JP5565764B2

JP5565764B2 - 電磁波障害防止用転写フィルム

Info

Publication number: JP5565764B2
Application number: JP2009088829A
Authority: JP
Inventors: 雅弘須田; 寛東郷
Original assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Current assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: JP2010240863A

Description

本発明は電磁波障害対策用のシールド用シート基材に関するものであり、特にフレキシブル基板などに用いられる金属薄膜転写フィルムに関するものである。

我々の生活の中に様々な電子機器が多数普及して、それらは無くてはならないものとなってきた。それらの動作安定性が重要になるに伴い、電子機器同士で電磁波障害（以下、ＥＭＩと記する）を起こさないことや影響を受けないことが要求されるようになってきた。特にパソコンのような情報端末は、エラー回避のために優れたＥＭＩ対策が求められる一方、製品寿命の短縮化でＥＭＩについて入念に配慮した回路設計が難しくなっており、簡便に取り付けられるＥＭＩ対策用材料が要望されている。さらに携帯電話や小型のノートパソコンのような携帯式情報端末ではフレキシブル基板を使うので、軽量で薄く柔軟性に富んでいる必要があり、従来のような金属箔を用いたＥＭＩシールドテープでは要求を満たせなくなっている。

そこで、導電性接着層付き転写用金属シートが開示されている（特許文献１）。しかし、基材フィルム上に直接形成した金属薄膜層に導電性接着剤を塗布して転写する方式は、薄膜化は実現できるが、金属薄膜層と基材フィルム間の剥離力が大きいうえに、基材フィルム表面の凹凸をそのまま転写するために剥離力を均一に保つことが難しく、金属薄膜層の割れやハガレが生ずることがあり、問題であった。

これに対し、基材フィルムに離型材層を設けた上に金属薄膜層を形成することで剥離力を均一化する方法が開示されている（特許文献２）。ＥＭＩ用途の金属シートでは、周辺の回路との接触による短絡を防ぐために、金属薄膜層の接着剤塗布面の反対面に絶縁材を塗布するなどの後加工をする必要があり、金属薄膜層の両面において表面塗工のしやすさが求められる。特許文献２のような離型材層を設けた上に金属薄膜層を形成する方法は、剥離力を均一化し、かつ軽く剥がれるようにして作業性をよくする効果があるが、一方で、凝集破壊して金属薄膜層表面に離型材が残留することがあり、残留した離型材が接着剤や絶縁材の塗工時にハジキ欠点となる問題があった。

特開２００６−２９７７１４号公報特開２００３−０５３８８８号公報

そこで本発明の目的は、金属薄膜層と基材フィルム間の剥離力が均一で容易に剥離できる軽剥離性を持ち、かつ、高い耐屈曲性を有するＥＭＩ防止用転写フィルムを提供することにある。

かかる課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（３）の構成を特徴とするものである。
（１）基材フィルムの少なくとも片面に、離型材層と中間層とからなる離型層と金属薄膜層が積層され、該離型層表面にプラズマ処理後、金属薄膜層を蒸着してなる電磁波障害防止用転写フィルムであって、基材フィルム、離型材層、中間層、金属薄膜層の順に積層されており、該離型材層が熱硬化型メラミン系樹脂からなり、中間層がアクリル樹脂からなり、中間層の離型材層と反対側表面にプラズマ処理が施こされ、該中間層と該離型層の間の剥離強度が０．００１〜０．１Ｎ／ｃｍであることを特徴とする電磁波障害防止用転写フィルム。
（２）前記金属薄膜層は、厚さが０．１〜５μｍ、かつ抵抗値が１Ω以下であり、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＺｎおよびＳｎからなる群より選ばれた少なくとも１種類の金属からなり、蒸着法によって形成された、（１）に記載の電磁波障害防止用転写フィルム。
（３）基材フィルムに積層された離型層に対してプラズマ処理を施し、該離型層のプラズマ処理面に金属薄膜層を蒸着する（１）または（２）に記載の電磁波障害防止用転写フィルムの製造方法。

本発明の電磁波障害防止用転写フィルムによれば、適切な中間層を選択することによって、基材フィルムとの間の軽剥離性と、高い耐屈曲性を両立させることが出来る。

図１は、本発明である転写フィルムの実施の形態を示す部分断面図である。本転写フィルムの使用法としては、６面に絶縁物等の保護コートを貼合し、しかる後に離型材層２と中間層３の間で５面を境に剥離せしめ、その後に５面に接着剤を塗工し、ＦＰＣ等の成型品に転写するものである。

