JP6554618B2 - シールドプリント配線板及びシールドプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
また、プリント回路にはグランド回路が含まれており、グランド回路は、アースを取るために電子機器の筐体と電気的に接続されている。
上記の通り、シールドプリント配線板の基体フィルムでは、グランド回路を含むプリント回路の上に絶縁フィルムが設けられている。また、基体フィルムは、絶縁層を有するシールドフィルムにより被覆されている。
そのため、グランド回路と、電子機器の筐体とを電気的に接続するためには、絶縁フィルム及びシールドフィルムの一部にあらかじめ孔をあける必要があった。
このことは、プリント回路を設計する上で、自由度を妨げる要因となっていた。
特許文献1に記載のシールドフィルムを作製する際には、グランド部材の突起がカバーフィルムを突き抜けるように、グランド部材が、カバーフィルムに押し付けられる。そのため、グランド部材は、シールドフィルムの任意の位置に配置することができる。
このようなシールドフィルムを用いて、シールドプリント配線板を製造すると、任意の位置で、グランド回路と、電子機器の筐体を電気的に接続することができる。
特許文献1に記載されたシールドプリント配線板に部品を実装する際に、このように加熱及び冷却を繰り返すと、熱膨張熱収縮による体積変化が原因で、グランド部材の突起と、シールド層との接続が損なわれ抵抗値が上昇するという現象が生じることがあった。
まず、シールドプリント配線板の構成について説明する。
シールドプリント配線板において、基体フィルムは、ベースフィルム上にグランド回路を含むプリント回路と絶縁フィルムとを順次設けて形成されるフィルムである。
また、シールドフィルムは、シールド層、及び、シールド層に積層された絶縁層からなるフィルムである。
そして、シールドプリント配線板では、シールドフィルムのシールド層が絶縁層より基体フィルム側に配置されるように、シールドフィルムが基体フィルムを被覆している。
本発明のグランド部材は、本発明のグランド部材の導電性フィラーがシールドフィルムの絶縁層を貫くように、シールドプリント配線板に押し付けられて配置されることになる。
また、このように本発明のグランド部材をシールドプリント配線板に配置する際、シールドプリント配線板のシールドフィルムの絶縁層に孔等をあらかじめ設ける必要がなく、任意の位置に本発明のグランド部材を配置することができる。
本発明のグランド部材を、シールドプリント配線板に配置する際や、配置した後にシールドプリント配線板に部品を実装する部品実装工程では加熱も行われる。この加熱により低融点金属が軟化し、グランド部材の外部接続部材と導電性フィラーとの密着性や、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムのシールド層との密着性を向上させることができる。
導電性フィラーがコア粒子を有すると、コア粒子部分は加熱により軟化しにくい。そのため、加熱加圧によってグランド部材の導電性フィラーがシールドフィルムの絶縁層を貫きやすくなる。
そのため、本発明のグランド部材が用いられたシールドプリント配線板に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材の外部接続部材とコア粒子との間や、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との間にずれが生じにくい。
コア粒子の平均粒子径が、1μm未満であると、導電性フィラーがシールドフィルムの絶縁層を貫きにくくなる。
コア粒子の平均粒子径が、200μmを超えると、導電性フィラーが大きくなるので、グランド部材をシールドプリント配線板に配置する際に、シールドフィルムの絶縁層を貫くのに大きな圧力が必要になる。
これらの粒子は、導電性に優れているので、コア粒子として適している。
低融点金属層の厚さが、0.1μm未満であると、低融点金属層を構成する金属の量が少ないので、グランド部材をシールドプリント配線板に配置する際に、グランド部材の外部接続部材とコア粒子との密着性や、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との密着性が向上しにくくなる。
低融点金属層の厚さが、50μmを超えると、低融点金属層が厚いため、グランド部材の導電性フィラーが大きくなる。そのため、グランド部材をシールドプリント配線板に配置する際に、シールドフィルムの絶縁層を貫くのに大きな圧力が必要になる。
低融点金属層がフラックスを含むことにより、低融点金属層を構成する金属が軟化する際に、低融点金属層を構成する金属と、外部接続部材、コア粒子、及び、シールドフィルムのシールド層や接着剤層とが密着しやすくなる。
その結果、グランド部材の外部接続部材とコア粒子との密着性や、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との密着性を向上させることができる。
このようなグランド部材は、外部接続部材の第1主面に導電性フィラー及び接着性樹脂の混合物を塗布するだけで容易に製造することができる。
導電性フィラーの少なくとも一部が接着性樹脂から露出している場合、この露出部を通じて通電可能である。そのため、このようなグランド部材をシールドプリント配線板に用いる場合、グランド部材の導電性フィラーと、シールドフィルムのシールド層とを容易に電気的に接続させることができる。
低融点金属層が、融点が300℃以下の金属により形成されていると、グランド部材をシールドプリント配線板に配置する際に、容易に低融点金属層が軟化し、グランド部材のコア粒子と、シールドフィルムのシールド層との密着性を好適に向上させることができる。
低融点金属層が、融点が300℃を超える金属により形成されていると、グランド部材をシールドプリント配線板に配置する際の加熱温度が高くなる。そのため、グランド部材や、シールドプリント配線板が熱によるダメージを受けやすくなる。
これらの材料は、グランド部材と外部グランドとを電気的に接続するために適した材料である。
グランド部材の第2主面に耐腐食層が形成されていると、グランド部材が腐食することを防止することができる。
これらの材料は腐食しにくい。そのため、これらの材料は、本発明のグランド部材の耐腐食層に適した材料である。
従って、本発明のシールドプリント配線板に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材の外部接続部材と導電性フィラーとの間や、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムのシールド層との間にずれが生じにくい。
