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JP2015015304A - 電磁波シールドフィルム、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板、電子機器およびそれらの製造方法 - Google Patents

電磁波シールドフィルム、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板、電子機器およびそれらの製造方法 Download PDF

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JP2015015304A JP2013139991A JP2013139991A JP2015015304A JP 2015015304 A JP2015015304 A JP 2015015304A JP 2013139991 A JP2013139991 A JP 2013139991A JP 2013139991 A JP2013139991 A JP 2013139991A JP 2015015304 A JP2015015304 A JP 2015015304A
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Toshiyuki Kawaguchi
利行 川口
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】耐熱性が良好であり、電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続できる電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を歩留まりよく、かつ簡便に製造できる電磁波シールドフィルム、該電磁波シールドフィルムが設けられたフレキシブルプリント配線板、該フレキシブルプリント配線板が設けられた電子機器およびそれらの製造方法を提供する。【解決手段】導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材12と、導電性支持基材12の一方の表面を覆う金属薄膜層14と、金属薄膜層14の表面を覆う熱硬化性接着剤層16と、導電性支持基材12の他方の表面を覆う剥離フィルム18とを備えた電磁波シールドフィルム10。【選択図】図1

Description

本発明は、電磁波シールドフィルム、該電磁波シールドフィルムが設けられたフレキシブルプリント配線板、該フレキシブルプリント配線板が設けられた電子機器およびそれらの製造方法に関する。
フレキシブルプリント配線板から発生する電磁波ノイズや外部からの電磁波ノイズを遮蔽するために、電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板の表面に設けることがある。
電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板としては、例えば、下記のものが知られている。
(1)図9に示すように、ベースフィルム122の少なくとも一方の表面にプリント回路124および絶縁フィルム126を設けたフレキシブルプリント配線板120と、カバーフィルム112の一方の表面に金属薄膜層114および導電性接着剤層116かならる電磁波シールド層118を設けた電磁波シールドフィルム110とを備え、絶縁フィルム126の表面および絶縁フィルム126の開口部126aにおけるグランド回路124aの表面に導電性接着剤層116が接着された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板100(特許文献1)。
最近では、電磁波シールドフィルムのグランドの強化ために、フレキシブルプリント配線板以外の外部導体(少なくとも一部に導電性を有する筐体、グランドとなる導体等)に電磁波シールドフィルムの電磁波シールド層を電気的に接続し、外部導体を電磁波シールドフィルムのグランドとして利用することが行われている。
外部導体に電磁波シールドフィルムの電磁波シールド層を電気的に接続し得る電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板としては、例えば、下記のものが提案されている。
(2)図10に示すように、図9の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板100のカバーフィルム112の表面に、カバーフィルム112を突き破る導電性バンプ132(突起状物)を有するグランド部材130を接着層134を介して設けたもの(特許文献1)。
しかし、(2)の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板においては、電磁波シールドフィルムの電磁波シールド層と外部導体との電気的接続を確保するために、カバーフィルムを突き破る導電性バンプを設ける必要があるため、電磁波シールド層と外部導体とを電気的に接続する作業が煩雑である。また、導電性バンプがカバーフィルムを突き破ることができない、または突き破っても電磁波シールド層に到達しない場合があり、電磁波シールド層と外部導体との電気的接続が不確実である。
導電性バンプを必要とせずに、外部導体に電磁波シールドフィルムの電磁波シールド層を電気的に接続し得る電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板としては、例えば、下記のものが提案されている。
(3)図11に示すように、図9の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板100からカバーフィルム112を省き、金属薄膜層114の表面に、導電性粒子142によって厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シート140を設けた、電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板102(特許文献2)。
ところで、フレキシブルプリント配線板には、電子部品、端子等をフレキシブルプリント配線板にハンダ付けするために、耐熱性が要求されることがある。(3)の電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板に耐熱性が要求される場合、ベースフィルムや絶縁フィルムは、耐熱性に優れるポリイミドフィルムとされ、導電性接着剤層は、耐熱性に優れる熱硬化性接着剤(エポキシ樹脂等)の硬化物とされる。また、耐熱性を有さない異方導電性粘着シートは、(3)の電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板にあらかじめ設けることはできず、異方導電性粘着シートのない電磁波シールド層付きフレキシブルプリント配線板を外部導体に貼り付ける段階で、電磁波シールド層付きフレキシブルプリント配線板と外部導体との間に設けられる。