本発明の電磁波障害防止用転写フィルムは、基材となるフィルム上に離型材層、中間層、金属薄膜層を順に有する構成である。

本発明での基材となるフィルムは、薄膜を形成するための各種加工に耐えうる充分な強度を持つことが望まれる。具体的にはポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が該当するが、ハンドリングのしやすさや熱や張力に対する耐久性、単価の安さなどの点からポリエステル系樹脂、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。フィルムの厚さは１２μｍ〜１８８μｍであることが好ましく、さらには２５μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。薄すぎればハンドリング時に折れやシワ、ハガレが生じる可能性が高くなり、厚すぎると柔軟性に欠けてハンドリング時に割れたり、フィルムの値段が上がるため加工製品のコストが上昇する原因となり、工業的に適さない。

本発明での離型層は、離型材層と中間層からなり、基材側と金属薄膜層側からこれらを引き剥がそうとする外力が働いた時には離型材層と中間層の界面で容易に剥離することを特徴とする。剥離界面が離型材層と中間層の界面であることにより、軽剥離性と同時に後加工での接着性を大幅に改善することができるのである。この特徴は、以下のように離型材層と中間層の材質を選ぶことによって実現される。

本発明での離型材層は、中間層との軽剥離性を実現するために、中間層の材質とは相溶性が低い材質であることが好ましく、一方で基材となるフィルムとの密着性が良いことが望まれる。離型材層と中間層の界面で容易に剥離するためには、中間層の材質に対して相溶性が低い、熱硬化型メラミン系樹脂が好ましい。

本発明において、離型材層の厚さは０．１〜１μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜０．５μｍである。薄すぎると塗膜の強度を維持することが難しくなるために、剥離時に離型材層の破壊が生じて軽く剥離できなくなる恐れがある。厚すぎると、軽剥離性などの物性は向上しないにも関わらず離型材の材料費が上昇してしまい、工業的に不適である。

本発明での中間層は、離型材層との軽剥離性を実現するために、離型材層の材質とは相溶性が低い材質であることが好ましく、一方でフレキシブル基板との密着性を得るために接着剤との相溶性が良いことが望まれる。電子部品同士の接着には高耐久性や高密着力が必要なことから、一般にエポキシ系接着剤が好ましく使用されているため、中間層の材質としてはエポキシ系接着剤と相溶性が良いアクリル系樹脂が好ましい。また、メラミン樹脂層との剥離性が良好であるアクリル系樹脂層を形成することで、剥離後のメラミン樹脂層の残留を抑えることができる。

本発明において、中間層の厚さは０．１〜１μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜０．５μｍである。薄すぎると塗膜の強度を維持することが難しくなるために、剥離時に中間層の破壊が生じて軽く剥離できなくなる恐れがある。厚すぎると、軽剥離性などの物性は向上しないにも関わらず中間層の材料費が上昇してしまい、工業的に不適である。
中間層と離型材層の間の剥離強度は、０．００１〜０．１Ｎ／ｃｍが好ましく、より好ましくは０．００５〜０．０２Ｎ／ｃｍ程度である。剥離強度が大き過ぎると、剥離時に金属薄膜層が破壊し易く、割れやハガレが起きて転写できない恐れがあり、剥離強度が小さ過ぎると、いわゆる箔落ち現象により、転写する前に金属薄膜層が剥がれて壊れてしまう恐れがある。離型材層の樹脂種類とその塗工厚さとから、剥離力０．００１〜０．１Ｎ／ｃｍを得ることが出来る。

離型材層および中間層の作成方法としては、ＣＶＤなどのドライコーティング法も存在するが、真空装置が不要で加工速度が速くてコストの低い、ウェットコーティング法が好ましい。また、ウェットコーティング法の塗工方式にはスリットダイやグラビアなど既知の方法があり特に限定されるものではないが、薄い塗膜表面での平滑性を得やすいことから、マイクログラビア法が好ましく用いられる。

本発明での金属薄膜層は、ＥＭＩの原因となる電磁波を遮断する目的で設けられるもので、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｓｎから選ばれた少なくとも１種類の金属からなり、これらの金属同士あるいはその他の金属を含んだ合金でもかまわないが、Ｃｕ、Ａｌ及びＮｉが好ましい。また、金属や合金からなる薄膜層は単層に限らず複数重ねた構成で実施することができる。コストや加工しやすさから、単層または２層が好ましい。

