JP2009218443A - 金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フレキシブルプリント配線板のグランド回路と、該フレキシブルプリント配線板の表面に貼り付ける金属補強板とに挟まれた位置のフレキシブルプリント配線板の絶縁被覆層に開口を設け、該開口に導電性接着剤を充填して、前記金属補強板と前記グランド回路とを電気接続して固着しており、前記導電性接着剤は、前記グランド回路との接着側に導電性粒子の濃度を高くした導電性の高い高導電性接着剤を用い、該高導電性接着剤の表面と前記金属補強板との間に導電性粒子の濃度を低くした高接着性接着剤を介在させ、前記グランド回路と金属補強板との間に電位差を発生させず、または無視できる程度に減少して、接着していることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
前記金属補強板をFPCに貼り付けるために、通常、電気的絶縁性を有する接着シートが使用されているが、金属補強板をFPCのグランド回路と電気接続すると、金属補強板を電磁波ノイズに対するシールド効果を発揮させることができる。そのため、金属補強板とフレキシブルプリント基板の電極とを導電性接着剤を介して接続することが、特開2007−189091号公報(特許文献1)で提案されている。
通常、FPCではグランド回路の表面に設ける絶縁被覆層の厚さは20〜30μmあり、グランド回路を開口に面して露出させるには、20〜30μmの厚さの絶縁被覆層を切除する必要がある。この20〜30μmとなる深さの開口に特許文献1の導電性接着シート10を押し込んでグランド回路と金属補強板とを接着すると、グランド回路と金属補強板との接続距離が長くなり、抵抗が更に高くなるため、金属補強板とグランド回路との電位差が大となり、金属補強板によるシールド効果が低減する問題がある。
前記導電性接着剤は、前記グランド回路との接着側に導電性粒子の濃度を高くした導電性の高い高導電性接着剤を用い、該高導電性接着剤の表面と前記金属補強板との間に導電性粒子の濃度を低くした高接着性接着剤を介在させ、前記グランド回路と金属補強板との間に電位差を減少または発生させずに接着していることを特徴とする、金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板を提供している。
前記導電性接着剤はバインダー樹脂に導電性粒子を分散して配合しており、前記高導電性接着剤は、導電性を高めるために導電性粒子の配合量を多くして濃度を高めているため、バインダー樹脂の配合量が低下するため接着力は低くなる。一方、前記高接着性接着剤は、導電性粒子の配合量を少なくして濃度を低くし、バインダー樹脂の配合量が多くしているため、接着力は大となるが導電性は低くなる。
本発明は、前記高導電性接着剤をグランド回路側に、高接着性接着剤を金属補強板側に使い分けて用いることにより、金属補強板とFPCとの接着性を確保しながら、金属補強板とグランド回路との電位差が限りなく無くなるようにしているため、金属補強板に電磁ノイズのシールド機能を十分に発揮させることができ、FPC内の回路に対する電磁ノイズの影響を排除することができる。
高導電性接着剤の銀粒子濃度を45体積%〜70体積%としているのは、45体積%未満とすると、接着性は良好であるが、十分な導電性を得られず、金属補強板とグランド回路間に電位差が生じる。一方、70体積%をこえると、バインダー樹脂中に導電性粒子が均一に分散せず、導電性接着剤として実使用が困難となる。
高接着性接着剤の銀粒子濃度を0.01体積%〜20体積%としているのは、0.01体積%未満であると、接着性は良好となるが、十分な導電性が得られない一方、20体積%を越えると導電性は良好となるが、十分な接着性が得られない。
導電性粒子の形状は特に限定されないが、球状、鱗片状などのものが使用できる。導電性を考慮すると、鱗片状粒子を使用することが好ましい。
前記粒子径とは、個々の粒子の最大径とし、その平均値を平均粒子径としている。計測には走査型電子顕微鏡(SEM)等を用いて計測している。また、個数換算含有率%については、前記SEM等の画面における全ての粒径と粒子数を計測し、該当直径を有する粒子数を全体の粒子数で割って百分率で表現している。
前記溶剤は、バインダー樹脂を溶解可能であるもので有れば限定されず、エステル系、エーテル系、ケトン系、エーテルエステル系、アルコール系、炭化水素系、アミン系の有機溶剤が挙げられる。前記導電性接着剤を印刷する場合には、印刷性の良い高沸点溶剤が好ましく、具体的にはカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテートなどが特に好ましい。またこれらの溶剤を数種類組み合わせて使用してもよい。