そのため、フレキシブルプリント配線板の表面に電磁波シールド層のみを設ける必要がある。フレキシブルプリント配線板の表面に電磁波シールド層のみを設ける方法としては、図12に示すように、剥離フィルム152の一方の表面に金属薄膜層114および導電性接着剤層116かならる電磁波シールド層118を設けた電磁波シールド層転写フィルム150を、フレキシブルプリント配線板120の表面に貼り付け、導電性接着剤層116を硬化させた後、剥離フィルム152を剥離する方法が考えられる。
しかし、この方法では、下記の問題がある。
・剥離フィルム152の表面に蒸着により金属薄膜層114を形成しにくい。
・剥離フィルム152と金属薄膜層114との密着性が高いため、剥離フィルム152を剥離する際に、剥離フィルム152とともに金属薄膜層114も剥離しやすい。
・硬化後の導電性接着剤層116が非常に脆いため、剥離フィルム152を剥離する際に、電磁波シールド層118が破断しやすい。
歩留まりよく電磁波シールド層付きフレキシブルプリント配線板を製造するためには、現実的には、フレキシブル配線板の上にウエットプロセスで導電性接着剤層を直接形成し、さらにその上に金属薄膜層を形成せざるを得ない。
製造のしやすさからいえば、独立した電磁波シールドフィルムを用意し、ドライプロセスでフレキシブルプリント配線板に電磁波シールドフィルムを接着する方法が望まれる。
特許第4201548号公報 特許第4575189号公報
本発明は、耐熱性が良好であり、電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続できる電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を歩留まりよく、かつ簡便に製造できる電磁波シールドフィルム;耐熱性が良好であり、電磁波シールドフィルムから剥離基材を剥離する際に電磁波シールドフィルムが破断しにくく、剥離基材を剥離した後は電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続できる電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板;電磁波シールドフィルムのグランドが強化された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を備えた電子機器;およびそれらの製造方法を提供する。
本発明の電磁波シールドフィルムは、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材と、前記導電性支持基材の一方の表面を覆う金属薄膜層と、前記金属薄膜層の表面を覆う熱硬化性接着剤層と、前記導電性支持基材の他方の表面を覆う剥離基材とを備えたものであることを特徴とする。
前記導電性支持基材の180℃における貯蔵弾性率は、8×106〜1×10Paであることが好ましい。
本発明の電磁波シールドフィルムは、ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に前記熱硬化性接着剤層が接着され、かつ前記剥離基材を剥離した後に厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して前記導電性支持基材がフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続されるものであることが好ましい。
前記導電性フィラーは、繊維状の導電性フィラーであることが好ましい。
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板は、ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板と、該フレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に前記熱硬化性接着剤層が接着され、かつ該熱硬化性接着剤層が硬化された本発明の電磁波シールドフィルムとを備えたものであることを特徴とする。
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板においては、前記剥離基材は剥離されていてもよい。
本発明の電子機器は、少なくとも一部が導電性を有する筐体と、前記剥離基材が剥離された本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板と、前記筐体と前記電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板とを貼り合わせ、かつ前記筐体と前記導電性支持基材とを電気的に接続する、厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートとを備えたものであることを特徴とする。
本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法は、下記の工程(a)〜(c)を有することを特徴とする。
(a)剥離基材の一方の表面に、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させて、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材を形成する工程。
(b)前記導電性支持基材の表面に金属薄膜層を形成する工程。
(c)前記金属薄膜層の表面に熱硬化性接着剤層を形成する工程。
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、下記の工程(d)を有することを特徴とする。
(d)ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に、本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法で得られた電磁波シールドフィルムの前記熱硬化性接着剤層を接着し、硬化させる工程。
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、下記の工程(e)をさらに有することが好ましい。
(e)前記剥離基材を剥離する工程。
本発明の電子機器の製造方法は、下記の工程(f)を有することを特徴とする。
(f)厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して、少なくとも一部が導電性を有する筐体と、本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法で得られた電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板とを貼り合わせ、かつ前記筐体と前記導電性支持基材とを電気的に接続する工程。
