JP4575189B2 - シールドフレキシブルプリント配線板のシールドフィルム及びそれを用いたシールドフレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータ、通信機器、ビデオカメラなどの装置内等において用いられるシールドフレキシブルプリント配線板、及びそれに用いるシールドフィルムに係る。特に電磁波シールド性にすぐれ、しかも配線密度の高いフレキシブルプリント配線板に対しても効果的に電磁波シールド特性を付与できるシールドフレキシブルプリント配線板及びそれに用いるシールドフィルムに関する。

フレキシブルプリント配線板（以下「ＦＰＣ」という）は、小型化、高機能化が急速に進む携帯電話、ビデオカメラ、ノートパソコンなど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ＦＰＣ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ＦＰＣ」という）が用いられるようになってきた。

図７は、この従来のシールドＦＰＣの一例を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７ (ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ拡大断面図である。
図７において、シールドＦＰＣ３０は、基体フィルム３１とシールドフィルム３５とを接着させたものである。基体フィルム３１は、ベースフィルム３２上にプリント回路３３と絶縁フィルム３４を順次設けたものである。シールドフィルム３５は、カバー層３６と、その片面に設けられたシールド層３７を有する。前記シールド層３７は、金属層３７ｂ又は金属層３７ｂと導電性接着剤層３７ａからなる。

プリント回路３３は、信号線３３ａやグランド線３３ｂ等の複数の導電性のパターン線によって構成されている。基体フィルム３１の絶縁フィルム３４には、プリント回路３３のグランド線３３ｂ上の一部に切り欠き部３４ａが設けられており、グランド線３３ｂの上面３３ｃが露出している。シールドフィルム３５を接着させる際、その導電性接着剤３７ａが絶縁フィルム３４の切り欠き部３４ａに充填され、グランド線３３ｂの上面３３ｃと接触するので、シールドフィルムのシールド層３７がグランド線３３ｂと接続され、接地されることになる。

このように、グランド線３３ｂとシールドフィルムのシールド層３７が接続されることにより接地され、効果的な電磁波シールド層として機能する。
近年配線密度のいっそうの高密度化が求められるようになり、このグランド線３３ｂの幅を小さくすることが切実に求められている。一方、電子機器の高速化にともない、電磁波シールド性のより高いシールド構造が求められる。即ち、小型化・高密度化により、接地可能なグランド線の制約を受ける中で接地を強化することが求められている。

本発明は、上記要望に応えるべくしてなされたもので、電磁波シールド性にすぐれ、しかも配線密度の高いＦＰＣに対しても効果的に電磁波シールドすることのできるシールドＦＰＣの提供及び前記シールドＦＰＣの提供を可能とするシールドフィルムの提供を課題とする。
本発明者らは、例えば、シールドＦＰＣが筐体に収納された後、前記筐体とシールドＦＰＣのグランド線及びシールド層を接続することによって接地を強化することに着目した。

課題を解決するための手段及び効果

本発明のシールドフィルムは、ベースフィルム上に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、前記基体フィルムの少なくとも片面を被覆するシールドフィルムとを有するシールドＦＰＣのシールドフィルムである。
本発明のシールドＦＰＣは、上記本発明のシールドフィルムを用いたシールドＦＰＣである。
そして、本発明は、上記課題を達成するために以下のような幾つかの特徴を主に有している。本発明において、以下の主な特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。

本発明のシールドフィルムは、接着剤層、金属層及びカバー層を順次設けてなり、接着剤層を前記基体フィルムのプリント回路側に接着させることによりシールドＦＰＣを構成する。

前記カバー層は、導電性樹脂層又は少なくとも厚み方向に対して所定の条件下で所望の導電性を有し、厚み方向に垂直な方向（面方向）には導電性がない異方導電性樹脂層である。
異方導電性樹脂層の場合、具体的には、イ、成層された状態のままで、厚み方向には導電性を有するが面方向には導電性がない異方導電性樹脂層（以下区別する必要がある場合は、「Ａ型異方導電性樹脂層」という）、ロ、成層された状態のままでは厚み方向にも面方向にも導電性はないが、所定の条件下で厚み方向に対して導電性となる異方導電性樹脂層（以下、区別する必要がある場合は「Ｂ型異方導電性樹脂層」という）が含まれる。