金属薄膜層の厚さは０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．５〜５μｍであり、さらに好ましくは０．５〜１μｍである。薄くなるにつれて表面抵抗値が高くなって充分なＥＭＩシールド性を得ることが難しくなる。一方厚すぎると、蒸着によって得られた金属膜の内部歪みなどにより、蒸着膜の劈開および割れが生じるために、金属薄膜が割れやすくなって耐屈曲性が低くなる。

金属薄膜層の作成方法としては、電解及び無電解メッキ、圧延、およびスパッタなどのＰＶＤ法があるが、低抵抗な金属薄膜を比較的高速度で作成できる蒸着法が好ましい。金属粉を用いたウェットコーティング法もあるが抵抗値が高く、ＥＭＩシールド用途には適さない。また、蒸着法としてはＥＢ加熱蒸着、抵抗加熱蒸着、誘導加熱蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの既知の方法を用いることができるが、大蒸発量を得やすいという特徴から誘導加熱蒸着が好適である。

また、金属薄膜層の作成方法において、金属薄膜層の蒸着装置と同一系内で同時に、または別系で基材フィルムに対してプラズマ処理を施し、その後に金属薄膜層の蒸着を行なうことが好ましい。基材フィルムの金属薄膜層形成面にプラズマ処理を施すことで、耐屈曲性を著しく向上させることができる。

本発明において、プラズマ放電処理は公知の方法で構わないが、特に放電ガスを酸素ガスとした高周波グロー放電とすると、耐屈曲性に関して高い効果が得られ、さらにその際のプラズマ放電の強度を５〜５０Ｗ・ｍｉｎ／ｍ²とすると、より好適な効果が得られる。

本発明において、プラズマ処理する際、プラズマ発生のためのカソード電極はＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｓｎから選ばれた少なくとも１種類の金属からなる事が好ましく、これらの金属同士あるいはその他の金属を含んだ合金でもかまわないが、Ｃｕ、Ａｌ及びＮｉが好ましい。

上記の電磁波障害防止用転写フィルムは、例えば、携帯電話や、ノート型パソコン等のフレキシブル基板に組み込まれる。フレキシブル基板の表面に貼り付けられる場合、電磁波障害防止用転写フィルムから基体フィルムを剥離した後、離型層の中間層側に接着剤からなる粘着層を設け、該粘着層を介して接合される。該粘着層の接着剤は公知のものを用いることができる。

以下に本発明の実施様態を実施例をもって説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。本発明の実施例における評価方法は、次のとおりである。

＜評価方法１＞
離型材層、中間層および金属薄膜層の厚さは、アンリツ社製デジタルマイクロメータ「Ｋ３５１Ｃ」を用いてＡ４版サンプルの幅方向３カ所を測定して平均値を求めた。

＜評価方法２＞
表面抵抗値は、ダイアインスツルメンツ社製「ロレスタＭＣＰ−Ｔ３５０」を用い、Ａ４版サンプルの幅方向３カ所を４探針法にて測定して平均値を求めた。ＥＭＩ防止効果の点から、表面抵抗値は低い方が適当であり、１Ω以下が好ましい。

＜評価方法３＞
離型層の剥離強度は、電磁波障害防止用転写フィルムを１ｃｍ幅、長さ１５ｃｍに切断し、基材フィルム側を両面テープで垂直の壁に固定してから、ニチバン製「セロテープＮｏ．４０５」（登録商標）で金属薄膜層に分銅を貼り付けたとき、金属薄膜層が基材フィルムから自然に剥離して落下するときの分銅の重量から算出した。転写加工の容易さの点から剥離強度は低い方が適当であり、０．０４９Ｎ以下が好ましい。

＜評価方法４＞
ＥＭＩ防止効果は、マイクロウェーブ・ファクトリー社製の評価装置を用い、「ＫＥＣ法」に準じて電界強度の減衰比を測定した。

＜評価方法５＞
耐屈曲性は信越エンジニアリング株式会社製「ＳＥＫ−３１Ｂ４Ｓ」を用い、ＪＩＳＣ６４７１−１９９５の（参考３耐屈曲性）に準じた評価を行い、サンプルに屈曲を与えて抵抗値が急激に上昇したときの屈曲回数を測定した。