本発明の電磁波シールドフィルムによれば、耐熱性が良好であり、電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続できる電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を歩留まりよく、かつ簡便に製造できる。
本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法によれば、前記効果を発揮できる本発明の電磁波シールドフィルムを製造できる。
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板は、耐熱性が良好であり、電磁波シールドフィルムから剥離基材を剥離する際に電磁波シールドフィルムが破断しにくく、剥離基材を剥離した後は電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続できる。
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、前記効果を発揮できる本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を歩留まりよく、かつ簡便に製造できる。
本発明の電子機器は、電磁波シールドフィルムのグランドが強化された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を備えたものとなる。
本発明の電子機器の製造方法によれば、前記効果を発揮できる本発明の電子機器を製造できる。
本発明の電磁波シールドフィルムの一例を示す断面図である。 本発明の電磁波シールドフィルムの製造工程を示す断面図である。 本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の一例を示す断面図である。 本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の電子機器の一例を示す断面図である。 本発明の電子機器の製造工程を示す断面図である。 実施例1の導電性支持基材の貯蔵弾性率の測定結果を示すグラフである。 参考例1の導電性支持基材の貯蔵弾性率の測定結果を示すグラフである。 従来の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の一例を示す断面図である。 従来の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の他の例を示す断面図である。 従来の電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板の一例を示す断面図である。 従来の電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板の製造方法における一工程を示す断面図である。
本明細書における「導電性粒子の真球度」は、導電性粒子の電子顕微鏡像から少なくとも30個の導電性粒子を無作為に選び、それぞれの導電性粒子について、最小径および最大径を測定し、下記式から真球度を求め、測定した少なくとも30個の導電性粒子の真球度を平均したものである。
真球度=最小径/最大径。
本明細書における「導電性粒子の平均粒子径」は、上記した真球度で得た最小径と最大径の中央値を一粒子の粒子径とし、測定した少なくとも30個の粒子の粒子径を算術平均して得られる。
本明細書において「対向」しているとは、上面から見たときに少なくとも一部が重なり合う状態をいう。
<電磁波シールドフィルム>
図1は、本発明の電磁波シールドフィルムの一例を示す断面図である。
電磁波シールドフィルム10は、導電性支持基材12と、導電性支持基材12の一方の表面を覆う金属薄膜層14と、金属薄膜層14の表面を覆う熱硬化性接着剤層16と、導電性支持基材12の他方の表面を覆う剥離フィルム18(剥離基材)とを備えたものである。
電磁波シールドフィルム10は、ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に熱硬化性接着剤層16が接着され、かつ剥離フィルム18を剥離した後に厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して導電性支持基材12がフレキシブルプリント配線板以外の外部導体(少なくとも一部が導電性を有する筐体、グランドとなる導体等)と電気的に接続されるものであることが好ましい。
(導電性支持基材)
導電性支持基材12は、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなり、厚さ方向および面方向に導電性を有する。導電性支持基材12のマトリックスを熱硬化性樹脂の硬化物とすることによって、電磁波シールドフィルム10の耐熱性が良好となる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム、UV硬化アクリレート樹脂等が挙げられ、耐熱性に優れる点から、エポキシ樹脂が好ましい。
導電性フィラーとしては、繊維状の導電性フィラー(カーボンナノファイバ、金属(銅、白金、金、銀、ニッケル等)のナノワイヤ等)、金属(銀、白金、金、銅、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、ハンダ等)の粒子、めっきされた焼成カーボン粒子等が挙げられ、少ない量で導電性支持基材12の導電性、特に面方向の導電性を確保でき、導電性支持基材12が電磁波シールド層として十分に機能できる点から、繊維状の導電性フィラーが好ましく、金属ナノワイヤがより好ましい。
導電性フィラーの含有量は、導電性支持基材12の100体積%のうち、0.5〜50体積%が好ましく、1〜20体積%がより好ましい。導電性フィラーの含有量が0.5質量%以上であれば、導電性支持基材12の導電性を十分に確保できる。導電性フィラーの含有量が20質量%以下であれば、導電性フィラーの量が抑えられることによって電磁波シールドフィルム10の価格を抑えることができる。
導電性支持基材12の180℃における貯蔵弾性率は、8×10〜1×10Paが好ましく、1×107〜5×10Paがより好ましい。通常、熱硬化性樹脂の硬化物は硬いため、これからなるフィルムは、柔軟性に乏しく、特に、厚さを薄くした場合は、非常に脆く自立膜として存在できるほどの強度がない。そのため、導電性支持基材12に高分子量の樹脂やゴムを含ませ、平均的な架橋点間距離を伸ばすことにより、導電性支持基材12における柔軟性や強度と、耐熱性とのバランスを維持している。導電性支持基材12は、剥離フィルム18を剥離する際の温度下(熱硬化性接着剤を硬化させる温度で、一般的には150〜200℃の温度)において、十分な強度を有しなければならず、導電性支持基材12の180℃における貯蔵弾性率は、導電性支持基材12が軟化することがない8×10Pa以上であることが好ましい。導電性支持基材12の180℃における貯蔵弾性率は、導電性フィラーの多充填による硬度アップにならない1×10Pa以下が好ましい。その結果、剥離フィルム18を剥離する際に導電性支持基材12はもとより電磁波シールドフィルム10が破断しにくい。
