JP6449111B2 - シールド材、電子部品及び接着シート - Google Patents
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Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るシールド材、接着シート及び電子部品について説明する。
<シールド材>
図1及び図2のシールド材1は、可撓性を有する。当該シールド材1は、ノイズ耐性を高めるために、フレキシブルプリント配線板のシールド領域に積層される。当該シールド材1は、上記シールド領域に対応した平面形状を有する。当該シールド材1は、絶縁層2と、導体層3と、導電性接着剤層4とを備える。
絶縁層2は、合成樹脂を主成分とする。上記合成樹脂としては、特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン、架橋ポリエチレン、ポリエステル、ポリベンツイミダゾール、アラミド樹脂、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(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂等が挙げられる。上記紫外線硬化性樹脂としては、例えばエポキシアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート、それらのメタクリレート変性品等が挙げられる。なお、絶縁層2は、異なる合成樹脂を主成分とする複数の層を積層した多層構造を有していてもよい。
導体層3は、絶縁層2の裏面に積層される。導体層3は、金属製又は金属化合物を主成分とする層である。導体層3を形成する金属としては、ニッケル、銅、銀、アルミニウム、金等が挙げられる。また、導体層3を形成する金属化合物としては、ITOのような導電性の金属化合物が挙げられる。導体層3は、蒸着等の公知の製膜技術を用いて絶縁層2の裏面に積層してもよく、金属箔を導体層3として利用し、この導体層3の表面に塗工等の公知の樹脂成形技術を用いて絶縁層3を形成してもよい。中でも、導体層3は、金属粒子の焼結層を含ことが好ましい。また、この金属の平均粒子径としては、例えば1nm以上500nm以下とすることができる。さらに、導体層3は、上記焼結層の空隙にめっき金属が充填されていてもよい。このように、上記焼結層の空隙にめっき金属が充填されることによって、上記焼結層の空隙部分が破壊起点となって導体層3が剥離するのを防止することができる。導体層3は、当該シールド材1を折り曲げたときに弾性変形することが好ましいが、現実的には、当該シールド材1の折り曲げ半径が小さくなると、組成変形及び微少な亀裂を生じることによって、当該シールド材1に可撓性を提供する。なお、「平均粒子径」とは、分散液中の銅粒子の粒度分布の体積中心径D50で表される平均粒子径を指す。
導電性接着剤層4は、導体層3の裏面に積層される。導電性接着剤層4は、フレキシブルプリント配線板のシールド領域に接着されると共に、このシールド領域のうち導電パターンの一部が露出する導電領域Xにおいて厚さ方向に導電性を発現する。導電性接着剤層4は、導体層3の裏面のうち導電領域Xの少なくとも一部に配設され、厚さ方向に導電性を発現する1又は複数のバンプ5と、1又は複数のバンプ5の周囲のうち少なくとも裏面を含む領域に充填される接着剤層6とを有する。なお、第一実施形態では、接着剤層6は、1又は複数のバンプ5の周囲の厚さ方向全体に充填されている。つまり、導電性接着剤層4は、表面から裏面に至る1又は複数のバンプ5と、このバンプ5以外の領域を満たす接着剤層6とから構成されている。当該シールド材1は、このように接着剤層6が1又は複数のバンプ5の周囲の厚さ方向全体に充填されていることによって、機械的接着強度を容易かつ確実に向上することができる。また、かかる構成によると、接着剤層6の柔軟性によって接着面を接着対象の表面形状に追従させ易くなり、これによって当該シールド材1の接着性をさらに向上することができる。
バンプ5は、導電性を有する粒子(以下「導電性粒子」ともいう。)とそのバインダーとを含有する。バンプ5は、導電性接着剤層4において、図1に一点鎖線で示すフレキシブルプリント配線板の導電領域Xに対応する部分のみに配設されている。
バンプ5に含有される導電性粒子の材質としては、例えば銀、白金、金、銅、ニッケル、パラジウム、ハンダ等を挙げることができ、これらを単体で又は2種以上混合して用いることができる。これらの中でも優れた導電性を示す銀粉末、銀コート銅粉末、ハンダ粉末等が好ましい。