なお、このカバー層において、「所望の導電性」とは、所望の位置の表面部分をその近傍のグランド部材に接続したとき、カバー層下のシールド層が電磁波シールド機能を発揮するに必要なグランド部材への導通性をいう。

また、シールドフィルムの接着剤層は、導電性接着剤層又は異方導電性接着剤層とすることが望ましいが、プリント回路に、グランド線を設けられない場合などは、非導電性の接着剤層であってもかまわない。
さらに、電磁波シールドの機能は接地された導電体面によって生ずるので、本明細書において、シールド層とは、接着剤層が面方向に導電性を有する導電性接着剤層である場合は、金属層と導電性接着剤層とを併せて指すものとし、その他の場合は金属層のみを意味するものとする。

前記構成のシールドフィルム、及びそれを用いたシールドＦＰＣによれば、前記カバー層が、導電性樹脂層及びＡ型異方導電性樹脂層の場合はもちろんのこと、Ｂ型異方導電性樹脂層の場合も所定の条件下では、少なくとも厚み方向には導電性となるので、シールド層とカバー層の表面のどの位置においても電気的に接続された状態となる。その結果、前記カバー層の所望の位置の表面をその近傍のグランド部材に接続するとシールド層が接地されることになる。したがって、シールドフィルムの接着剤層は導電性のないものでもよい。

加えて、前記カバー層が、Ｂ型異方導電性樹脂層の場合は、前記カバー層の選択した所望の位置の表面部分とその周囲とは電気的導通性が略ないので、前記カバー層の選択した所望の位置の表面部分を所定の電位を有する他の部材と接続しても前記カバー層全体が前記所定の電位とはならないので、前記カバー層の選択した所望の位置の表面部分とその周囲との電気的独立性が保たれている。

また、前記シールドフィルムの接着剤層が導電性接着剤層又は異方導電性接着剤層からなり、それらを介して金属層に接続されたプリント回路の所定のパターン線がグランド線の場合、前記カバー層の所望の位置の表面部分をグランド部材に接続することにより、グランド線の接地もより強化されることになる。
さらに、高密度配線のＦＰＣにおいて、前述のようにグランド線を設けず、接着剤として導電性のないものを使う場合においても、前述の通り、カバー層の所望の位置の表面部分をその近傍のグランド部材に接続するだけで効果的なシールドが得られる。
なお、前記「その近傍のグランド部材」とは、例えば、シールドＦＰＣが使用される機器の筺体など接地電位にある部分をいう。

このように、本発明のシールドフィルム、及びそれを用いたシールドＦＰＣによれば、シールド層の接地が、カバー層の任意に選択した所望の位置の表面部分をその近傍のグランド部材に接続するだけで達せられるので、プリント回路の一部として幅の広いグランド線を設ける必要がなくなり、その分信号線の配線密度を高めることができる。
また、例えば、シールドＦＰＣが使用される機器の筺体等のグランド部材は、従来のプリント回路のなかのグランド線に比し、面積を広くすることができ、しかも他の接地回路を経由することなく直接近傍のグランド部材に接続されるので、接地インピーダンスが小さく、したがってシールド層の電磁波シールド効果も大きくなる。

また、前記カバー層の表面の所望の部位の電気的独立性を保つためには、異方導電性樹脂層のなかでもＢ型異方導電性樹脂層で構成するのが好ましい。
上記構成のシールドフィルム、及びそれを用いたシールドＦＰＣによれば、前記カバー層は厚み方向に加圧すると抵抗が減少して導電性がよくなり、電気的導通性が向上する異方導電性樹脂層であるので、前記カバー層の所望の位置の表面部分を加圧又は加熱・加圧するだけで、前記カバー層の表面の所望の位置において前記シールド層に導通するので、グランド部材に近い位置を選んで接続することができる。しかも、加圧等の条件下にない部分では厚み方向にも導電性がないため、加圧等の条件下にある前記所望の位置との絶縁性は保持され、電気的独立性が保持される。