貯蔵弾性率は、試料に与えた応力と検出した歪から算出され、温度または時間の関数として出力する動的粘弾性測定装置を用いて、粘弾性特性の一つとして測定することができる。
導電性支持基材12の厚さは、1〜10μmが好ましく、1〜5μmがより好ましい。導電性支持基材12の厚さが1μm以上であれば、耐熱性が良好となる。導電性支持基材12の厚さが10μm以下であれば、電磁波シールドフィルム10を薄くできる。
導電性支持基材12の表面抵抗は、10〜100,000Ωが好ましく、20〜10,000Ωがより好ましい。導電性支持基材12の表面抵抗が10Ω以上であれば、導電性フィラーの含有量を低く抑えることができ、また、導電性支持基材12の180℃における貯蔵弾性率を前記範囲に調整しやすい。導電性支持基材12の表面抵抗が100,000Ω以下であれば、導電性支持基材12の全面が均一な導電性を有するものとなる。
(金属薄膜層)
金属薄膜層14は、金属の薄膜からなる層である。金属薄膜層14は、面方向に広がるように形成されていることから、面方向に導電性を有し、電磁波シールド層等として機能する。
金属薄膜層14としては、物理蒸着(真空蒸着、スパッタリング、イオンビーム蒸着等)、CVD、めっき等によって形成された金属薄膜、金属箔等が挙げられ、厚さを薄くでき、かつ厚さが薄くても面方向の導電性に優れ、ドライプロセスにて簡便に形成できる点から、物理蒸着による金属薄膜(蒸着膜)が好ましい。
金属薄膜層14を構成する金属薄膜の材料としては、アルミニウム、銀、銅、金、導電性セラミックス等が挙げられる。電気伝導度の点からは、銅が好ましく、化学的安定性の点からは、導電性セラミックスが好ましい。
金属薄膜層14の厚さは、0.01〜1μmであり、0.1〜1μmがより好ましい。る。金属薄膜層14の厚さが0.01μm以上であれば、面方向の導電性がさらに良好になる。金属薄膜層14の厚さが0.1μm以上であれば、電磁波ノイズの遮蔽効果がさらに良好になる。金属薄膜層14の厚さが1μm未満以下であれば、電磁波シールドフィルム10を薄くできる。また、生産性、可とう性がよくなる。
金属薄膜層14の表面抵抗は、0.001〜1Ωが好ましく、0.001〜0.1Ωがより好ましい。金属薄膜層14の表面抵抗が0.1Ω以上であれば、金属薄膜層14を十分に薄くできる。金属薄膜層14の表面抵抗が1Ω以下であれば、電磁波シールド層として十分に機能できる。
(熱硬化性接着剤層)
熱硬化性接着剤層16は、厚さ方向および面方向に導電性を有さず、かつ接着性を有する。熱硬化性接着剤層16は、硬化後には耐熱性を発揮できる。金属薄膜層14をフレキシブルプリント配線板のグランド回路に電気的に接続させる場合には、熱硬化性接着剤層16は、後述する導電性粒子を含んでいてもよい。
熱硬化性接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム、UV硬化アクリレート樹脂等が挙げられ、耐熱性に優れる点から、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、可とう性付与のためのゴム成分(カルボキシル変性ニトリルゴム等)や、粘着付与剤を含んでいてもよい。
さらに、熱硬化性接着剤層16の強度を高め、打ち抜き特性を向上させるために、セルロース樹脂を添加したり、ガラス繊維等のミクロフィブリルを添加したりすることもできる。
熱硬化性接着剤層16の厚さは、5〜15μmが好ましく、2〜10μmがより好ましい。熱硬化性接着剤層16の厚さが5μm以上であれば、フレキシブルプリント配線板に対し、十分な密着強度を得ることができる。熱硬化性接着剤層16の厚さが15μm以下であれば、電磁波シールドフィルム10を薄くできる。
熱硬化性接着剤層16の表面抵抗は、金属薄膜層14をフレキシブルプリント配線板のグランド回路に電気的に接続させない場合、1×10Ω以上が好ましい。
(剥離フィルム)
剥離フィルム18は、導電性支持基材12や金属薄膜層14を形成する際のキャリアフィルムとなるものであり、電磁波シールドフィルム10のハンドリング性を良好にし、電磁波シールドフィルム10をフレキシブルプリント配線板等に貼り付けた後には、電磁波シールドフィルム10から剥離される。
剥離フィルム18としては、片面が離型処理されたセパレータ等、公知の剥離フィルムを用いればよい。
必要に応じて、熱硬化性接着剤層16の表面を第2の剥離フィルム(図示略)で覆ってもよい。
(電磁波シールドフィルムの厚さ)
電磁波シールドフィルム10の厚さ(剥離フィルム18を除く)は、10〜45μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。
(作用効果)
以上説明した電磁波シールドフィルム10にあっては、導電性支持基材12が熱硬化性樹脂の硬化物からなり、熱硬化性接着剤層16が熱硬化性接着剤からなるため、耐熱性が良好な電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を得ることができる。
また、以上説明した電磁波シールドフィルム10にあっては、導電性支持基材12を有するため、剥離フィルム18を剥離する際に電磁波シールドフィルム10が破断しにくい。そのため、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を歩留まりよく製造できる。また、ドライプロセスにて電磁波シールド層(導電性支持基材12および金属薄膜層14)をフレキシブルプリント配線板の表面に配置できるため、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を簡便に製造できる。導電性支持基材12の180℃における貯蔵弾性率が8×106〜1×10Paであれば、剥離フィルム18を剥離する際に電磁波シールドフィルム10がさらに破断しにくくなる。
また、以上説明した電磁波シールドフィルム10にあっては、導電性支持基材12が導電性フィラーを含むため、剥離フィルム18を剥離した後に厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して電磁波シールドフィルムをフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続できる電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を得ることができる。
<電磁波シールドフィルムの製造方法>
本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法は、下記の工程(a)〜(c)を有する方法である。
(a)剥離基材の一方の表面に、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させて、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材を形成する工程。