導電性フィラーがコア粒子を有すると、コア粒子部分は加熱により軟化しにくい。そのため、加熱加圧によってグランド部材の導電性フィラーがシールドフィルムの絶縁層を貫きやすくなる。
そのため、本発明のグランド部材が用いられたシールドプリント配線板に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材の外部接続部材とコア粒子との間や、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との間にずれが生じにくい。
シールドフィルムが接着剤層を有すると、シールドプリント配線板の製造時に、容易にシールドフィルムを基体フィルムに接着させることができる。
シールドフィルムの接着剤層が導電性接着剤層であると、グランド部材の導電性フィラーが、シールドフィルムの絶縁層を貫通することで、グランド部材の導電性フィラーと導電性接着剤層とが接触し、グランド部材の外部接続部材と基体フィルムのグランド回路とを電気的に接続することができる。
金属は、電磁波をシールドするシールド層として好適に機能を発揮する。
このような構成であると、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムのシールド層との密着性や、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムの接着剤層との密着性を向上させることができる。
シールド層が導電性接着剤層である場合、シールド層は、シールドフィルムを基体フィルムに接着するための機能と、電磁波をシールドする機能の両方を備えることになる。
このような構成であると、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との密着性を向上させることができる。
これら工程を同時に行うことにより、製造効率を向上させることができる。
シールドフィルムが接着剤層を有すると、シールドフィルム載置工程において、容易にシールドフィルムを基体フィルムに接着させることができる。
シールドフィルムの接着剤層が導電性接着剤層であると、シールドフィルムの絶縁層にグランド部材の導電性フィラーを貫通させることで、グランド部材の導電性フィラーと導電性接着剤層とを接触させることができ、グランド部材の外部接続部材と基体フィルムのグランド回路とを電気的に接続することができる。
金属は、電磁波をシールドするシールド層として好適に機能を発揮する。
このようにすることで、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との密着性や、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムの接着剤層との密着性を向上させることができる。
シールド層が導電性接着剤層であると、シールド層は、シールドフィルムを基体フィルムに接着するための機能と、電磁波をシールドする機能の両方を備えることになる。
このようにすることで、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムのコア粒子との密着性を向上させることができる。
また、本発明のグランド部材が用いられたシールドプリント配線板に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装する際に、グランド部材の外部接続部材と導電性フィラーとの間、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムのシールド層との間にずれが生じることを防ぐことができる。
まず、本発明の第一実施形態に係るグランド部材について説明する。
図1は、本発明のグランド部材の一例を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、グランド部材1は、第1主面11と、第1主面11の反対側の第2主面12とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材10を備えている。
そして、導電性フィラー20は、コア粒子26及びその表面の少なくとも一部に形成された低融点金属層21からなる。
さらに、グランド部材1では、導電性フィラー20の周囲が、接着性樹脂25に覆われている。
図2は、本発明のグランド部材が使用されるシールドプリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
シールドプリント配線板50において、基体フィルム60は、ベースフィルム61上にグランド回路62aを含むプリント回路62と絶縁フィルム63とを順次設けてなるフィルムである。
また、シールドフィルム70は、接着剤層71、接着剤層71に積層されたシールド層72、及び、シールド層72に積層された絶縁層73からなるフィルムである。
そして、シールドプリント配線板50では、シールドフィルム70の接着剤層71が基体フィルム60と接するように、シールドフィルム70が基体フィルム60を被覆している。
なお、シールドフィルム70の接着剤層71は導電性接着剤層である。
図3(a)及び(b)は、本発明のグランド部材が、シールドプリント配線板に使用される場合の一例を模式的に示す模式図である。
図3(a)及び(b)に示すように、グランド部材1は、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム70の絶縁層73を貫くように、シールドプリント配線板50に押し付けられて配置されることになる。
そして、図3(a)に示すように、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム70のシールド層72を貫くようにさらにグランド部材1を押し付け、グランド部材1の導電性フィラー20とシールドフィルム70の接着剤層71とを接触させてもよい。
また、図3(b)に示すように、グランド部材1の導電性フィラー20を、シールドフィルム70のシールド層72のみと接触させてもよい。
接着剤層71は導電性接着剤層であるので、導電性フィラー20を接着剤層71及びシールド層72と接触させることにより、又は、導電性フィラー20をシールド層72と接触させることによりグランド部材1の外部接続部材10と、基体フィルム60のグランド回路62aとを電気的に接続することができる。
また、グランド部材1の外部接続部材10は、外部グランドGNDに接続されることになる。