上記バインダーとしては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等を挙げることができ、これらの中から1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でもバンプ5の耐熱性を向上できる熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。
接着剤層6を形成する接着剤としては、接着性を有するものであれば特に限定されず、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド等を挙げることができ、耐熱性の観点から熱硬化性樹脂が好ましく、フレキシブルプリント配線板との接着性の観点からは耐熱性に加えて柔軟性に優れるエポキシ樹脂又はアクリル樹脂がさらに好ましく、バンプ5を形成する導電性スラリーと同種の接着剤を用いることが特に好ましい。
次に、図4A〜4Eを参照して、当該シールド材1の製造方法を説明する。当該シールド材1の製造方法は、(a)離型フィルム7及び導電性接着剤層4を有する第一積層体9を形成する工程と、(b)絶縁層2及び導体層3を有する第二積層体10を形成する工程と、(c)これらの積層体9及び積層体10を貼り合わせる工程と、(d)積層体9及び積層体10の貼り合わせによって形成される積層体8から離型フィルム7を剥離する工程とを備える。
上記導電性スラリー積層工程では、図4Aに示すように、離型フィルム7の一方の面に、導電性粒子とそのバインダーとを含む導電性スラリーを、印刷により所望の立体形状となるよう積層する。この導電性スラリーの印刷方法としては特に限定されず、例えばスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ディスペンサー印刷等を用いることができる。
離型フィルム7を構成する材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シート、金属箔、これらのラミネート体等からなる適当なフィルム状体を用いることができる。また、離型フィルム7の一方の面には、剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の剥離処理を施すことが好ましい。離型フィルム7の剥離性は、剥離処理に用いる薬剤の種類又はその塗工量等を調節することにより制御することができる。
バンプ5を形成する導電性スラリーは、バンプ5を構成する導電性粒子とバインダーとを含むことにより導通性を有する組成物であって、バインダーが硬化しておらず、印刷技術によってパターンを形成できる適度な流動性を有し、後述するバンプ形成工程において硬化するものであればよい。従って、上記導電性スラリーとしては、例えば導電性ペースト、導電性インク、導電性塗料、導電性接着剤等の名称で市販されているものを使用してもよい。
上記バンプ形成工程では、離型フィルム7の一方の面に積層された導電性スラリーのバインダーの種類に応じた適切な方法により、例えばバインダーが熱硬化性樹脂である場合には加熱により、導電性スラリーを硬化してバンプ5を形成する。また、導電性スラリーが溶剤を含む場合には、このバンプ形成工程において溶剤を蒸発させる。
上記接着剤層形成工程では、図4Bに示すように、バンプ5を形成した離型フィルム7の一方の面に接着剤を充填し、平面視でバンプ5の周囲を覆う接着剤層6を形成する。上記接着剤層形成工程における接着剤の充填方法としては、印刷による方法又は塗工による方法が挙げられる。上記印刷方法としては特に限定されず、例えばスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ディスペンサー印刷等が挙げられる。また、上記塗工方法としては特に限定されず、例えばナイフコート、ダイコート、ロールコート等が挙げられる。この接着剤層形成工程によって、離型フィルム7の一方の面に導電性接着剤層4が積層された2層構造の第一積層体9が得られる。
上記第二積層体形成工程では、図4Cに示すように、絶縁層2と導体層3とを積層する。絶縁層2と導体層3とを積層する方法としては、例えば絶縁層2の他方の面に金属粒子を含むインクを塗布して乾燥した上、焼成する方法や、金属箔の一方の面に絶縁層3を構成する樹脂組成物を塗布して硬化させる方法が挙げられる。この第二積層体形成工程により、絶縁層2の他方の面に導体層3が積層された2層構造の第二積層体10が得られる。