特に、前記シールド層に接続された前記プリント回路の所定のパターン線が、グランド線の場合、前記カバー層の加圧された所望の位置の表面部分をグランド部材に接続することにより、シールドＦＰＣのグランド線の接地を強化することができる。

加えて、本発明のシールドフィルムにおいて、近傍のグランド部材等に接続できるように、前記カバーフィルムの所望の位置の表面部分に電極が設けられていることが好ましい。
上記構成のシールドフィルム、及びそれを用いたシールドＦＰＣによれば、前記電極が前記シールド層に接続された前記プリント回路の所定のパターン線との通電を確実にする。

特に、前記プリント回路の所定のパターン線がグランド線であると、前記カバーフィルムの電極の部分をその近傍のグランド部材に接続するだけで、シールドＦＰＣを確実、且つ、容易に接地することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の第1 の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のシールドＦＰＣの説明図であり、一部切り欠き平面図、図２は図１のＡ−Ａ拡大断面図である。

図２において、シールドＦＰＣ１０は、基体フィルム１と、シールドフィルム５とを接着させたものである。
前記基体フィルム１は、ベースフィルム２と、前記ベースフィルム２上のプリント回路３と、前記ベースフィルム２上で前記プリント回路３を被覆する絶縁フィルム４とを有する。前記プリント回路３は、信号線３ａやグランド線３ｂ等の複数の導電性のパターン線によって構成されている。
前記シールドフィルム５は、前記基体フィルム１の少なくとも片面を被覆する。図２において、絶縁フィルム４側の片面を被覆している。

前記シールドフィルム５は、前記基体フィルム１を被覆するシールド層７と、前記シールド層を更に被覆するカバー層６を含む。前記シールド層７は、一部が前記プリント回路３の所定のパターン線と接続されている。図２において、前記所定のパターン線はグランド線３ｂであり、前記シールド層７は、グランド線３ｂと接続されている。

基体フィルム１の絶縁フィルム４には、プリント回路３のグランド線３ｂ上の一部に切り欠き部４ａが設けられており、グランド線３ｂの上面３ｃが露出している。シールドフィルム５を接着させる際、その導電性接着剤７ａが絶縁フィルム４の切り欠き部４ａに充填され、グランド線３ｂの上面３ｃと接触するので、シールドフィルム５のシールド層７がグランド線３ｂと接続される。

前記シールド層７は、金属層７ｂと、前記金属層７ｂを前記基体フィルム１に接着する導電性接着剤層７ａを含む。前記金属層７ｂは、蒸着法やスパッタリング法によって形成された薄膜や金属箔を含む。
前記カバー層６は、直接シールド層７に貼り付けられることを可能にするために、接着性や粘着性を有するものが好ましい。
前記カバー層６は、フィルム状樹脂層６ａと、複数の導電性粒子６ｂとを基本的に有する。複数の導電性粒子６ｂは、前記フィルム樹脂層６ａ中に略均等に拡散配置されている。

前記フィルム状樹脂層６ａの厚みは、約１μｍから約５０μｍの範囲であり、前記各導電性粒子６ｂの直径は、約１μｍから約１００μｍの範囲である。前記カバー層６は、導電性樹脂層か、前記各導電性粒子６ｂが前記フィルム樹脂層６ａから一部露出していて、圧力を加えなくても少なくとも厚み方向に導電性を有するＡ型異方導電性樹脂層である。
前記導電性粒子６ｂが前記フィルム状樹脂層６ａに含まれている割合は、フィルム状樹脂層６ａを１００重量部とした場合に、約１重量部から約３００重量部の範囲の割合である。異方導電性樹脂の場合は、前記フィルム状樹脂層６ａに含まれる前記導電性粒子６ｂの割合は、フィルム状樹脂層６ａを１００重量部とした場合に、約１重量部から約３０重量部であり、好ましくは、約５重量部から約２０重量部の範囲の割合である。