グランド部材1を、シールドプリント配線板50に配置する際や、配置した後の部品実装工程では加熱も行われる。この加熱により低融点金属層21が軟化し、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70のシールド層72との密着性や、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70の接着剤層71との密着性を向上させることができる。そのため、グランド部材1が用いられたシールドプリント配線板50に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材1のコア粒子26と、シールドフィルム70のシールド層72や接着剤層71との間にずれが生じにくい。その結果、基体フィルム60のグランド回路62a−外部グランドGND間の電気抵抗の増加を抑えることができる。
なお、シールド層72を構成する金属と、コア粒子26の低融点金属層21を構成する金属とが合金を形成できる場合、これらが合金を形成することで、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70のシールド層72との密着性がより向上する。
例えば、部品を実装させるためにはんだを用いる場合には、はんだリフロー工程を行うことになる。この場合、リフロー時の熱によって低融点金属層21を軟化させることができる。
低融点金属層21が、融点が300℃以下の金属により形成されていると、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、容易に低融点金属層21が軟化し、グランド部材1のコア粒子26と、シールドフィルム70のシールド層72や接着剤層71との密着性を好適に向上させることができる。
低融点金属層21が、融点が300℃を超える金属により形成されていると、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際の加熱温度が高くなる。そのため、グランド部材1や、シールドプリント配線板50が熱によるダメージを受けやすくなる。
これらの金属は、低融点金属層21を形成する上で、適した融点及び導電性を備える。
低融点金属層21の厚さが、0.1μm未満であると、低融点金属層21を構成する金属の量が少ないので、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、グランド部材1の外部接続部材10とコア粒子26との密着性や、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70のシールド層72との密着性や、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70の接着剤層71との密着性が向上しにくくなる。
低融点金属層21の厚さが、50μmを超えると、低融点金属層21が厚いため、グランド部材1の導電性フィラー20が大きくなる。そのため、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、シールドフィルム70の絶縁層73を貫くのに大きな圧力が必要になる。
低融点金属の含有率が6wt%未満であると、低融点金属層21を構成する低融点金属の量が少なくなるので、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、グランド部材1の外部接続部材10と導電性フィラー20との密着性や、グランド部材1の導電性フィラー20とシールドフィルム70のシールド層72との密着性が向上しにくくなる。
また、グランド部材1では、低融点金属層21を構成する低融点金属の含有率が、導電性フィラー20の全重量に対し80wt%以下が望ましく、78wt%以下がより望ましい。
低融点金属の含有率が80wt%を超えると、低融点金属層21が厚くなり、グランド部材1の導電性フィラー20が大きくなる。そのため、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、シールドフィルム70の絶縁層73を貫くのに大きな圧力が必要になる。
また、後述するように、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、グランド部材1は、加熱されることになる。低融点金属の含有率が80wt%を超えると、この際の加熱により低融点金属層21が軟化し過ぎることがある。そのため、グランド部材1の配置位置がずれやすくなる。
低融点金属層21がフラックスを含むことにより、低融点金属層21を構成する金属が軟化する際に、低融点金属層21を構成する金属と、外部接続部材10、コア粒子26、及び、シールドフィルム70のシールド層72や接着剤層71とが密着しやすくなる。
その結果、グランド部材1の外部接続部材10とコア粒子26との密着性や、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70のシールド層72との密着性や、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70の接着剤層71との密着性を向上させることができる。
これら樹脂は優れた接着性を有する。
これらの材料は、グランド部材1と外部グランドGNDとを電気的に接続するために適した材料である。
グランド部材1の第2主面12に耐腐食層が形成されていると、グランド部材1が腐食することを防止することができる。
これらの材料は腐食しにくい。そのため、これらの材料は、グランド部材1の耐腐食層に適した材料である。
コア粒子26の平均粒子径が、1μm未満であると、導電性フィラー20が小さくなる。その結果、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、シールドフィルム70の絶縁層73を貫きにくくなる。
コア粒子26の平均粒子径が、200μmを超えると、導電性フィラー20が大きくなるので、グランド部材1をシールドプリント配線板50に配置する際に、シールドフィルム70の絶縁層73を貫くのに大きな圧力が必要になる。
これらの粒子は、導電性に優れているので、コア粒子26として適している。
低融点金属層21が錫又はその合金からなる場合、低融点金属層21とコア粒子26の表面の金属が合金を形成することがある。