(b)導電性支持基材の表面に金属薄膜層を形成する工程。
(c)金属薄膜層の表面に熱硬化性接着剤層を形成する工程。
(工程(a))
図2に示すように、剥離フィルム18(剥離基材)の一方の表面に、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させて、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材12を形成する。
熱硬化性樹脂組成物は、上述した熱硬化性樹脂と、導電性フィラーと、必要に応じて溶媒、他の成分を含むものである。
導電性支持基材12を、熱硬化性樹脂組成物の塗布によって形成しているため、導電性支持基材12を比較的薄くできる。なお、熱硬化性樹脂の硬化物は硬いため、導電性支持基材12を薄くした場合は、強度が不十分となるが、上述したように、導電性支持基材12の180℃における貯蔵弾性率を、8×106〜1×10Paの範囲とすることによって、柔軟性や強度と、耐熱性とのバランスが良好となる。
導電性支持基材12の貯蔵弾性率の制御は、反応性のモノマー、オリゴマー、硬化剤等の当量(架橋密度)および構造からもたらされる強靭性の観点から反応性のモノマー、オリゴマー、硬化剤等の種類や組成を選択し、熱硬化性樹脂の硬化物の貯蔵弾性率を調整することによって行われる。
このほか、貯蔵弾性率は、熱硬化性樹脂を硬化させる際の温度や時間等の硬化条件を調整する、あるいは熱硬化性を有さない成分として熱可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂を選択し、添加することによって調整できる。
(工程(b))
図2に示すように、導電性支持基材12の表面に金属薄膜層14を形成する。
金属薄膜層14の形成方法としては、物理蒸着、CVD、めっき等によって金属薄膜を形成する方法、金属箔を貼り付ける方法等が挙げられ、面方向の導電性に優れる金属薄膜層14を形成できる点から、物理蒸着、CVD、めっき等によって金属薄膜を形成する方法が好ましく、金属薄膜層14の厚さを薄くでき、かつ厚さが薄くても面方向の導電性に優れる金属薄膜層14を形成でき、ドライプロセスにて簡便に金属薄膜層14を形成できる点から、物理蒸着による方法がより好ましい。
(工程(c))
図2に示すように、金属薄膜層14の表面に熱硬化性接着剤層16を形成する。必要に応じて、熱硬化性接着剤層16の表面を第2の剥離フィルム(図示略)で覆ってもよい。
熱硬化性接着剤層16の形成方法としては、金属薄膜層14の表面に熱硬化性接着剤組成物を塗布する方法、金属薄膜層14の表面に熱硬化性接着剤シートを貼り付ける方法、等が挙げられる。熱硬化性接着剤層16を薄く形成できる点から、熱硬化性接着剤組成物を塗布する方法が好ましい。
(作用効果)
以上説明した本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法にあっては、上述した工程(a)〜(c)を有するため、前記効果を発揮できる本発明の電磁波シールドフィルムを製造できる。
<電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板>
図3は、本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の一例を示す断面図である。
電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1は、ベースフィルム22の少なくとも一方の表面にプリント回路24および絶縁フィルム26を設けたフレキシブルプリント配線板20と、フレキシブルプリント配線板20の少なくとも一方の表面に熱硬化性接着剤層16が接着され、かつ熱硬化性接着剤層16が硬化された電磁波シールドフィルム10とを備えたものである。
電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1においては、剥離フィルム18は剥離されていてもよい。
プリント回路24(信号回路、グランド回路、グランド層等)の近傍には、電磁波シールドフィルム10の金属薄膜層14が、絶縁フィルム26および熱硬化性接着剤層16を介して離間して対向配置される。
プリント回路24と金属薄膜層14との離間距離は、絶縁フィルム26の厚さと熱硬化性接着剤層16の厚さの総和である。離間距離は、30〜200μmが好ましく、60〜200μmがより好ましい。離間距離が30μmより小さいと、信号回路のインピーダンスが低くなるため、100Ω等の特性インピーダンスを有するためには、信号回路の線幅を小さくしなければならず、線幅のバラツキが特性インピーダンスのバラツキとなって、インピーダンスのミスマッチによる反射共鳴ノイズが電気信号に乗りやすくなるという不利がある。離間距離が200μmより大きいと、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1が厚くなり、可とう性が不足するという問題がある。
(フレキシブルプリント配線板)
フレキシブルプリント配線板20は、銅張積層板の銅箔を公知のエッチング法により所望のパターンに加工してプリント回路(電源回路、グランド回路、グランド層等)としたものである。
銅張積層板としては、ベースフィルム22の片面または両面に接着剤層(図示略)を介して銅箔を貼り付けたもの;銅箔の表面にベースフィルム22を形成する樹脂溶液等をキャストしたもの等が挙げられる。
接着剤層の材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
接着剤層の厚さは、0.5〜30μmが好ましい。
(ベースフィルム)
ベースフィルム22としては、耐熱性を有するポリイミドフィルムが用いられる。
ベースフィルム22の表面抵抗は、1×10Ω以上が好ましい。
ベースフィルム22の厚さは、5〜200μmが好ましく、屈曲性の点から、6〜25μmがより好ましく、10〜25μmがより好ましい。
(プリント回路)
プリント回路24(信号回路、グランド回路、グランド層等)を構成する銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられ、屈曲性の点から、圧延銅箔が好ましい。
銅箔の厚さは、1〜50μmが好ましく、18〜35μmがより好ましい。
プリント回路24の長さ方向の端部(端子)は、ハンダ接続、コネクター接続、部品搭載等のため、絶縁フィルム26や電磁波シールドフィルム10に覆われていない。
(絶縁フィルム)
絶縁フィルム26は、基材フィルム(図示略)の片面に、接着剤の塗布、接着剤シートの貼り付け等によって接着剤層(図示略)を形成したものである。
基材フィルムの表面抵抗は、1×10Ω以上が好ましい。
基材フィルムとしては、耐熱性を有するポリイミドフィルムが好ましい。
基材フィルムの厚さは、1〜100μmが好ましく、可とう性の点から、3〜25μmがより好ましい。