上記構成のシールドフィルム５、及びそれを用いたシールドＦＰＣ１０によれば、前記カバー層６は、厚み方向にも面方向にも導電性がある導電性樹脂層、又は厚み方向には導電性はあるが、面方向には導電性がないＡ型異方導電性樹脂層であるので、前記カバー層６に圧力を加える等の条件ぬきで、その表面のどの位置においても前記シールド層７に導通し、所望の位置でグランド部材に接続できる。また、シールド層がプリント回路３のグランド線３ｂと導通している場合は前記カバー層６の表面をグランド部材に接続することにより、シールドＦＰＣ１０のグランド線の接地を強化することができる。

次に、図３に基づいて、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態のシールドＦＰＣも平面図は、図１と同様であり、図３は、図１の第２の実施形態のＡ−Ａ拡大断面図である。図３において、図２の第１の実施形態と異なるところは、カバー層６の各導電性粒子６ｂがフィルム樹脂層６ａ内に完全に埋め込まれている点と、カバー層６の所望の位置の表面部分８が所定の条件、たとえば所定の圧力以上で加圧するか、所定の温度・圧力で加熱・加圧することによって少し窪んでいて厚み方向に所望の導電性を有する点である。
また、所望の位置の表面部分８とその周囲とは、電気的導通性はないので、カバー層６の選択した所望の位置の表面部分８を所定の電位を有する他の部材と接続しても前記カバー層６全体が前記所定の電位とならない。すなわち、前記カバー層６の選択した所望の位置の表面部分８とその周囲との電気的独立性が保たれている。

前記シールド層７に接続された前記プリント回路３の所定のパターン線が、グランド線３ｂの場合、前記カバー層６の所望の位置の表面部分８をその近傍のグランド部材に接続することにより、シールドＦＰＣのグランド線の接地をより強化することが出来る。
前記「その近傍のグランド部材」とは、例えば、シールドＦＰＣが使用される機器の筺体など接地電位にある部分をいう。

上記第1及び第２の実施形態のシールドフィルム５において、前記カバー層６の所望の位置の表面部分８に電極９が設けられていることが好ましい。前記電極９は、屈曲性が必要な場合、シールドフィルム５及びシールドＦＰＣ１０の厚さを考慮して金属箔であることが好ましい。シールドフィルム５等の補強効果が必要な場合、電極は金属板であることが好ましい。
上記構成のシールドフィルム５、及びそれを用いたシールドＦＰＣ１０，２０によれば、前記電極９の部分において前記カバー層を介して前記シールド層７が接続されるので、前記電極９をグランド部材に接続するだけで、シールド層７は確実に接地される。

上記第１及び第２の実施形態において、シールドフィルム５の接着剤層は、いずれも導電性又は異方導電性の接着剤層としたが、非導電性の接着剤層としてもよい。その場合は、プリント回路に、グランド線があっても樹脂層を通じて金属層７ｂと導通させることはできないが、金属層７ｂはカバー層６に設けた電極９を通じて近傍のグランド部材に接続することにより、確実に接地される。

尚、シールドＦＰＣ１０，２０のシールドフィルム５の各層の厚みは、次の通りである。
導電性接着剤層７ａで構成される層 約５〜３０μｍ
金属層７ｂで構成される層 約０．０５〜３５μｍ
カバー層 約１〜５０μｍ