しかし、コア粒子26の表面にニッケルが存在することで、低融点金属層21を構成する錫がコア粒子26を構成する金属と合金を形成することを防ぐことができる。その結果、低融点金属層21を構成する錫が効率良くシールド層と合金を形成することができる。そのため、低融点金属層21に用いる錫の量を少なくすることができる。
本発明のグランド部材の製造方法は、(1)外部接続部材準備工程、(2)導電性フィラー準備工程、(3)ペースト準備工程、及び、(4)ペースト塗布工程を含む。
図4(a)〜(d)は、本発明のグランド部材の製造方法の一例を工程順に模式的に示す工程図である。
まず、図4(a)に示すように、第1主面11と、第1主面11の反対側の第2主面12とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材10を準備する。
次に、図4(b)に示すように、コア粒子26を準備し、その表面を低融点金属でコーティングし、低融点金属層21を形成する。
低融点金属層21を形成する方法は、たとえば、めっき法を採用することができる。
例えば、導電性フィラーが銅からなり、低融点金属層が錫からなる場合、無電解めっきや電解めっきを用いることができる。
この工程により導電性フィラー20を準備することができる。
次に、図4(c)に示すように、導電性フィラー20を、接着性樹脂25と混合し、ペースト27を準備する。
この際、導電性フィラー20と、接着性樹脂25との重量比は、導電性フィラー:接着性樹脂=30:70〜70:30とすることが望ましい。
次に、図4(d)に示すように、外部接続部材10の第1主面11に、ペースト27を塗布する。
なお、このシールドプリント配線板の製造方法は、本発明のシールドプリント配線板の製造方法の一例でもある。
図5は、本発明のシールドプリント配線板の製造方法のシールドフィルム載置工程の一例を模式的に示す工程図である。
図6は、本発明のシールドプリント配線板の製造方法のグランド部材配置工程の一例を模式的に示す工程図である。
図7は、本発明のシールドプリント配線板の製造方法の加圧工程の一例を模式的に示す工程図である。
図8は、本発明のシールドプリント配線板の製造方法の加熱工程の一例を模式的に示す工程図である。
本工程では、まず、ベースフィルム61上にグランド回路62aを含むプリント回路62と絶縁フィルム63とを順次設けてなる基体フィルム60を準備する。
また、導電性接着剤層である接着剤層71、接着剤層71に積層されたシールド層72、及び、シールド層72に積層された絶縁層73からなるシールドフィルム70も準備する。
そして、図5に示すように、基体フィルム60上にシールドフィルム70の接着剤層71が接するようにシールドフィルム70を載置し、シールドプリント配線板50を作製する(図6参照)。
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61の厚みは、10〜40μmであることが望ましく、絶縁フィルム63の厚みは、10〜30μmであることが望ましい。
穴部63aの形成方法は特に限定されず、レーザー加工等の従来の方法を採用することができる。
また、接着剤層71には、脂肪酸炭化水素樹脂、C5/C9混合樹脂、ロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、熱反応性樹脂等の粘着性付与剤が含まれていてもよい。これら粘着性付与剤が含まれていると、接着剤層71の粘着性を向上させることができる。
なお、導電性微粒子の形状は、球状に限定される必要はなく、例えば、樹枝状、フレーク状、スパイク状、棒状、繊維状、針状等であってもよい。
接着剤層71が、異方導電性接着剤層である場合、導電性微粒子は、接着剤層71の全体量に対し3〜39重量%の範囲で含まれることが望ましい。また、導電性微粒子の平均粒子径は2〜20μmの範囲が望ましいが、異方導電性接着剤層の厚さに応じて最適な大きさを選択することが望ましい。
また、接着剤層71が、等方導電性接着剤層である場合、導電性微粒子は、接着剤層71の全体量に対し39重量%を超えて95重量%以下の範囲で含まれることが望ましい。導電性微粒子の平均粒子径は、異方導電性接着剤層と同様にして選択することができる。
シールド層72が導電性微粒子の集合体である場合には、上記した導電性微粒子を用いることができる。
これらの材料は導電性が高くシールド層として適した材料である。
シールド層の厚さが0.01μm未満では、充分なシールド効果が得られにくい。
シールド層の厚さが10μmを超えると屈曲しにくくなる。
本工程では、図6に示すように、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム70の絶縁層73側を向くように、グランド部材1をシールドフィルム70に配置する。
本工程では、図7に示すように、グランド部材1の外部接続部材10を基体フィルム60のグランド回路62aと電気的に接続させるために、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム70の絶縁層73及びシールド層72を貫通するようにグランド部材1を加圧する。これにより、グランド部材1の導電性フィラー20は、シールドフィルム70の接着剤層71及びシールド層72と接触することになる。
加圧の際の圧力は、0.5MPa〜10MPaであることが望ましい。
なお、本工程では、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム70の絶縁層73のみを貫き、グランド部材1の導電性フィラー20をシールドフィルム70のシールド層72のみと接触させてもよい。
本工程では、図8に示すように、グランド部材1の低融点金属層21をシールドフィルム70のシールド層72に接続させるために、グランド部材1の低融点金属層21を加熱して軟化させる。
グランド部材1の低融点金属層21を軟化させる際の温度は、特に限定されないが、100〜300℃であることが望ましい。
これにより、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70のシールド層72との密着性や、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム70の接着剤層71との密着性を向上させることができる。
例えば、上記加圧工程と同時に行ってもよく、単独の工程として行ってもよい。
加圧工程と加熱工程とを同時に行うことにより、製造効率を向上させることができる。
さらに、加熱工程では、シールドフィルムの低融点金属層を軟化させて、グランド部材の導電性フィラーと接続させることが望ましい。