＜評価方法６＞
電磁波障害防止用転写フィルムを転写対象物へ接着した後の密着強度は、Ａ４版に切り出した電磁波障害防止用転写フィルムの金属薄膜層側に「セロテープＮｏ．４０５」（登録商標）を貼り付けた後、基体フィルムを剥離し、離型層の中間層側にアトムボンド製「エポキシ接着剤５分硬化タイプ」を塗布し、ＡＢＳ板に貼り付けて２４時間室温で放置後、「セロテープＮｏ．４０５」（登録商標）を金属薄膜層から引き剥がして金属薄膜層を観察した。電磁波障害防止用転写フィルムから基材フィルムを剥離した際に、中間層に離型材層が残留していると「セロテープＮｏ．４０５」（登録商標）を引き剥がした際に、離型材層が残留した部分が剥がれる。金属薄膜層がＡＢＳ板に残っていれば合格とする。

〔実施例１〕
Ａ４版の東レ株式会社製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ルミラー”Ｔ６２（厚さ５０μｍ）を基材フィルムとし、片面に離型材層としてバーコーターにて三羽研究所製メラミン系樹脂塗料「ＲＰ−５０」を乾燥後の厚さが０．５μｍになるように塗布した。「ＲＰ−５０」を塗布した上に中間層としてバーコータにて大日本インキ化学工業株式会社製アクリル系塗料「ＭＣＳ５０４１ＤＣＮｏ．２」を乾燥後の厚さが０．７μｍになるように塗布した。「ＭＣＳ５０４１ＤＣＮｏ．２」の表面を銅製のカソード電極を用いてプラズマ処理後、誘導加熱方式にて１μｍの厚さになるように銅を真空蒸着した。

〔実施例２〕
実施例１において、「ＭＣＳ５０４１ＤＣＮｏ．２」の乾燥後の厚さを０．１μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして実施して、転写フィルムを得た。

〔実施例３〕
実施例１において、銅層の厚さを０．１μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして実施して、転写フィルムを得た。

〔参考例４〕
実施例１において、「ＭＣＳ５０４１ＤＣＮｏ．２」の表面をプラズマ処理しなかったこと以外は、実施例１と同様にして実施し、転写フィルムを得た。

〔実施例５〕
実施例１において、銅層の厚さを０．０１μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして実施し、転写フィルムを得た。

〔比較例１〕
実施例１において、「ＲＰ−５０」の上に「ＭＣＳ５０４１ＤＣＮｏ．２」を塗布せずに直接銅を真空蒸着したこと以外は、実施例１と同様にして実施し、転写フィルムを得た。

〔比較例２〕
Ａ４版の東レ株式会社製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ルミラー”Ｔ６２（厚さ５０μｍ）を基材フィルムとし、片面に離型材層としてバーコーターにて三羽研究所製セルロース系樹脂塗料「１０００クリア」を乾燥後の厚さが０．５μｍになるように塗布した。中間層は作成せず、「１０００クリア」の表面を銅製のカソード電極を用いてプラズマ処理後、誘導加熱方式にて１μｍの厚さになるように銅を真空蒸着した。

上記の実施例１〜３、５、参考例４および比較例１〜２の評価結果を、まとめて次の表１に示す。

表１に示すように、比較例１〜２で得られた転写フィルムは、剥離強度が非常に大きかったり、接着後の密着評価で一部剥がれるなど、ＥＭＩシールド材用の転写フィルムとしては決定的な欠点がある。一方、実施例１〜５で得られた転写フィルムは、ＥＭＩシールド材用の転写フィルムとして総合的に良好な物性のフィルムを得ることができる。特に実施例１〜３については好適なものとなった。

１基板フィルム
２離型材層（離型層）
３中間層（離型層）
４金属薄膜層
５中間層の離型材側界面
６金属薄膜層の外面

Claims

基材フィルムの少なくとも片面に、離型材層と中間層とからなる離型層と金属薄膜層が積層され、該離型層表面にプラズマ処理後、金属薄膜層を蒸着してなる電磁波障害防止用転写フィルムであって、基材フィルム、離型材層、中間層、金属薄膜層の順に積層されており、該離型材層が熱硬化型メラミン系樹脂からなり、中間層がアクリル樹脂からなり、中間層の離型材層と反対側表面にプラズマ処理が施こされ、該中間層と該離型層の間の剥離強度が０．００１〜０．１Ｎ／ｃｍであることを特徴とする電磁波障害防止用転写フィルム。
前記金属薄膜層は、厚さが０．１〜５μｍ、かつ抵抗値が１Ω以下であり、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＺｎおよびＳｎからなる群より選ばれた少なくとも１種類の金属からなり、蒸着法によって形成された、請求項１に記載の電磁波障害防止用転写フィルム。
基材フィルムに積層された離型層に対してプラズマ処理を施し、該離型層のプラズマ処理面に金属薄膜層を蒸着する請求項１または２に記載の電磁波障害防止用転写フィルムの製造方法。