前記硬化剤としては、アミン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、酸及び酸無水物系硬化剤、塩基性活性水素化合物、第3アミノ類、イミダゾール類その他、従来公知の種々の硬化剤の中から、組わせるバインダー樹脂に適したものが用いられる。
さらに、印刷作業性向上のため、増粘剤、レベリング剤等の添加物を加えもよい。
更に、接着性を損なわない範囲で、カーボンやシリカ等の無機フィラーを添加してもよい。これらの成分は、例えば、3本ロール、回転撹拌脱泡機などにより混合、分散して均一な状態とし、導電性接着剤を作成している。
FPC自体は周知の構成からなり、ポリイミドフィルム等からなるベースフィルム上にグランド回路を含む導体パターンを設け、導体パターンを設けた面を絶縁性接着剤を介して絶縁樹脂フィルムで被覆している。この絶縁性接着剤と絶縁性フィルムとの積層体からなる絶縁層をカバーレイと称している。
前記絶縁性接着剤の厚さは20〜30μm、ポリイミドフィルム等からなる絶縁樹脂フィルムの厚さは10〜25μで、絶縁層(カバーレイ)の厚さは30〜55μm程度となっている。よって、該絶縁層を切除してグランド回路を底面に露出させる前記開口の深さは30〜55μmとなり、該開口を埋めるように充填する前記高導電性接着剤の厚さ(T1)は30〜55μmとなる。
一方、該高導電性接着剤の表面に塗布または貼り付ける高接着性接着剤は金属補強板を接着する機能を有するだけでよく、かつ、屈曲性を保持するためには薄い方が良いため、その厚さ(T2)は5〜15μm程度で良い。よって、前記のように(T1:T2)は10:1〜2:1となる。このように、開口の深さが大であっても高導電性接着剤を充填していることで、グランド回路と金属補強板との間の接続抵抗を低減または無くして電位差を無視できる程度に小さくでき、または電位差を無くすことができる。
一方、FPCの部品実装箇所の反対面や、コネクタを実装するFPC端末側に貼り付ける金属補強板は、幅方向の全面にわたって貼り付ける場合が多い。
前記FPCに設ける開口は、金属補強板と少なくとも1つのグランド回路とに挟まれた部分、即ち、グランド回路を被覆する部分の絶縁層にだけ設けているため、開口面積は金属補強板のFPCへの接触面積よりも小さくなる。
よって、前記のように、開口の周縁の絶縁層の表面にも高接着性接着剤を塗布またはシート状として貼り付け、前記金属補強板の接着側全面を固定している。
なお、金属補強板の配置部と対向した位置に複数のグランド回路がある場合は、これら複数のグランド回路と金属補強板との間の絶縁層に前記開口を設けても良い。また、グランド回路が広幅である場合は、この広幅のグランド回路に連通する大きな1つの開口を設けてもよい。
前記高導電性接着剤が硬化しない温度で加熱して、接着剤中の溶媒を飛ばして乾燥させる。
ついで、高接着性接着剤を、高導電性接着材の表面となる開口表面および開口周縁の金属補強板の接着面の全面に相当するように塗布またはシート状として貼り付ける。
ついで、前記高接着性接着材上に金属補強板を貼り付けた後、該金属補強板を加熱・加圧してFPCの表面に固定している。
図1および図2において、FPC1の表面Sには、反対面に抵抗やコンデンサ等の部品2を実装している部分およびコネクタ3を実装している端末側に板厚が50μm〜100μmの薄板ステンレス板からなる金属補強板5(図2中にクロス斜線で示す)をFPC1の幅方向の略全面に渡って貼り付けている。
開口12は、予めカバーレイ7を形成し、該カバーレイ7にレーザー加工で設けても良いし、ベースフィルム4をカバーレイ7で被覆した後にレーザー加工で形成してもよい。また、開口12は金属補強板5と対向位置のグランド回路8の全長に設ける必要はなく、グランド回路8の一部を露出させる開口であればよく、断面円形または方形のいずれでも良い。
高導電性接着剤20の表面となる開口12の表面および、金属補強板5の配置位置の全面に対応する開口12の周縁のカバーレイ7の表面部分7aに、導電性を有する高接着性接着剤21を、前記印刷法、ディスペンサーを用いて塗布し、または、シート状として貼り付けている。該高接着性接着剤21の厚さは約10μmとしている。よって、高導電性接着剤20の厚さ(T1)と高接着性接着剤21の厚さ(T2)はT1:T2=10:1〜2:1としている。
具体的には、高導電性接着剤20では導電性粒子は45体積%〜70体積%の割合で配合し、高接着性接着剤21は導電性粒子を0.01体積%〜20体積%の割合で配合している。
まず、絶縁樹脂フィルム10の一面に絶縁性接着剤9を付着したカバーレイ7を設け、該カバーレイ7をレーザー加工して開口12を設けている。なお、カバーレイ7をベースフィルム4に接着した後に、カバーレイ7をレーザー加工して開口12を設けてもよい。
次いで、約70℃の恒温槽内に約30分程度静置して、高導電性接着剤20に含まれる溶剤を除去して乾燥する。