このようにすることで、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムのシールド層との密着性や、グランド部材の導電性フィラーとシールドフィルムの接着剤層との密着性を向上させることができる。
これらの金属は、低融点金属層を形成する上で、適した融点及び導電性を備える。
低融点金属層の厚さが、0.1μm未満であると、低融点金属層を形成する金属の量が少ないので、グランド部材をシールドプリント配線板に配置する際に、グランド部材の導電性フィラーと、シールドフィルムのシールド層や導電層との密着性が向上しにくくなる。
シールドフィルムの低融点金属層の厚さが、50μmを超えると、シールドフィルムの低融点金属層が軟化する際に、シールド層が変形しやすくなる。その結果、シールドフィルムのシールド特性が低下しやすくなる。
シールドフィルムの低融点金属層がフラックスを含むことにより、シールドフィルムの低融点金属層を構成する金属が軟化する際に、シールドフィルムの低融点金属層を構成する金属と、グランド部材の導電性フィラーとが密着しやすくなる。
その結果、シールドフィルムの低融点金属層と、グランド部材の導電性フィラーとの密着性をより向上させることができる。
次に、グランド部材1が以下のシールドプリント配線板150に使用される場合について説明する。
図9(a)及び(b)は、本発明のグランド部材が使用されるシールドプリント配線板の製造方法の一例を模式的に示す図である。
図10は、本発明のグランド部材が使用されるシールドプリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
基体フィルム160は、ベースフィルム161上にグランド回路162aを含むプリント回路162と絶縁フィルム163とを順次設けてなるフィルムである。
また、シールドフィルム170は、接着剤層171、接着剤層171に積層されたシールド層172、及び、シールド層172に積層された絶縁層173からなるフィルムであり、シールド層172は、凸部172a及び凹部172bを有する波状の形状である。
なお、シールドフィルム170の接着剤層171は、導電性を有していてもよく、有していなくてもよい。
このプレスの際に、シールドフィルム170のシールド層172の凸部172aは接着剤層171を押しのけ、基体フィルム160のグランド回路162aに接続されることになる。
すなわち、図10に示すように、シールドプリント配線板150は、基体フィルム160とシールドフィルム170とからなる。
シールドプリント配線板150において、基体フィルム160は、ベースフィルム161上にグランド回路162aを含むプリント回路162と絶縁フィルム163とを順次設けてなるフィルムである。
また、シールドフィルム170は、接着剤層171、接着剤層171に積層されたシールド層172、及び、シールド層172に積層された絶縁層173からなるフィルムであり、シールド層172は、凸部172a及び凹部172bを有する波状の形状である。
そして、シールドプリント配線板150では、シールドフィルム170の接着剤層171が基体フィルム160と接するように、シールドフィルム170が基体フィルム160を被覆している。
また、シールド層172の凸部172aの一部は、接着剤層171から露出し、基体フィルム160のグランド回路162aと接触している。
図11は、本発明のグランド部材が、シールドプリント配線板に使用される場合の一例を模式的に示す模式図である。
図11に示すように、グランド部材1は、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム170の絶縁層173を貫くように、シールドプリント配線板150に押し付けられて配置されることになる。
そして、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム170のシールド層172と接触することになる。
また、グランド部材1の外部接続部材10は、外部グランドGNDに接続されることになる。
グランド部材1を、シールドプリント配線板150に配置する際や、配置した後の部品実装工程では加熱も行われる。この加熱により低融点金属層21が軟化し、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム170のシールド層172との密着性を向上させることができる。
そのため、グランド部材1が用いられたシールドプリント配線板150に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材1のコア粒子26と、シールドフィルム170のシールド層172との間にずれが生じにくい。その結果、基体フィルム160のグランド回路162a−外部グランドGND間の電気抵抗の増加を抑えることができる。
また、接着剤層171には、脂肪酸炭化水素樹脂、C5/C9混合樹脂、ロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、熱反応性樹脂等の粘着性付与剤が含まれていてもよい。これら粘着性付与剤が含まれていると、接着剤層171の粘着性を向上させることができる。
このような構成であると、グランド部材1の導電性フィラー20とシールドフィルム170のシールド層172との密着性を向上させることができる。
図12は、本発明のグランド部材が使用されるシールドプリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
シールドプリント配線板250において、基体フィルム260は、ベースフィルム261上にグランド回路262aを含むプリント回路262と絶縁フィルム263とを順次設けてなるフィルムである。
また、シールドフィルム270は、接着剤層271、接着剤層271に積層されたシールド層272、及び、シールド層272に積層された絶縁層273からなるフィルムである。
そして、シールドプリント配線板250では、シールドフィルム270の接着剤層271が基体フィルム260と接するように、シールドフィルム270が基体フィルム260を被覆している。
また、シールドフィルム270の接着剤層271は導電性を有さず、プリント回路262とシールド層272は、電気的に接続されていない。
図13は、本発明のグランド部材が、シールドプリント配線板に使用される場合の一例を模式的に示す模式図である。
図13に示すように、グランド部材1は、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム270の絶縁層273を貫くとともに、シールド層272と接続するように、シールドプリント配線板250に押し付けられて配置されることになる。
