JP2023083317A - 電磁波シールドシート、電磁波シールド性配線回路基板および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態1に係る電磁波シールドシートを説明する。まず、電磁波シールドシートの概要を説明する。その後、電磁波シールドシートを構成する各層を詳細に説明し、次いで、電磁波シールドシートの製造方法を説明する。
図1は、実施形態1に係る電磁波シールドシート10を例示した断面図である。図1に示すように、電磁波シールドシート10は、接着剤層1、金属層2及び絶縁層3を備えている。電磁波シールドシート10は、接着剤層1、金属層2及び絶縁層3を、この順で積層された積層体を含んでいる。金属層2は、接着剤層1及び絶縁層3の間に配置されている。
金属層2は、電磁波および電界波を遮蔽する役割を担う。金属層2は、接着剤層1側の展開長さ比RLrが、例えば、1~1.4であり、絶縁層3側の展開長さ比RLrが1~1.5である。展開長さ比RLrは、下記数式(1)から求められる。
(展開長さ比RLr)=(金属層界面の展開長さ)/(金属層界面の直線距離)
・・・(1)
[数2]
(金属層界面の展開長さ)=(金属層の界面を含む周囲長)-(界面以外の周囲長)
・・・(2)
金属層2の厚さは、0.2~5[μm]であることが好ましい。金属層2の厚さは、0.2~4[μm]がより好ましく、0.5~3[μm]がさらに好ましい。金属層2の厚さが0.2~5[μm]の範囲にあることで、高い電磁波シールド性能と耐折性とのバランスを取ることが可能となる。
金属層の製造方法は、金属箔を用いる方法の他、真空蒸着、スパッタリング、CVD法、MO(メタルオーガニック)、メッキ等で形成することができる。これらの中でも量産性を考慮すれば、金属箔、真空蒸着またはメッキが好ましい。
本実施形態の金属層2は、全面に複数の開口部4を有することが好ましい。開口部4は、接着剤層1側の界面から絶縁層3側の界面まで貫通している。金属層2の展開長さ比RLrが小さいほど、積層した際の接着力が低下しやすい。しかしながら、開口部4を有することで、接着剤層1に含まれた樹脂が開口部4に流入する。これにより、絶縁層3と接着剤層1とが接着される。よって、絶縁層3/金属層2、および金属層2/接着剤層1の界面の接着力が向上する。したがって、金属層2に対して、良好な密着性を得るための粗化処理を行わずにすむ。このため、金属層2の表面を所定の形状にしやすくなる。
本実施形態における金属層2の開口率は、0.05~40[%]であることが好ましい。開口率は、開口部4の面積と個数から調整することができる。開口率を0.05[%]以上とすることで揮発成分を効率的に外部に出しやすくすることができる。このため、吸湿性を向上させることができる。開口率を40[%]以下にすることで、高い電磁波シールド性を確保することができる。また、伝送損失を低減することができる。なお、開口率は下記式(3)から求められる。
[数3]
開口率[%]=(単位面積あたりの開口部の面積)/(単位面積あたりの開口部面積+単位面積あたりの非開口部面積)×100
・・・(3)
開口部4を有する金属層2の製造方法は、例えば、金属箔を機械的に打ち抜きをするパンチング方法、針状の突起を全面に突き刺し金属箔に開口部4を形成する方法、金属箔上にパターンレジスト層を形成し金属箔をエッチングして開口部4を形成する方法、スクリーン印刷によって所定のパターンに導電性ペーストを印刷する方法、所定のパターンでアンカー剤をスクリーン印刷しアンカー剤印刷面のみに金属メッキする方法、および特開2015‐63730号公報に記載されている製造方法等が適用できる。すなわち、支持体に水溶性、又は溶剤可溶性インクをパターン印刷し、その表面に金属蒸着膜を形成しパターンを除去する。その表面に離形層を形成し電解メッキすることでキャリア付開口部4を有する金属層2を得ることができる。
接着剤層1は、例えば、熱可塑性樹脂または硬化性樹脂を含んでもよい。硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が好ましい。また、接着剤層1は、導電性接着剤を含んでもよい。