上記貼り合わせ工程では、図4Dに示すように、第一積層体9及び第二積層体10を貼り合わせる。上記貼り合わせ工程では、これらの積層体9,10を導電性接着剤層4の一方の面と導体層3の他方の面とが対向するように貼り合わせる。この貼り合せ工程によって、離型フィルム7、導電性接着剤層4、導体層3及び絶縁層2がこの順で積層された積層体8が得られる。
上記剥離工程では、図4Eに示すように、上記貼り合わせ工程によって得られた積層体8から離型フィルム7を剥離する。この剥離工程によって、図1及び図2に示す当該シールド材1が得られる。
当該シールド材1は、導電性接着剤層4が導体層3の裏面の導電領域Xの少なくとも一部に厚さ方向に導電性を発現する1又は複数のバンプ5を有するので、この導電領域Xの厚さ方向の導通性を確保することができる。また、当該シールド材1は、この導電性接着剤層4が1又は複数のバンプ5の周囲のうち少なくとも裏面を含む領域に充填される接着剤層6を有するので、バンプ5の非存在領域における接着力を高めて機械的接着強度を向上することができると共に、寄生容量を抑え、伝送損失を小さくすることができる。さらに、当該シールド材1は、予めフレキシブルプリント配線板のシールド領域に対応した形状に形成されるので、従来の導電性フィラーを含有する接着剤を用いたシールド材のように不要な部分を切り取って用いる必要がない。そのため、当該シールド材1は、生産効率を向上させ製造コストを抑制することができる。
図5の電子部品11は、導電パターン14を有するフレキシブルプリント配線板12と、このフレキシブルプリント配線板12の表面のうち1又は複数のシールド領域に積層される当該シールド材1と、このフレキシブルプリント配線板12に実装されるLEDなどの半導体素子、IC、スイッチ等の素子(図示省略)とを主に備える。
フレキシブルプリント配線板12は、ベースフィルム13と、ベースフィルム13の表面に積層される導電パターン14と、ベースフィルム13及び導電パターン14の表面に積層されるカバーレイ15とを有する。フレキシブルプリント配線板12は、カバーレイ15が開口することによって導電パターン14の一部が露出する1又は複数の導電領域Xを有する。なお、図5には、フレキシブルプリント配線板12の素子が実装されていない領域を図示するが、図外の素子が実装されている領域において、フレキシブルプリント配線板12は、その表面側に設けられ、素子が接続されるランドと、このランドを裏面側の導電パターンに接続するスルーホールとを備える。
当該シールド材1は、フレキシブルプリント配線板12のシールド領域のうち導電パターン14の一部が露出する1又は複数の導電領域Xにバンプ5が位置するように配設されている。
当該電子部品11の製造方法は、フレキシブルプリント配線板12のシールド領域のうち導電パターン14の一部が露出する1又は複数の導電領域Xにバンプ5が位置するように当該シールド材1を配設する工程と、この配設工程後に当該シールド材1とフレキシブルプリント配線板12とを熱圧着する工程と、上記シールド領域以外の領域において露出する導電パターンに素子を接続する工程とを備える。
当該電子部品11は、当該シールド材1を備えるので、導電領域Xの厚さ方向の導通性を確保しつつ、当該シールド材1及びフレキシブルプリント配線板12の接着強度を向上させ、かつ伝送損失を小さくすることができる。また、当該電子部品11は、導電パターン14の一部が露出する導電領域Xにバンプ5が位置するように当該シールド材1が予め形成されているので、従来の導電性フィラーを含有する接着剤を有するシールド材を用いる場合のようにシールド材の不要な部分を切り取る必要がないので、生産効率を向上させ製造コストを抑制することができる。
図6のシールド材21は、可撓性を有する。当該シールド材21は、ノイズ耐性を高めるために、フレキシブルプリント配線板のシールド領域に積層される。当該シールド材21は、上記シールド領域に対応した平面形状を有する。当該シールド材21は、絶縁層2と、導体層3と、導電性接着剤層22とを備える。当該シールド材21は、導電性接着剤層22の構成以外は図1及び図2のシールド材1と同様である。そのため、以下では、導電性接着剤層22についてのみ説明する。また、導電性接着剤層22を構成するバンプ5については、図1及び図2のシールド材1と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