これにより、グランド部材1の導電性フィラー20と、シールドフィルム270のシールド層272とが接触することになる。そのため、グランド部材1の外部接続部材10と、シールドフィルム270のシールド層272とを電気的に接続することができる。
また、グランド部材1の外部接続部材10は、外部グランドGNDに接続されることになる。
グランド部材1を、シールドプリント配線板250に配置する際や、配置した後の部品実装工程では加熱も行われる。この加熱により低融点金属層21が軟化し、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム270のシールド層272との密着性を向上させることができる。
そのため、グランド部材1が用いられたシールドプリント配線板250に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材1のコア粒子26と、シールドフィルム270のシールド層272との間にずれが生じにくい。
また、接着剤層271には、脂肪酸炭化水素樹脂、C5/C9混合樹脂、ロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、熱反応性樹脂等の粘着性付与剤が含まれていてもよい。これら粘着性付与剤が含まれていると、接着剤層271の粘着性を向上させることができる。
このような構成であると、グランド部材1の導電性フィラー20とシールドフィルム270のシールド層272との密着性を向上させることができる。
図14は、本発明のグランド部材が使用されるシールドプリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
シールドプリント配線板350において、基体フィルム360は、ベースフィルム361上にグランド回路362aを含むプリント回路362と絶縁フィルム363とを順次設けてなるフィルムである。
また、シールドフィルム370は、シールド層372、及び、シールド層372に積層された絶縁層373からなるフィルムである。
そして、シールドプリント配線板350では、シールドフィルム370のシールド層372が基体フィルム360と接するように、シールドフィルム370が基体フィルム360を被覆している。
また、シールドフィルム370のシールド層372は、導電性接着剤層である。
図15は、本発明のグランド部材が、シールドプリント配線板に使用される場合の一例を模式的に示す模式図である。
図15に示すように、グランド部材1は、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム370の絶縁層373を貫くように、シールドプリント配線板350に押し付けられて配置されることになる。
そして、グランド部材1の導電性フィラー20がシールドフィルム370のシールド層372と接触することになる。
また、グランド部材1の外部接続部材10は、外部グランドGNDに接続されることになる。
グランド部材1を、シールドプリント配線板350に配置する際や、配置した後の部品実装工程では加熱も行われる。この加熱により低融点金属層21が軟化し、グランド部材1のコア粒子26とシールドフィルム370のシールド層372との密着性を向上させることができる。
そのため、グランド部材1が用いられたシールドプリント配線板350に、加熱及び冷却を繰り返して部品を実装したとしても、グランド部材1の導電性フィラー20と、シールドフィルム370のシールド層372との間にずれが生じにくい。その結果、基体フィルム360のグランド回路362a−外部グランドGND間の電気抵抗の増加を抑えることができる。
そのため、基体フィルム360と接着するために接着剤等を用いなくても、シールドフィルム370を容易に基体フィルム360に接着させることができる。
また、シールド層372には、脂肪酸炭化水素樹脂、C5/C9混合樹脂、ロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、熱反応性樹脂等の粘着性付与剤が含まれていてもよい。これら粘着性付与剤が含まれていると、シールド層372の粘着性を向上させることができる。
なお、導電性微粒子の形状は、球状に限定される必要はなく、例えば、樹枝状、フレーク状、スパイク状、棒状、繊維状、針状等であってもよい。また、導電性微粒子の表面には、低融点金属層が設けられていてもよい。この場合の低融点金属層は、上記したものを使用することができる。
この場合、導電性微粒子は、シールド層の全体量に対し39重量%を超えて95重量%以下の範囲で含まれることが望ましい。導電性微粒子の平均粒子径は、2〜20μmであることが望ましい。
このような構成であると、グランド部材1の導電性フィラー20とシールドフィルム370のシールド層372との密着性を向上させることができる。
次に、本発明のグランド部材の別の態様である第二実施形態に係るグランド部材を説明する。
図16に示すように、グランド部材101は、第1主面111と、第1主面111の反対側の第2主面112とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材110を備えている。
そして、導電性フィラー120は、コア粒子126及びその表面の少なくとも一部に形成された低融点金属層121からなる。
さらに、さらに、グランド部材101では、導電性フィラー120の一部が、接着性樹脂125から露出している。
これまで、外部グランド部材において、導電性フィラーがコア粒子及びその表面の少なくとも一部に形成された低融点金属からなる低融点金属層により構成されている場合について説明してきた。
しかし、本発明のグランド部材では、導電性フィラーは、低融点金属を含んでいればよく、上述したコア粒子及び低融点金属層からなる導電性フィラーに換えて、例えば、低融点金属単独で構成されている導電性フィラーや、フラックスを含む低融点金属から構成されている導電性フィラーであってもよい。
また、低融点金属は、インジウム、錫、鉛及びビスマスからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが望ましい。
(1)外部接続部材準備工程
外部接続部材として、厚さ35μmの銅箔を準備した。
コア粒子として粒子径が10〜15μmのニッケル粒子粉を準備した。
次に、電解錫めっきにより、ニッケル粒子粉の表面に錫をめっきし、低融点金属層を形成した。導電性フィラー中の低融点金属層の含有率、(すなわち錫の含有量)は、8.8wt%であった。