接着剤層1は、電磁波シールドシート10の一方の面に位置し、後述する配線回路基板との貼着を担う。接着剤層1は、厚み方向のみに導電性を発現する異方導電性接着剤層であるか、または絶縁性接着剤であることが好ましい。接着剤層1として異方導電性接着剤層を用い、異方導電性接着剤層と金属層2とを接するようにすれば、配線回路基板のグランド回路と金属層2とを特別な部材を用いることなく電気的に接合できる。接着剤層1として、異方導電性接着剤層を用いることによって、より効率的に電気的に接合を達成できる。
接着剤層1は、これまで説明した材料を混合し攪拌して得ることができる。攪拌は、例えばディスパーマット、ホモジナイザー等に公知の攪拌装置を使用できる。
接着剤層1の厚さは、用途に応じて適宜設計可能であるが、0.5~25[μm]の範囲であることが好ましく、より好ましくは、2~10[μm]である。接着剤層1の厚さを、0.5[μm]以上とすることにより、配線回路基板等の部品への接着力を大きくすることができる。また、25[μm]とすることにより電磁波シールド性配線回路基板の屈曲性が良好になる。
絶縁層3は、絶縁性樹脂組成物を成形した絶縁性シートであり、金属層2を保護する役割および表層の絶縁性を確保する役割を担う。絶縁性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、接着剤層1で説明した熱可塑性樹脂または硬化性樹脂を使用できる。なお、絶縁層3および接着剤層1に使用する熱可塑性樹脂、硬化性樹脂は、同一、または異なっていてもよい。
絶縁層3の厚さは用途により変動し得るが、2~15[μm]が好ましい。このような厚みとすることにより、電磁波シールドシート10の諸物性のバランスを取りやすくすることができる。
電磁波シールドシート10の製造方法は、特に限定されないが、一例として、前述の方法により製造された接着剤層1、金属層2及び絶縁層3とを貼り合わせる方法が例示できる。
次に、実施形態2に係る電磁波シールド性配線回路基板を説明する。本実施形態の電磁波シールド性配線回路基板は、配線回路基板の少なくとも一方の面上に電磁波シールドシート10が接合されたものである。本実施形態の電磁波シールド性配線回路基板は、例えば、周波数が1[MHz]から20[GHz]の範囲の信号を伝送する電子機器、例えば、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器に好適に使用できる。
次に、電磁波シールド性配線回路基板の別の例を説明する。図8は、実施形態2の別の例に係る電磁波シールド性配線回路基板210を例示した断面図である。図8に示すように、電磁波シールド性配線回路基板210は、配線回路基板200、電磁波シールドシート10、カバー層301、カバー層302を備えている。電磁波シールド性配線回路基板210は、前述の電磁波シールド性配線回路基板110と比べて、配線回路基板200の構成及び電磁波シールドシート10が一方側を覆っていることが異なっている。電磁波シールド性配線回路基板210も、フレキシブル性を有する。
次に、実施例及び比較例を説明する。
接着剤層1の膜厚は、電磁波シールドシート10を部品に加熱圧着した後の接着剤層1の厚みであり、以下の方法により測定した。まず、電磁波シールドシート10の接着剤層1の剥離性シートを剥がし、露出した接着剤層とポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製「カプトン200EN」)を貼り合わせ、2MPa、150℃の条件で30分加熱圧着した。これを幅5mm・長さ5mm程度の大きさに切断した後、エポキシ樹脂(ペトロポキシ154、マルトー社製)をスライドガラス上に0.05g滴下し、電磁波シールドシート10を接着させ、スライドガラス/電磁波シールドシート10/ポリイミドフィルムの構成の積層体を得た。得られた積層体をクロスセクションポリッシャー(日本電子社製、SM-09010)を用いてポリイミドフィルム側からイオンビーム照射により切断加工して、加熱圧着後の電磁波シールドシート10の測定試料を得た。
