接着剤層20、導電性粒子21、接着性樹脂組成物22及び絶縁層30の望ましい構成は、上記本発明の第1実施形態に係る電磁波シールドフィルム10における導電性接着剤層20、導電性粒子21、接着性樹脂組成物22及び絶縁層30の望ましい構成と同じである。
【0071】
このような構成であったとしても、電磁波シールドフィルム110は、充分に電磁波をシールドすることができ、また、充分な耐屈曲性を有する。
【実施例】
【0072】
以下に本発明をより具体的に説明する実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0073】
(実施例1)
転写フィルムにエポキシ樹脂を塗工し、電気オーブンを用い、100℃で2分間加熱し、厚さ5μmの絶縁層を作製した。
【0074】
次に、導電性粒子として表1に記載の銀コート銅粉及び接着性樹脂組成物(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂:DIC社製「エピクロン N−655−EXP」)を準備し、導電性粒子及び接着性樹脂組成物の合計重量に対する導電性粒子の重量の割合が65重量%となるように、これらを混合し、導電性樹脂組成物を作製した。
使用した導電性粒子の物性を表1に示す。
【0075】
次に、絶縁層の上に導電性樹脂組成物を塗布し、厚さ7μmの導電性接着剤層を形成し、実施例1に係る電磁波シールドフィルムを製造した。
【0076】
(実施例2〜3)及び(比較例1〜3)
銀コート銅粉を、表1に示す配合としたこと以外は実施例1と同様にして実施例2〜3及び比較例1〜3に係る電磁波シールドフィルムを製造した。各導電性粒子の物性を表1に示す。
【0077】
【表1】
【0078】
(加熱加圧試験)
厚さ25μmのポリイミド樹脂板を準備し、導電性接着剤層が当該ポリイミド樹脂板と接するように、各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムを配置した。
次に、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧し、各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムをポリイミド樹脂板に貼付した。
加熱加圧後の電磁波シールドフィルムの導電性接着剤層の厚さを表1に示す。
【0079】
加熱加圧試験後の電磁波シールドフィルムを切断し、SEM画像を採り、画像処理ソフト(SEM Control User Interface Ver3.10)を用い、導電性粒子の長さ及びアスペクト比を測定した。結果を表1に示す。
また、加熱加圧試験前及び加熱加圧試験後の電磁波シールドフィルムを切断し、SEM画像を採り、画像解析ソフト「GIMP2.10.6」を用い、導電性接着剤層の切断面において、切断面の全面積に対する接着性樹脂組成物の面積の割合、導電性粒子の配向度(導電性粒子の長さ方向に対する、導電性接着剤層の長さ方向の平均角度)を算出した。結果を表1に示す。
【0080】
また、実施例1に係る電磁波シールドフィルムの断面のSEM画像と、比較例1に係る電磁波シールドフィルムの断面のSEM画像を、代表例として示す。
図4(a)は、実施例1に係る電磁波シールドフィルムの断面のSEM画像である。
図4(b)は、比較例1に係る電磁波シールドフィルムの断面のSEM画像である。
【0081】
また、別途、上記の加熱加圧条件と同じ条件で、各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムをポリイミド樹脂板に貼付し、その後、電磁波シールドフィルムをポリイミド樹脂版から剥離する際のピール強度を測定した。結果を表1に示す。
【0082】
(接続抵抗測定試験)
各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムの絶縁層側の導電性接着剤層の主面及び反対側の主面に電極を繋ぎ、導電性接着剤層の厚さ方向の電気抵抗値を測定した。測定された電気抵抗値を初期電気抵抗値とした。
次に、各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムを熱風リフローに5回通過させ、その後の各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムの絶縁層側の導電性接着剤層の主面及び反対側の主面に電極を繋ぎ、導電性接着剤層の厚さ方向の電気抵抗を測定した。測定された電気抵抗値を熱風リフロー後電気抵抗値とした。
各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムの初期電気抵抗値及び熱風リフロー後電気抵抗値を表1に示す。
なお、熱風リフローは、電子機器を製造する際のリフロー工程を模擬し、電磁波シールドフィルムが265℃に5秒間曝されるような温度プロファイルを設定した。
【0083】
(耐屈曲性の評価)
各実施例及び各比較例に係る電磁波シールドフィルムを以下の方法で評価した。
各電磁波シールドフィルムを熱プレスにより50μm厚みのポリイミドフィルムの両面に貼り付け、縦×横=130mm×15mmの大きさにカットして試験片とし、各試験片の耐折り曲げ性を、MIT耐折疲労試験機(株式会社安田精機製作所製、No.307 MIT形耐折度試験機)を用い、JIS P8115:2001に規定される方法に基づき耐折り曲げ性を測定した。
試験条件は、以下の通りである。
折曲げクランプ先端R:0.38mm
折曲げ角度:±135°
折曲げ速度:175cpm
荷重:500gf
検出方法:内蔵電通装置にて、シールドフィルムの断線を感知
【0084】
また、耐折り曲げ性評価基準は以下の通りである。結果を表1に示す。
◎:折り曲げ回数が2500回以上で断線が発生した。
○:折り曲げ回数が1500回以上、2500回未満で断線が発生した。
×:折り曲げ回数が1500回未満で断線が発生した。
なお、比較例2に係る電磁波シールドフィルムは抵抗値が検出できなかったため、耐屈曲性を評価できなかった。
【0085】
(段差追従試験)
図5(a)及び(b)は、段差追従試験を模式的に示す模式図である。
図5(a)に示すように円柱状の貫通孔253aを有する厚さ100μmのポリイミド樹脂板250を準備し、導電性接着剤層220がポリイミド樹脂板250と接し、かつ、貫通孔253aを覆うように、実施例2に係る電磁波シールドフィルム210を配置した。
貫通孔253aの開口径は表2に示す通りである。
次に、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧し、実施例2に係る電磁波シールドフィルムをポリイミド樹脂板に貼付した。
これにより、図5(b)に示すように、電磁波シールドフィルム210の導電性接着剤層220は、貫通孔253aを埋めることになる。
次に、図5(b)中、符号「P1」で示す貫通孔253aの底部に位置する導電性接着剤層220の部分、及び、符号「P2」で示す貫通孔253aを覆っていない絶縁層230側の導電性接着剤層220の部分に電極を繋ぎ電気抵抗値を測定した。結果を表2に示す。
【0086】
【表2】
【0087】
表1及び2に示すように本発明の実施例に係る電磁波シールドフィルムは、薄型化可能であり、ピール強度が強く、導電性、耐ヒートサイクル性、及び、段差追従性に優れていることが判明した。
【符号の説明】
【0088】
10、110、210 電磁波シールドフィルム
20、220 導電性接着剤層
21 導電性粒子
22 接着性樹脂組成物
30、230 絶縁層
40 金属膜
50 プリント配線板
51 ベースフィルム
52 プリント回路
52a グランド回路
53 カバーレイ
53a 開口部
60 シールドプリント配線板
250 ポリイミド樹脂板
253a 貫通孔


【要約】
本発明は、薄型化可能であり、かつ、耐屈曲性が高い電磁波シールドフィルムを提供する。
本発明の電磁波シールドフィルムは、導電性粒子及び接着性樹脂組成物を含む導電性接着剤層を備えた電磁波シールドフィルムであって、上記電磁波シールドフィルムを、150℃、2MPa、30minの条件で加熱加圧した後の上記導電性接着剤層の切断面において、上記導電性粒子の平均アスペクト比が18以上であり、かつ、上記切断面の全面積に対する上記接着性樹脂組成物の面積の割合が60〜95%であることを特徴とする。
図1
図2
図3
図4
図5