試験例１

次に、図４を参照しつつ、上記Ｂ型異方導電性樹脂層（以下単に「異方導電性樹脂層」という）の特性試験例について説明する。
先ず、試験例１として、カバー層６を構成するＢ型異方導電性樹脂層に関して、一定の荷重下における異方導電性樹脂層の厚みＴに対する抵抗の変化を測定した。
図４において、符号１１はＢ型異方導電性樹脂層、１２は金属層、１３ａ，１３ｂは荷重をかねた電極となる２つの電極端子、１４は抵抗測定装置を示している。
前記金属層１２上に異方導電性樹脂層１１が接着されている。前記両電極端子１３ａ，１３ｂはそれぞれ抵抗測定装置１４の電流入出力端子にそれぞれ接続されている。

異方導電性樹脂層１１は、エポキシ樹脂層に導電性粒子を約５重量％略均等に拡散配置したものである。Ｔは異方導電性樹脂層１１の厚みを示している。前記導電性粒子はＡｇでコーティングされたＣｕ粉（デンドライト粉）である。その平均粒径は、約２０μｍである。
前記金属層１２として、Ｃｕ箔を用いる。
電極端子１３ａ，１３ｂは、それぞれＬ×Ｌｍｍ²の正方形の底面を有する四角柱である。両電極端子１３ａ，１３ｂは距離Ｌだけ離れている。ここで、Ｌは約１０ｍｍである。
前記両電極端子１３ａ，１３ｂによって異方導電性樹脂層１１の表面をそれぞれ所定の荷重Ｗで異方導電性樹脂層１１の厚み方向に加圧する。そして、異方導電性樹脂層１１の抵抗を測定する。

その結果を表1及び図５中にグラフとして示す。いずれも加圧力が加わると抵抗が小さくなり、電気的導通性が向上していることが解る。

試験例２

図６を参照しつつ、試験例２について説明する。
カバー層６を構成する異方導電性樹脂層に関して、厚みＴ₀別に、所定の温度・圧力で加熱・加圧する前と後の抵抗を測定した。
図６（ａ）は加熱・加圧前、図６（ｂ）は加熱・加圧後を示している。図６（ａ）、図６（ｂ）において、符号１４は抵抗測定装置、１５ａ，１５ｂは電極となる第1、第２金属層、１６は異方導電性樹脂層を示している。
前記第1金属層１５ａ上に異方導電性樹脂層１６が接着されている。前記第1、第２金属層１５ａ、１５ｂは抵抗測定装置１４の電流入出力端子にそれぞれ接続されている。異方導電性樹脂層１６を第1，第２金属層１５ａ，１５ｂとの間に挟む。そして、加熱・加圧前後の異方導電性樹脂層１６の抵抗を測定する。

異方導電性樹脂層１６は、エポキシ層に導電性粒子を約５重量％略均等に拡散配置したものである。Ｔ₀は異方導電性樹脂層１６の加熱・加圧前の厚みを示している。Ｔ₁ は異方導電性樹脂層１６の加熱・加圧後の厚みを示している。
前記導電性粒子はＡｕでメッキされたボールである。その平均粒径は、約４．６μｍである。
前記第1、第２金属層１５ａ，１５ｂとして、Ｃｕ箔を用いる。
異方導電性樹脂層１６を所定の温度と荷重Ｗを加えた状態で異方導電性樹脂層１６の厚み方向に加熱・加圧する。ここでは、１６０℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ²で、３０分加圧して第２金属層１５ｂを異方導電性樹脂層１６に接着する。加熱・加圧後の異方導電性樹脂層１６の厚みＴ₁ は、加熱・加圧前の厚みＴ₀より小さい。 そして、異方導電性樹脂層１１の抵抗を測定する。

その結果を表２に示す。加熱・加圧前の厚みＴ₀別に加熱・加圧前後の抵抗（ｍΩ）が示されている。
いずれも加圧力が加わると抵抗が小さくなり、電気的導通性が向上していることが解る。