伝送特性について、両面に電磁波シールドシートを積層した、コプレーナ構造のフレキシブルプリント配線板を用いて評価した。コプレーナ構造のフレキシブルプリント配線板は、ポリイミドフィルム(厚さ12.5μm)と絶縁性接着剤層(厚さ15μm)とで構成されるカバーレイ「CISV1215(ニッカン工業社製)」と、厚さ25μmのポリイミドフィルムの両面に、厚さ12μmの圧延銅箔を積層した両面CCLからなる。そして、両面CCLの一方の銅箔面に、長さが10cmの2本の信号配線、およびグランド配線を形成し、もう一方の面の銅箔は、信号配線と重ならない箇所に、シールドフィルム、およびグランド配線と導通させる部位を形成し、それ以外をエッチングにより除去した。
尚、実施例1~15および比較例1~5においてグランド配線の幅は80μm、グランド配線の幅は1mm、グランド配線と信号配線の間の距離は1mmとした。
伝送特性は、20GHzの高周波信号の伝送損失を測定することで評価した。
評価基準は以下の通りである。
優(Excellent:◎):14dB未満
良(Good、△):14dB以上、15dB未満
不適(Poor、×):15dB以上
耐熱性は、電磁波シールド性配線回路基板210の熱に対する影響から評価した。耐熱性は、電磁波シールドシートを被着した積層体を小型リフロー機(SOLSYS-62501RTP アントム社製)を使用してピーク温度を260℃にしてリフロー処理を行なった後の、外観変化の有無により評価した。耐熱性が高い電磁波シールドシートは、外観が変化しないが、耐熱性が低い電磁波シールドシートは、発泡や剥がれが発生する。
優(Excellent、◎):優れている。
良(Good、△):良い。
不適(Poor、×):不適である。
幅40mm・長さ40mmの電磁波シールドシートの接着層の剥離性シートを剥がし、露出した接着層と、幅50mm・長さ50mmカプトン500Hを150℃、2.0MPa、30分の条件で圧着し、熱硬化させて積層体を得た。得られた積層体の電磁波シールドシートの絶縁層側に、JISK5400に準じてクロスカットガイドを使用し、間隔が1mmの碁盤目を100個作成した。その後、溶剤型洗浄液「Zestoron FA+」(Zestoron社製)に20分浸漬させ、超音波洗浄機「UT-205HS」(SHARP社製)を用い出力100%に設定して、2分間超音波処理を行った後に、試料を取り出し蒸留水で洗浄した後乾燥させた。碁盤目部に粘着テープを強く圧着させ、テープの端を45°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目の状態を下記の基準で判断した。
◎:どの格子の目も剥がれない。
〇:カットの交差点における塗膜の小さな剥がれ。明確に5%を上回らない。
△:塗膜がカットの線に沿って部分的、全面的に剥がれている。15%以上35%未満。×:塗膜がカットの線に沿って部分的、全面的に剥がれている。35%以上。
幅20mm・長さ100mmの電磁波シールドシートの接着層の剥離性シートを剥がし、露出した接着層と、幅20mm・長さ100mmカプトン500Hを150℃、2.0MPa、30分の条件で圧着し、熱硬化させて積層体を得た。得られた積層体の電磁波シールドシートが外側になるように180度折り曲げて、折り曲げ部位に1000gの錘を10秒間載せた後、折り曲げた箇所を元の平面状態に戻して、再び1000gの錘を10秒間載せ、これを折り曲げ回数を1回とした。電磁波シールドシートにクラックが発生したかどうかを(株)キーエンス製マイクロスコープ「VHX-900」で観察し、クラックが発生しないで折り曲げられた回数を評価した。
1000g荷重を掛けた折り曲げ部にクラックが発生までの折り曲げ回数をカウントした。評価基準は以下の通りである。
◎:10回以上。 極めて良好。
○:7回以上、10回未満。 良好
△:2回以上、7回未満。
×:2回未満。 実用不可。