次いで、開口12の表面および開口12の周縁のカバーレイ7の表面で、金属補強板5の配置面の全面に高接着性接着剤21を、ディスペンサーで塗布またはシート状として貼り付ける。
次いで、高接着性接着材21の表面に金属補強板5を載置し、金属補強板を前記加熱温度で加熱して高接着性接着材21を軟化または溶融させると共に、前記圧力で加圧して、
金属補強板5をFPC1の表面に固定している。
グランド回路上に開口するように、断面積が5mm×5mm、深さ33μmの開口12を金属補強板5の配置側のカバーレイ7に設け、該カバーレイ7をベースフィルム4の導体パターン6を設けた表面側に貼り合わせた。該貼り合わ時に、開口12をグランド回路8の位置と一致させ、開口12の底面にグランド回路8を露出させた。
3〜10μmの鱗片状の銀粒子の濃度を50体積%となるように、銀粒子、エポキシ樹脂、イミダゾール系硬化剤、ブチルカルビトールアセトンからなる溶剤と混合して予め作成した高導電性接着剤20をスクリーン印刷で開口12に充填した。
高導電性接着剤20を開口12に充填後、70℃の恒温槽に30分静置し、溶剤を飛ばして乾燥した。
ニッケル粒子の濃度を0.5体積%となるように、エポキシ樹脂、硬化剤と混合して予め作成した高接着性接着剤21を、厚さ10μmのシート状に作成し、該シートを10mm×20mmの金属補強板5の大きさに切断し、前記開口12を覆うと共に開口12の周縁のカバーレイ11の表面に位置合わせして貼り合わせた。
前記高接着性接着剤21からなるシートの表面に、厚さ0.1mmのステンレス板からなる金属補強板5を貼り合わせた。
ついで、金属補強板5を180℃に加熱しながら、13kg/cm2で加圧した。
その後、高接着性接着剤21および高導電性接着剤20を硬化させた。
測定された抵抗は1〜0Ωで、高導電性接着剤20と高接着性接着剤21とからなる接着層に発生する抵抗は殆ど無くなり、金属補強板5とグランド回路8との間に電位差は同一または電位差は無視できる程度となっていた。
この測定結果より、金属補強板5に電磁波シールド特性が十分に持たせることができることが確認できた。
2 実装部品
4 ベースフィルム
5 金属補強板
6 導体パターン
7 絶縁層(カバーレイ)
8 グランド回路
12 開口
20 高導電性接着剤
21 高接着性接着剤
A 導電性粒子
B バインダー樹脂
Claims (5)
- フレキシブルプリント配線板のグランド回路と、該フレキシブルプリント配線板の表面に貼り付ける金属補強板とに挟まれた位置の絶縁層に開口を設け、該開口に導電性接着剤を充填して、該開口の底面に露出する前記グランド回路と前記金属補強板とを電気接続して固着しており、
前記導電性接着剤は、前記グランド回路との接着側に導電性粒子の濃度を高くした導電性の高い高導電性接着剤を用い、該高導電性接着剤の表面と前記金属補強板との間に導電性粒子の濃度を低くした高接着性接着剤を介在させ、前記グランド回路と金属補強板との間に電位差を減少または発生させずに接着していることを特徴とする、金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板。 - 前記開口の面積は前記金属補強板の面積より小さく、前記開口の周縁の絶縁層の表面にも、前記開口面積を含めて前記金属補強板の接着側全面に相当する領域に、前記高接着性接着剤を塗布またはシート状として貼り付け、前記金属補強板の接着側全面を固定している請求項1に記載の金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板。
- 前記高導電性接着剤は導電性粒子濃度を45体積%〜70体積%とし、前記高接着性接着剤は導電性粒子濃度を0.01体積%〜20体積%としている請求項1または請求項2に記載の金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板。
- 前記高導電性接着剤の厚さ(T1)と高接着性接着剤の厚さ(T2)との厚さの比(T1:T2)は、10:1〜2:1である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板。
- 前記高導電性接着剤および高接着性接着剤は、銀、銀被覆銅、銅、およびニッケルから選択される1種または2種以上の混合粒子からなる導電性粒子を、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびポリエステル樹脂から選択されるバインダー樹脂中に分散させたものである請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の金属補強板を備えたフレキシブルプリント配線板。
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