接着剤層の材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、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、ポリスチレン、ポリオレフィン等が挙げられる。エポキシ樹脂は、可とう性付与のためのゴム成分(カルボキシル変性ニトリルゴム等)を含んでいてもよい。
接着剤層の厚さは、1〜100μmが好ましく、1.5〜60μmがより好ましい。
(作用効果)
以上説明した電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1にあっては、ベースフィルム22がポリイミドからなり、かつ本発明の電磁波シールドフィルム10を用いているため、耐熱性が良好である。
また、以上説明した電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1にあっては、本発明の電磁波シールドフィルム10を用いているため、電磁波シールドフィルム10から剥離フィルム18を剥離する際に電磁波シールドフィルム10が破断しにくく、剥離フィルム18を剥離した後は電磁波シールドフィルム10をフレキシブルプリント配線板20以外の外部導体と電気的に接続できる。
(他の形態)
なお、本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板は、ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板と、該フレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に熱硬化性接着剤層が接着され、かつ熱硬化性接着剤層が硬化された本発明の電磁波シールドフィルムとを備えたものであればよく、図示例の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1に限定はされない。
例えば、フレキシブルプリント配線板は、裏面側にグランド層を有するものであってもよい。また、フレキシブルプリント配線板は、裏面側にプリント回路を有し、該裏面側に絶縁フィルムおよび本発明の電磁波シールドフィルムが貼り付けられたものであってもよい。また、熱硬化性接着剤層16に後述する導電性粒子を含ませ、絶縁フィルム26に開孔部を形成し、金属薄膜層14をフレキシブルプリント配線板20のグランド回路に電気的に接続させてもよい。
<電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法>
本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、下記の工程(d)および工程(e)を有する方法である。
(d)ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に、本発明の電磁波シールドフィルムの製造方法で得られた電磁波シールドフィルムの熱硬化性接着剤層を接着し、硬化させる工程。
(e)必要に応じて、剥離基材を剥離する工程。
(工程(d))
図4に示すように、フレキシブルプリント配線板20に電磁波シールドフィルム10を重ね、絶縁フィルム26の表面に熱硬化性接着剤層16を接着し、熱硬化性接着剤層16を硬化させる。
熱硬化性接着剤層16の接着および硬化は、例えば、プレス機(図示略)等による熱プレスによって行う。
(工程(e))
図4に示すように、電磁波シールドフィルム10から剥離フィルム18を剥離する。
(作用効果)
以上説明した本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法にあっては、本発明の電磁波シールドフィルムを用いているため、前記効果を発揮できる本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板を歩留まりよく、かつ簡便に製造できる。
<電子機器>
図5は、本発明の電子機器の一例を示す断面図である。
電子機器2は、少なくとも一部が導電性を有する筐体30と、剥離フィルム18が剥離された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1と、筐体30と電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1とを貼り合わせ、かつ筐体30と導電性支持基材12とを電気的に接続する、厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シート40とを備えたものである。
電子機器は、図示されていないが、通常、各種装置(表示装置、通信装置、制御装置等)、各種配線、各種コネクタ等を有する。
(筐体)
筐体30は、電子機器を構成するカバー、シャーシ等である。
筐体30は、少なくとも導電性支持基材12と電気的に接続される部分がグランドとなり得るような導電性を有する。該筐体30としては、金属製の筐体、樹脂製の基材の表面に金属メッキを有する筐体、グランド用の導体が設けられた筐体等が挙げられる。
(異方導電性粘着シート)
異方導電性粘着シート40は、厚さ方向に導電性を有し、面方向には導電性をほとんどまたはまったく有さず、かつ粘着性を有するシートである。
異方導電性粘着シート40としては、例えば、図5に示すように、粘着剤からなるマトリックスに導電性粒子42が分散したものが挙げられる。
粘着剤としては、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、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、ポリスチレン、ポリオレフィン等が挙げられる。エポキシ樹脂は、可とう性付与のためのゴム成分(カルボキシル変性ニトリルゴム等)や、粘着付与剤を含んでいてもよい。
また、異方導電性粘着シート40は、架橋成分や硬化成分を含有することによって、初期には粘着性を有し、経時には架橋し、耐熱性を高めることができる。
さらに、異方導電性粘着シート40の強度を高め、打ち抜き特性を向上させるために、セルロース樹脂を添加したり、ガラス繊維等のミクロフィブリルを接着および導通を阻害しない程度に添加したりすることもできる。
導電性粒子42としては、金属(銀、白金、金、銅、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、ハンダ等)の粒子、めっきされた焼成カーボン粒子等が挙げられ、導電性の点から、貴金属(銀、金、白金等)の粒子、貴金属(金、銀等)がめっきされた非貴金属(銅、ニッケル等)の粒子、貴金属(金、銀等)がめっきされた焼成カーボン粒子等が好ましく、特に、貴金属(金、銀等)がめっきされた焼成カーボン粒子は、真球度が高いため、導電性支持基材12を突き破ることなく、低い接触圧でも安定した導通が得られることから好ましい。
導電性粒子42の真球度は、0.8以上であり、0.9以上が好ましく、0.95以上がより好ましい。導電性粒子42の真球度が高いほど、薄い導電層を突き破ることなく、低い接触圧でも安定した導通が得られる。