幅20mm・長さ50mmの大きさの電磁波シールドシート10の接着剤層1の剥離性シートを剥がし、露出した接着剤層1を、別に作製したフレキシブルプリント配線板(厚み12.5μm)のポリイミドフィルム1上に、積層させる。フレキシブルプリント配線板は、厚み18μmの銅箔からなる、電気的に接続されていない配線50、および配線51が形成されており、回路50上に、面積20mm2以下のスルーホールを有する厚み37.5μmの接着剤付きのポリイミドカバーフィルムが積層されている。両者を、150℃、2MPaの条件で30分間圧着処理を行い、測定試料を作製した。この測定試料の回路50と回路51間の抵抗値を三菱化学製「ロレスターGP」の4探針プローブを用いて測定し、以下の基準で初期値を評価した。()内の値は、スルーホールの断面積である。
◎:(500H後の抵抗値)/(初期値)≦2
○:2<(500H後の抵抗値)/(初期値)≦5
△:5<(500H後の抵抗値)/(初期値)≦10
×:(500H後の抵抗値)/(初期値)>10
2 金属層
3 絶縁層
4 開口部
5 基材
6 キャリア
7 基材
10、10a、10b 電磁波シールドシート
11、12 導電層
21、22、23 絶縁層
30、31、32 信号回路
40、41、42 グランド回路
50、51 配線
61 カバーレイ
62 絶縁性接着剤層
63 貫通孔
64 アースビア
100、200 配線回路基板
101、201 下面
102 上面
103、104 端面
110、210 電磁波シールド性配線回路基板
301、302 カバー層
RLr 展開長さ比
Claims (9)
- 接着剤層と、
絶縁層と、
前記接着剤層及び前記絶縁層の間に配置された金属層と、
を備え、
前記金属層における前記接着剤層側の界面の展開長さ比RLrは、前記金属層における前記絶縁層側の界面の展開長さ比RLrよりも小さい、
ことを特徴とする電磁波シールドシート。 - 前記金属層における前記絶縁層側の界面の展開長さ比RLrは、1.5以下である、
請求項1に記載の電磁波シールドシート。 - 前記金属層の膜厚は、0.2~10[μm]である、
請求項1に記載の電磁波シールドシート。 - 前記金属層は、前記接着剤層側の界面から前記絶縁層側の界面まで貫通する複数の開口部を有し、開口率は、0.1~30[%]である、
請求項1に記載の電磁波シールドシート。 - 配線回路基板の少なくとも一方の面上に、請求項1に記載の電磁波シールドシートが接合された、
ことを特徴とする電磁波シールド性配線回路基板。 - 一方向に延びた配線回路基板と、
前記配線回路基板の上面及び下面を、前記接着剤層側で覆うとともに、前記配線回路基板の、前記上面に平行な面内における前記一方向に直交する他方向の両端面の少なくとも一部を、前記接着剤層側で覆う請求項1に記載の電磁波シールドシートと、
前記下面と、前記下面を覆う前記接着剤層と、の間に設けられた絶縁性の第1カバー層と、
前記上面と、前記上面を覆う前記接着剤層と、の間に設けられた絶縁性の第2カバー層と、
を備え、
前記配線回路基板は、
第1導電層と、
前記第1導電層上に設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に設けられ、前記一方向に延びた部分を有する信号回路と、
前記第1絶縁層及び前記信号回路上に設けられた第2絶縁層と、
前記第2絶縁層上に設けられた第2導電層と、
を含み、
前記接着剤層は、導電性材料を含み、前記第2カバー層を貫通するアースビアを介して前記第2導電層と接続された、
ことを特徴とする電磁波シールド性配線回路基板。 - 前記接着剤層は、前記第1カバー層を貫通するアースビアを介して前記第1導電層と接続された、
ことを特徴とする請求項6に記載の電磁波シールド性配線回路基板。 - 前記両端面は、前記第1導電層から前記第2導電層に渡って、前記接着剤層に覆われたことを特徴とする請求項6に記載の電磁波シールド性配線回路基板。
- 請求項5~8のいずれか1項に記載の電磁波シールド性配線回路基板が接続された、
ことを特徴とする電子機器。
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