これにより、導電性フィラーを準備した。
準備した導電性フィラーを、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と混合してペーストを準備した。
導電性フィラーと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂との重量比は、導電性フィラー:ビスフェノールA型エポキシ樹脂=100:47(重量部換算)であった。
次に、銅箔の上に、30μmの厚さとなるようにペーストを塗布することにより実施例1−1に係るグランド部材を製造した。
表1に示すよう、コア粒子の種類、コア粒子を被覆する金属の種類及びその含有率を変更した以外は、実施例1−1と同様に、実施例1−2〜1−7、及び、比較例1−1〜比較例1−3に係るグランド部材を製造した。
実施例1−1のグランド部材を用い、以下に記載する方法で実施例2−1に係るシールドプリント配線板を製造した。
まず、ベースフィルム上に、グランド回路を含むプリント回路と、カバーレイとを順次設けてなる基体フィルムを準備した。
基体フィルムにおいて、ベースフィルムはポリイミド樹脂からなり、グランド回路及びプリント回路は銅からなり、カバーレイはポリイミド樹脂からなっていた。
なお、カバーレイには、プリント回路の一部を露出させるための穴部が形成されていた。
異方導電性接着剤層は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及び平均粒子径10μmの銅微粒子から構成され、これらの重量比は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂:銅微粒子=100:47(重量部換算)であった。また、異方導電性接着剤層の厚さは9μmであった。
また、シールド層は、銅からなり、その厚さは2μmであった。
また、絶縁層は、エポキシ樹脂からなり、その厚さは6μmであった。
次に、実施例1−1のグランド部材の導電性フィラーがシールドフィルムの絶縁層側を向くように、実施例1−1のグランド部材をシールドフィルムに配置した。
次に、実施例1−1のグランド部材の外部接続部材を基体フィルムのグランド回路と電気的に接続させるために、グランド部材の導電性フィラーがシールドフィルムの絶縁層を貫通するようにグランド部材を加圧した。
加圧の条件は、温度:170℃、圧力:3MPa、時間:30分であった。
次いで、グランド部材、シールドフィルム及び配線板を、150℃で1時間のベーキングを行った後、260℃×5秒の条件で5回加熱する加熱工程(リフロー工程)に投入した。
この加熱工程において、実施例1−1に係るグランド部材の導電性フィラーの表面に形成された低融点金属層を軟化させて、低融点金属層によりグランド部材の導電性フィラーと、シールドフィルムの異方導電性接着剤層及びシールド層とを接続させた。
グランド部材として、実施例1−2〜実施例1−7のグランド部材を用いた以外は、実施例2−1と同様にして実施例2−2〜実施例2−7に係るシールドプリント配線板を製造した。
実施例2−1〜実施例2−7及び比較例2−1〜比較例2−3に係るシールドプリント配線板を、それぞれ10個準備し、基体フィルムのグランド回路−外部グランド間の電気抵抗値を測定した。各実施例の電気抵抗値の平均値を表1に示す。
表1に示すように、実施例2−1〜実施例2−7に係るシールドプリント配線板では、基体フィルムのグランド回路−外部グランド間の初期状態の電気抵抗値が充分に低かった。
実施例2−1〜実施例2−2のシールドプリント配線板、及び、比較例2−1〜比較例2−3のシールドプリント配線板を、それぞれ10個準備した。
その後、120℃で20分間加熱する加熱処理と、−55℃になるまで冷却する冷却処理とを合計200回繰り返した。その後、基体フィルムのグランド回路−外部グランド間の電気抵抗値を測定した。結果を表2に示す。
一方、導電性フィラーに低融点金属層(錫層)が形成されているグランド部材が用いられている実施例2−1〜実施例2−2に係るシールドプリント配線板では、加熱冷却を繰り返しても電気抵抗値の変化は小さかった。これは、加熱冷却を繰り返したとしても、グランド部材の外部接続部材とコア粒子との間や、グランド部材のコア粒子とシールドフィルムのシールド層との間にずれがほとんど生じなかったためと考えられる。
10、110 外部接続部材
11、111 第1主面
12、112 第2主面
20、120 導電性フィラー
21、121 低融点金属層
25、125 接着性樹脂
26、126 コア粒子
27 ペースト
50、150、250、350 シールドプリント配線板
60、160、260、360 基体フィルム
61、161、261、361 ベースフィルム
62、162、262、362 プリント回路
62a、162a、262a、362a グランド回路
63、163、263、363 絶縁フィルム
63a 穴部
70、170、270、370 シールドフィルム
71、171、271 接着剤層
72、172、272、372 シールド層
73、173、273、373 絶縁層
172a 凸部
172b 凹部
GND 外部グランド
Claims (11)
- ベースフィルム上にグランド回路を含むプリント回路と絶縁フィルムを順次設けてなる基体フィルムと、
シールド層、及び、前記シールド層に積層された絶縁層からなり、前記シールド層が前記絶縁層よりも前記基体フィルム側に配置されるように前記基体フィルムを被覆するシールドフィルムと、
前記シールドフィルムの絶縁層に配置されたグランド部材を備えるシールドプリント配線板であって、
前記グランド部材は、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材と、
前記第1主面側に配置された導電性フィラーと、
前記導電性フィラーを前記第1主面に固定する接着性樹脂とからなり、
前記導電性フィラーは、低融点金属を含み、
前記グランド部材の導電性フィラーは、前記シールドフィルムの絶縁層を貫いており、
前記グランド部材の導電性フィラーに含まれる前記低融点金属は、前記シールドフィルムのシールド層に接続しており、
前記グランド部材の外部接続部材は、外部グランドと電気的に接続可能になっており、
前記シールドフィルムは、接着剤層と、前記接着剤層に積層された前記シールド層と、前記シールド層に積層された前記絶縁層とからなり、
前記シールドフィルムの接着剤層は、前記基体フィルムと接触しており、