導電性粒子42の平均粒子径は、導電性支持基材12と、筐体30との電気的接続の点から、筐体30と電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1とを貼り合わせた後の異方導電性粘着シート40の厚さの0.8〜1.4倍が好ましく、0.9〜1.2倍がより好ましく、ほぼ同程度であることがさらに好ましい。
導電性粒子42の含有量は、異方導電性粘着シート40の100体積%のうち、0.5〜20体積%が好ましく、1〜10体積%がより好ましい。導電性粒子42の含有量が0.5質量%以上であれば、厚さ方向の導電性を十分に確保できる。導電性粒子42の含有量が20質量%以下であれば、面方向の導電性を抑え、かつ導電性粒子42の量が抑えられることによって電子機器2の価格を抑えることができる。
異方導電性粘着シート40の厚さは、5〜40μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。異方導電性粘着シート40の厚さが5μm以上であれば、筐体30に対し、十分な密着強度を得ることができる。異方導電性粘着シート40の厚さが40μm以下であれば、電子機器2を小型化でき、また、導電性粒子42の量が抑えられる。
(作用効果)
以上説明した電子機器2にあっては、少なくとも一部が導電性を有する筐体30と剥離フィルム18が剥離された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1とが、異方導電性粘着シート40を介して貼り合わされ、筐体30と導電性支持基材12とが電気的に接続されているため、電磁波シールドフィルム10のグランドが強化された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1を備えたものとなる。
<電子機器の製造方法>
本発明の電子機器の製造方法は、下記の工程(f)を有する方法である。
(f)厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して、少なくとも一部が導電性を有する筐体と、本発明の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法で得られた電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板とを貼り合わせ、かつ筐体と導電性支持基材とを電気的に接続する工程。
(工程(f))
図6に示すように、筐体30の表面に、異方導電性粘着シート40および電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1を配置し、異方導電性粘着シート40を介して筐体30と電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1とを貼り合わせ、筐体30と導電性支持基材12とを電気的に接続し、電子機器2を得る。
(作用効果)
以上説明した本発明の電子機器の製造方法にあっては、少なくとも一部が導電性を有する筐体30と剥離フィルム18が剥離された電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1とを、異方導電性粘着シート40を介して貼り合わせ、筐体30と導電性支持基材12とが電気的に接続しているため、前記効果を発揮できる本発明の電子機器を製造できる。
以下、実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(電磁波シールドフィルムの製造)
工程(a):
片面が離型処理された厚さ37μmのポリエステルフィルム(剥離フィルム18)の離型処理された側の表面に、エポキシ樹脂およびカーボンナノチューブ(平均繊維長:2.0μm、平均繊維径:0.08μm)の20体積%を含む熱硬化性樹脂組成物を塗布し、140℃で0.5時間放置し、エポキシ樹脂を硬化させて、カーボンナノチューブを含むエポキシ樹脂の硬化物からなり、厚さ方向および面方向に導電性を有する、厚さが5μm、180℃における貯蔵弾性率が5×10Paの導電性支持基材12を形成した。貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置(Rheometric Scientific,Inc.製、RSAII)を用いて測定した。貯蔵弾性率の測定結果を図7に示す。
工程(b):
導電性支持基材12の表面に、EB蒸着法にて銅を物理的に蒸着させ、厚さ0.04μm、表面抵抗100Ωの蒸着膜(金属薄膜層14)を形成した。
工程(c):
金属薄膜層14の表面に、ニトリルゴム変性エポキシ樹脂からなる熱硬化性接着剤組成物を、乾燥膜厚が12μmになるように塗布して、熱硬化性接着剤層16を形成し、電磁波シールドフィルム10を得た。
(フレキシブルプリント配線板の製造)
厚さ10μmのポリイミドフィルム(基材フィルム)の表面に、ニトリルゴム変性エポキシ樹脂からなる絶縁性接着剤組成物を、乾燥膜厚が20μmになるように塗布し、接着剤層を形成し、絶縁フィルム26を得た。
厚さ12μmのポリイミドフィルム(ベースフィルム22)の表面に、プリント回路24が形成されたプリント配線板本体を用意した。
プリント配線板本体に絶縁フィルム26を熱プレスにより貼り付けて、フレキシブルプリント配線板20を得た。
(電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造)
工程(d):
フレキシブルプリント配線板20に電磁波シールドフィルム10を重ね、絶縁フィルム26の表面に熱硬化性接着剤層16を熱プレスによって接着し、熱硬化性接着剤層16を硬化させて、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1を得た。
工程(e):
電磁波シールドフィルム10から剥離フィルム18を剥離した。
(電子機器の製造)
金属製の筐体30の表面に、市販の異方導電性粘着シート40および電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1を配置し、異方導電性粘着シート40を介して筐体30と電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1とを貼り合わせ、筐体30と導電性支持基材12とを電気的に接続し、電子機器2を得た。
[参考例1]
(電磁波シールドフィルムの製造)
工程(a):
片面が離型処理された厚さ37μmのポリエステルフィルム(剥離フィルム18)の離型処理された側の表面に、エポキシ樹脂および銀粉(平均粒径:0.7μm)の50体積%を含む熱硬化性樹脂組成物を塗布し、140℃で0.5時間放置し、エポキシ樹脂を硬化させて、銀粉を含むエポキシ樹脂の硬化物からなり、厚さ方向および面方向に導電性を有する、厚さが5μm、180℃における貯蔵弾性率が4×10Paの導電性支持基材12を形成した。貯蔵弾性率の測定結果を図8に示す。