試験例１及び試験例２から分かるようにＢ型異方導電性樹脂層は所定の条件（加圧又は加熱・加圧）下で厚み方向に所望の導電性を得られ、しかも面方向には導電性がない。
したがって、これをカバー層６とするシールドフィルム２０及びそれを用いたシールドＦＰＣ２０によれば、カバー層の所望の位置の表面部分をその近傍のグランド部材に接続するだけで、容易に接地をすることができ、しかも他の部分との電気的独立性が保たれる。

第１実施形態のシールドフレキシブルプリント配線板の説明図であり、一部切り欠き平面図。 第１の実施形態を示す図１のＡ−Ａ拡大断面図 第２の実施形態を示す図１の他のＡ−Ａ拡大断面図 試験例１の装置の概略を示す図 試験例１の結果を示すグラフ 試験例２の装置の概略を示す図 従来のシールドフレキシブルプリント配線板の説明図

符号の説明

１ 基体フィルム
２ ベースフィルム
３ プリント回路
３ｂ 所定のパターン線
４ 絶縁フィルム
５ シールドフィルム
６ カバー層
７ シールド層
７ｂ 金属層
７ａ 導電性接着剤層
９ 電極
１０ シールドフレキシブルプリント配線板（第１の実施形態）
２０ シールドフレキシブルプリント配線板（第２の実施形態）

Claims (6)

1. ベースフィルム上に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、
   前記基体フィルムの少なくとも片面を被覆するシールドフィルムとを有するシールドフレキシブルプリント配線板のシールドフィルムであって、
   前記シールドフィルムは、金属層、該金属層を前記基体フィルムに接着する接着剤層、及び、該金属層を被覆するカバー層を有し、
   前記カバー層は、
   フィルム状樹脂層と該フィルム状樹脂層中に均等に拡散配置された複数の導電性粒子とを有しており、
   前記各導電性粒子が前記フィルム樹脂層から一部露出し、又は、所定の条件下で前記各導電性粒子が前記フィルム樹脂層から一部露出し、該露出位置の少なくとも厚み方向に対して所望の導電性を有する異方導電性樹脂層であることを特徴とするシールドフレキシブルプリント配線板のシールドフィルム。
2. 前記カバー層は、所望の位置の表面部分に設けられた電極が所定の圧力以上で加圧される条件下で、前記表面部分の位置において厚み方向に対して所望の導電性を有し、厚み方向に垂直な方向に対しては導電性がない異方導電性樹脂層であることを特徴とする請求項１に記載のシールドフレキシブルプリント配線板のシールドフィルム。
3. 前記接着剤層が少なくとも厚み方向に対して導電性を有する接着剤層であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のシールドフレキシブルプリント配線板のシールドフィルム。
4. ベースフィルム上に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、
   前記基体フィルムの少なくとも片面を被覆するシールドフィルムとを有するシールドフレキシブルプリント配線板であって、
   前記シールドフィルムは、金属層、該金属層を前記基体フィルムに接着する接着剤層、及び、該金属層を被覆するカバー層を有し、
   前記カバー層は、
   フィルム状樹脂層と該フィルム状樹脂層中に均等に拡散配置された複数の導電性粒子とを有しており、
   前記各導電性粒子が前記フィルム樹脂層から一部露出し、又は、所定の条件下で前記各導電性粒子が前記フィルム樹脂層から一部露出し、該露出位置の少なくとも厚み方向に対して所望の導電性を有する異方導電性樹脂層であることを特徴とするシールドフレキシブルプリント配線板。
5. 前記カバー層は、所望の位置の表面部分に設けられた電極が所定の圧力以上で加圧される条件下で、前記表面部分の位置において厚み方向に対して所望の導電性を有し、厚み方向に垂直な方向に対しては導電性のない異方導電性樹脂層であることを特徴とする請求項４に記載のシールドフレキシブルプリント配線板。
6. 前記シールドフィルムの接着剤層が導電性接着剤層又は異方導電性接着剤層であり、前記基体フィルムのプリント回路のグランド線と接続されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のシールドフレキシブルプリント配線板。

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