前記シールドフィルムでは、前記接着剤層と前記シールド層との間及び/又は前記シールド層と前記絶縁層との間にはシールドフィルムの低融点金属層が形成されており、前記シールドフィルムの低融点金属層は、前記グランド部材の導電性フィラーと接続していることを特徴とするシールドプリント配線板。 - 前記導電性フィラーは、コア粒子及びその表面の少なくとも一部に形成された前記低融点金属からなる低融点金属層により構成されている請求項1に記載のシールドプリント配線板。
- 前記シールドフィルムの接着剤層は、導電性接着剤層である請求項1又は2に記載のシールドプリント配線板。
- 前記シールドフィルムのシールド層は、金属からなる請求項1〜3のいずれかに記載のシールドプリント配線板。
- ベースフィルム上にグランド回路を含むプリント回路と絶縁フィルムを順次設けてなる基体フィルムと、
シールド層、及び、前記シールド層に積層された絶縁層からなり、前記シールド層が前記絶縁層よりも前記基体フィルム側に配置されるように前記基体フィルムを被覆するシールドフィルムと、
前記シールドフィルムの絶縁層に配置されたグランド部材を備えるシールドプリント配線板であって、
前記グランド部材は、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材と、
前記第1主面側に配置された導電性フィラーと、
前記導電性フィラーを前記第1主面に固定する接着性樹脂とからなり、
前記導電性フィラーは、低融点金属を含み、
前記グランド部材の導電性フィラーは、前記シールドフィルムの絶縁層を貫いており、
前記グランド部材の導電性フィラーに含まれる前記低融点金属は、前記シールドフィルムのシールド層に接続しており、
前記グランド部材の外部接続部材は、外部グランドと電気的に接続可能になっており、
前記シールドフィルムのシールド層は、導電性接着剤層であり、前記シールドフィルムの導電性接着剤層は、前記基体フィルムと接触しており、
前記シールドフィルムでは、前記シールド層と前記絶縁層との間にはシールドフィルムの低融点金属層が形成されており、前記シールドフィルムの低融点金属層は、前記グランド部材の導電性フィラーと接続していることを特徴とするシールドプリント配線板。 - ベースフィルム上にグランド回路を含むプリント回路と絶縁フィルムを順次設けてなる基体フィルムと、
シールド層、及び、前記シールド層に積層された絶縁層を有するシールドフィルムと、
前記シールドフィルムの絶縁層の上に配置されたグランド部材とを備えるシールドプリント配線板の製造方法であって、
前記グランド部材は、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材と、前記第1主面側に配置された導電性フィラーと、前記導電性フィラーを前記第1主面に固定する接着性樹脂とからなり、
前記導電性フィラーは、低融点金属を含み、
前記導電性フィラーは、コア粒子及びその表面の少なくとも一部に形成された前記低融点金属からなる低融点金属層により構成されており、
前記シールドフィルムの絶縁層より前記基体フィルム側に前記シールドフィルムのシールド層が配置されるように、前記シールドフィルムを前記基体フィルムに載置するシールドフィルム載置工程と、
前記グランド部材の導電性フィラーが前記シールドフィルムの絶縁層側を向くように、前記グランド部材を前記シールドフィルムに配置するグランド部材配置工程と、
前記グランド部材の導電性フィラーが前記シールドフィルムの絶縁層を貫通するように前記グランド部材を加圧する加圧工程と、
前記グランド部材の低融点金属を前記シールドフィルムのシールド層に接続させるために、前記グランド部材の低融点金属を加熱して軟化させる加熱工程と、
を有し、
前記シールドフィルムは、接着剤層と、前記接着剤層に積層された前記シールド層と、前記シールド層に積層された前記絶縁層とからなり、
前記シールドフィルムにおいて、前記接着剤層と前記シールド層との間及び/又は前記シールド層と前記絶縁層との間にはシールドフィルムの低融点金属層が形成されており、
前記加熱工程では、前記シールドフィルムの低融点金属層を軟化させて、前記グランド部材のコア粒子と接続させることを特徴とするシールドプリント配線板の製造方法。 - 前記加圧工程及び前記加熱工程を同時に行う請求項6に記載のシールドプリント配線板の製造方法。
- 前記シールドフィルムの接着剤層は、導電性接着剤層である請求項6又は7に記載のシールドプリント配線板の製造方法。
- 前記シールドフィルムのシールド層は、金属からなる請求項6〜8のいずれかに記載のシールドプリント配線板の製造方法。
- ベースフィルム上にグランド回路を含むプリント回路と絶縁フィルムを順次設けてなる基体フィルムと、
シールド層、及び、前記シールド層に積層された絶縁層を有するシールドフィルムと、
前記シールドフィルムの絶縁層の上に配置されたグランド部材とを備えるシールドプリント配線板の製造方法であって、
前記グランド部材は、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、かつ、導電性を有する外部接続部材と、前記第1主面側に配置された導電性フィラーと、前記導電性フィラーを前記第1主面に固定する接着性樹脂とからなり、
前記導電性フィラーは、低融点金属を含み、
前記導電性フィラーは、コア粒子及びその表面の少なくとも一部に形成された前記低融点金属からなる低融点金属層により構成されており、
前記シールドフィルムの絶縁層より前記基体フィルム側に前記シールドフィルムのシールド層が配置されるように、前記シールドフィルムを前記基体フィルムに載置するシールドフィルム載置工程と、
前記グランド部材の導電性フィラーが前記シールドフィルムの絶縁層側を向くように、前記グランド部材を前記シールドフィルムに配置するグランド部材配置工程と、
前記グランド部材の導電性フィラーが前記シールドフィルムの絶縁層を貫通するように前記グランド部材を加圧する加圧工程と、
前記グランド部材の低融点金属を前記シールドフィルムのシールド層に接続させるために、前記グランド部材の低融点金属を加熱して軟化させる加熱工程と、
を有し、
前記シールドフィルムのシールド層は、導電性接着剤層であり、
前記シールドフィルムにおいて、前記シールド層と前記絶縁層との間にはシールドフィルムの低融点金属層が形成されており、
前記加熱工程では、前記シールドフィルムの低融点金属層を軟化させて、前記グランド部材のコア粒子と接続させることを特徴とするシールドプリント配線板の製造方法。 - 前記加圧工程及び前記加熱工程を同時に行う請求項10に記載のシールドプリント配線板の製造方法。
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