工程(b):
導電性支持基材12の表面に、EB蒸着法にて銅を物理的に蒸着させ、厚さ0.04μm、表面抵抗100Ωの蒸着膜(金属薄膜層14)を形成した。
工程(c):
金属薄膜層14の表面に、ニトリルゴム変性エポキシ樹脂からなる熱硬化性接着剤組成物を、乾燥膜厚が20μmになるように塗布して、熱硬化性接着剤層16を形成し、電磁波シールドフィルム10を得た。
(電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造)
工程(d):
実施例1と同様にして得たフレキシブルプリント配線板20に電磁波シールドフィルム10を重ね、絶縁フィルム26の表面に熱硬化性接着剤層16を熱プレスによって接着し、熱硬化性接着剤層16を硬化させて、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板1を得た。
工程(e):
電磁波シールドフィルム10から剥離フィルム18を剥離した。導電性支持基材12が破断し、剥離フィルム18とともに導電性支持基材12の一部も剥離した。
本発明の電磁波シールドフィルムは、スマートフォン、携帯電話、光モジュール、デジタルカメラ、ゲーム機、ノートパソコン、医療器具等の電子機器用のフレキシブルプリント配線板における、電磁波シールド用部材として有用である。
1 電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板
2 電子機器
10 電磁波シールドフィルム
12 導電性支持基材
14 金属薄膜層
16 熱硬化性接着剤層
18 剥離フィルム
20 フレキシブルプリント配線板
22 ベースフィルム
24 プリント回路
26 絶縁フィルム
30 筐体
40 異方導電性粘着シート
42 導電性粒子
100 電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板
102 電磁波シールドされたフレキシブルプリント配線板
110 電磁波シールドフィルム
112 カバーフィルム
114 金属薄膜層
116 導電性接着剤層
118 電磁波シールド層
120 フレキシブルプリント配線板
122 ベースフィルム
124 プリント回路
124a グランド回路
126 絶縁フィルム
126a 開口部
130 グランド部材
132 導電性バンプ
134 接着層
140 異方導電性粘着シート
142 導電性粒子
150 電磁波シールド層転写フィルム
152 剥離フィルム

Claims (11)

  1. 導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材と、
    前記導電性支持基材の一方の表面を覆う金属薄膜層と、
    前記金属薄膜層の表面を覆う熱硬化性接着剤層と、
    前記導電性支持基材の他方の表面を覆う剥離基材と
    を備えた、電磁波シールドフィルム。
  2. 前記導電性支持基材の180℃における貯蔵弾性率が、8×106〜1×10Paである請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
  3. ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に前記熱硬化性接着剤層が接着され、かつ前記剥離基材を剥離した後に厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して前記導電性支持基材がフレキシブルプリント配線板以外の外部導体と電気的に接続される、請求項1または2に記載の電磁波シールドフィルム。
  4. 前記導電性フィラーが、繊維状の導電性フィラーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルム。
  5. ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板と、
    該フレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に前記熱硬化性接着剤層が接着され、かつ該熱硬化性接着剤層が硬化された請求項1〜4のいずれか一項に記載の電磁波シールドフィルムと
    を備えた、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板。
  6. 前記剥離基材が剥離された、請求項5に記載の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板。
  7. 少なくとも一部が導電性を有する筐体と、
    請求項6に記載の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板と、
    前記筐体と前記電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板とを貼り合わせ、かつ前記筐体と前記導電性支持基材とを電気的に接続する、厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートと
    を備えた、電子機器。
  8. 下記の工程(a)〜(c)を有する、電磁波シールドフィルムの製造方法。
    (a)剥離基材の一方の表面に、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させて、導電性フィラーを含む熱硬化性樹脂の硬化物からなる導電性支持基材を形成する工程。
    (b)前記導電性支持基材の表面に金属薄膜層を形成する工程。
    (c)前記金属薄膜層の表面に熱硬化性接着剤層を形成する工程。
  9. 下記の工程(d)を有する、電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。
    (d)ポリイミドからなるベースフィルムの少なくとも一方の表面にプリント回路を有するフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の表面に、請求項8に記載の製造方法で得られた電磁波シールドフィルムの前記熱硬化性接着剤層を接着し、硬化させる工程。
  10. 下記の工程(e)をさらに有する、請求項9に記載の電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。
    (e)前記剥離基材を剥離する工程。
  11. 下記の工程(f)を有する、電子機器の製造方法。
    (f)厚さ方向に導電性を有する異方導電性粘着シートを介して、少なくとも一部が導電性を有する筐体と、請求項10に記載の製造方法で得られた電磁波シールドフィルム付きフレキシブルプリント配線板とを貼り合わせ、かつ前記筐体と前記導電性支持基材とを電気的に接続する工程。
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