導電性接着剤層22は、導体層3のうち1又は複数のバンプ5の周囲に積層され、合成樹脂を主成分とするフィルム22aと、1又は複数のバンプ5の周囲のうち裏面を含む領域に充填される接着剤層22bとを有する。つまり、導電性接着剤層22におけるバンプ5の非存在領域は、導体層3側に積層されるフィルム22aと、フィルム22aの裏面に積層される接着剤層22bとの2層構造とされている。フィルム22a及び接着剤層22bは、当該シールド材22がフレキシブルプリント配線板に積層された状態で、このフレキシブルプリント配線板のカバーレイを構成する。
フィルム22aは、絶縁性を有する。フィルム22aの主成分としては、絶縁性を有する限り特に限定されるものではないが、例えば図5のカバーレイ15を構成する絶縁層15bと同様の樹脂が挙げられる。フィルム22aの平均厚みの下限としては、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。一方、フィルム22aの平均厚みの上限としては、60μmが好ましく、40μmがより好ましい。フィルム22aの平均厚みが上記下限に満たないと、絶縁性が不十分となるおそれがある。逆に、フィルム22aの平均厚みが上記上限を超えると、可撓性が不十分となるおそれがある。
接着剤層22bの主成分としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド等を挙げることができ、耐熱性の観点から熱硬化性樹脂が好ましく、フレキシブルプリント配線板との接着性の観点からは耐熱性に加えて柔軟性に優れるエポキシ樹脂又はアクリル樹脂がさらに好ましく、バンプ5を形成する導電性スラリーと同種の接着剤を用いることが特に好ましい。
当該シールド材21は、図1及び図2の当該シールド材1について上述したように、導電領域Xの導通性を確保しつつ、機械的接着強度を向上させ、かつ伝送損失を小さくすることができる。さらに、当該シールド材21は、導体層3の裏面のうち1又は複数のバンプ5の周囲に合成樹脂を主成分とするフィルム22aが積層されているので、このフィルム22a及びこのフィルム22aの裏面に積層される接着剤層22bによってフレキシブルプリント配線板のカバーレイを構成することができ、導電領域X以外の絶縁性をさらに高めることができる。
次に、図7を参照して、当該シールド材21を備える電子部品31について説明する。当該電子部品31は、ベースフィルム13と、ベースフィルムの表面に積層される導電パターン14と、ベースフィルム13及び導電パターン14の表面に積層される当該シールド材21とを備える。当該電子部品31は、ベースフィルム13及び導電パターン14の表面に当該シールド材21の導電性接着剤層22が積層されている。これにより、当該シールド材21のフィルム22aが図5の電子部品11の絶縁層15bと同様に機能し、かつ当該シールド材21の接着剤層22bが図5の電子部品11の接着剤層15aと同様に機能する。また、当該電子部品31は、フレキシブルプリント配線板のシールド領域のうち導電パターン14の一部が露出する1又は複数の導電領域Xにバンプ5が位置するように配設されている。なお、当該電子部品21におけるベースフィルム13及び導電パターン14としては、図5の電子部品11と同様である。
当該電子部品31は、当該電子部品11について述べた上述の効果に加え、当該シールド材21のフィルム22a及び接着剤層22bがフレキシブルプリント配線板のカバーレイを構成するので、部品点数の削減及び製造工程の簡略化を促進して製造コストを削減することができると共に、薄型化を促進することができる。
<シールド材>
図8及び図9のシールド材41は、導電性接着剤層4、導体層3及び絶縁層2を含む複数の積層体43と、複数の積層体43の導電性接着剤層4の裏面に積層される離型フィルム42とを備える。つまり、図8及び図9のシールド材41は、離型フィルム42の表面の複数の領域に導電性接着剤層4、導体層3及び絶縁層2を含む積層体43を有する。図8及び図9のシールド材41は、二点鎖線で示す形状Pを有する複数のフレキシブルプリント配線板に対してそれぞれ2つの積層体43を積層するために使用される。なお、導電性接着剤層4、導体層3及び絶縁層2については、図1及び図2のシールド材1と同様であるため、説明を省略する。また、離型フィルム42を構成する材料としては、図4Dのシールド材8の離型フィルム7を構成する材料と同様とすることができる。
当該シールド材41は、離型フィルム42の表面の複数の領域に積層体43を有することによって、複数の積層体43をフレキシブルプリント配線板に同時に積層することができる。また、当該シールド材41は、複数の積層体43を予め接着対象の形状に合わせて形成しておくことで、不要な領域を切り取る必要がなくなるので、生産効率を高めて製造コストを削減することができる。
<接着シート>
図10及び図11の接着シート51は、フレキシブルプリント配線板表面のうち1又は複数のシールド領域へのシールド材の接合に用いられる。当該接着シート51は、離型フィルム42と、離型フィルム42の表面の複数の領域に積層される導電性接着剤層4とを備える。また、導電性接着剤層4は、厚さ方向に導電性を発現する1又は複数のバンプ5と、1又は複数のバンプ5の周囲のうち少なくとも離型フィルム71の表面に充填される接着剤層6とを有する。つまり、当該接着シート51は、図8及び図9のシールド材41から絶縁層2及び導体層3を除いた形状とされている。
当該接着シート51は、導電性接着剤層4の表面に導電層及び絶縁層をこの順で積層することによって、図8及び図9のシールド材41を容易に製造することができる。そのため、当該接着シート51は、導電層及び絶縁層とフレキシブルプリント配線板との接合に用いられることで、導電領域Xの導通性を確保しつつ、機械的接着強度を向上させ、かつ伝送損失を小さくすることができる。また、当該接着シート51は、図8及び図9のシールド材41を容易に得られるので、導電性接着剤層4、導電層及び絶縁層を有する複数の積層体をフレキシブルプリント配線板に同時に積層することができると共に、電子部品の生産効率を高めて製造コストを削減することができる。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 絶縁層
3 導体層
4 導電性接着剤層
5 バンプ
6 接着剤層
7,42 離型フィルム
8,9,10,43 積層体
11,31 電子部品
12 フレキシブルプリント配線板
13 ベースフィルム
14 導電パターン
15 カバーレイ
15a 接着剤層
15b 絶縁層
22 導電性接着剤層
22a フィルム
22b 接着剤層
51 接着シート
X 導電領域
P フレキシブルプリント配線板の形状
Claims (7)
- 合成樹脂を主成分とする絶縁層と、
この絶縁層の裏面に積層される導体層と、
この導体層の裏面に積層される導電性接着剤層と
を備えるシールド材であって、
上記導電性接着剤層が、
上記導体層の裏面のうち導電領域の少なくとも一部に配設され、厚さ方向に導電性を発現する1又は複数のバンプと、
上記1又は複数のバンプの周囲のうち少なくとも裏面を含む領域に充填される接着剤層と
を有し、
上記導体層の裏面のうち上記1又は複数のバンプの周囲に積層され、合成樹脂を主成分とするフィルムをさらに備えるシールド材。 - 上記接着剤層の導電率が、上記1又は複数のバンプの導電率よりも低い請求項1に記載のシールド材。
- 上記接着剤層が、上記1又は複数のバンプの周囲の厚さ方向全体に充填されている請求項1又は請求項2に記載のシールド材。
- 上記導電性接着剤層の裏面に積層される離型フィルムをさらに備え、
この離型フィルムの表面の複数の領域に導電性接着剤層、導体層及び絶縁層を含む積層体を有している請求項1、請求項2又は請求項3に記載のシールド材。 - 導電パターンを有するフレキシブルプリント配線板と、
このフレキシブルプリント配線板の表面のうち1又は複数のシールド領域に積層されるシールド材と
を備える電子部品であって、
上記シールド材として請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシールド材が用いられ、
上記シールド材が、フレキシブルプリント配線板のシールド領域のうち導電パターンの一部が露出する1又は複数の導電領域に上記バンプが位置するよう配設されている電子部品。 - 上記フレキシブルプリント配線板の導電領域に露出する導電パターンがグランド配線である請求項5に記載の電子部品。
- フレキシブルプリント配線板表面のうち1又は複数のシールド領域へのシールド材の接合に用いられる接着シートであって、
離型フィルムと、
この離型フィルムの表面の複数の領域に積層される導電性接着剤層と
を備え、
上記導電性接着剤層が、
厚さ方向に導電性を発現する1又は複数のバンプと、
上記1又は複数のバンプの周囲のうち少なくとも離型フィルムの表面に充填される接着剤層と
を有し、
上記接着剤層の表面のうち上記1又は複数のバンプの周囲に積層され、合成樹脂を主成分とするフィルムをさらに備える接着シート。
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