JP2002208651A - 電子部品収納パッケージ用金属キャップおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁波ノイズを生じる、または外部電磁波ノ
イズにより特性が悪化する電子部品収納パッケージにお
いて、電磁波シールドを目的として用いられる金属キャ
ップであって、内部導体との接触短絡防止とパッケージ
薄厚化の両立が可能であり、半田塗れ性に優れており、
かつ、コーナーなどでも、金属箔と絶縁との剥離や絶縁
の割れがなく、プレッシャークッカーテストをクリヤー
する金属キャップを得る。 【解決手段】 可溶性ポリイミドを溶剤に溶かして、
塗布、加熱硬化して絶縁被覆した金属箔を成形加工して
金属キャップを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品収納パッ
ケージに使用される、電磁波シールド性を有する金属キ
ャップおよび、その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高周波デバイスや水晶振動子等のように
外部電磁波ノイズの影響で特性が変化してしまう電子部
品を収納するパッケージ、あるいは、逆に、電磁波ノイ
ズの発生源となる電子部品を収納するパッケージには、
電磁波シールド性を有す金属キャップが使用されてい
る。また、電子部品を搭載した基板をメイン基板上に表
面実装する場合には、形状が複雑で、掴み難い場合があ
る。しかし、電子部品に金属キャップを被せると、容易
に掴むことができるようになり表面実装がやりやすくな
る。金属キャップには、このような機能もある。そし
て、近年のエレクトロニクス製品の高性能化、高周波化
に伴い、金属キャップが使用される電子部品収納パッケ
ージは増大する傾向にある。

【０００３】一方、近年、電子部品の小型化、薄型化が
進んでおり、金属キャップだと、例えばボンディングワ
イヤー等の内部導体と、接触、短絡するおそれが生じて
きている。セラミック蓋で、表面にメタライズ層を設け
てシールド層としているものでは、メタライズ層の上
に、更に、絶縁層を設けてボンディングワイヤーとの接
触を防ぐものが提案されている。（実開平5-38897号公
報）

【０００４】金属キャップでも同様に絶縁層を施して、
内部導体との短絡を防ぐことが考えられる。この金属キ
ャップは、通常、金属箔の、絞り成形加工や、打ち抜き
折り曲げ加工等により製造される。そこで、キャップ状
に成形加工後に絶縁被覆を設けても構わないが、平板状
の金属箔上に絶縁被覆部を設ける方がムラのない均一被
覆を容易に形成できて望ましい。そして、あらかじめ、
平板状の金属箔上に絶縁被覆部を設けたものをキャップ
状へと成形加工すればよい。ただし、その成形加工の
際、絶縁被覆部に割れ等を生じないために、絶縁被覆に
は、セラミックス、ガラス等ではなく、伸び弾性に優れ
る樹脂を用いることが望ましい。

【０００５】金属箔に絶縁被覆を施こした板状材料とし
ては、従来より、電磁波シールド板として、様々なもの
が開発されていて、例えば特開平7-297592号公報にある
ように、金属箔に樹脂シートを接着剤にて積層したもの
が挙げられる。このように、金属箔に樹脂シートを接着
剤にて積層して電磁波シールド板を製造する場合、樹脂
シートの厚みが薄く弾性が小さいと、貼り付け時に皺が
生じるなど、取り扱いが困難であるため、ある程度の弾
性が必要、すなわち厚みが必要となる。樹脂の種類にも
よるが、25μｍ以上の厚みが望ましい。ところが、金属
箔に、このように厚めに絶縁被覆を施こした板状材料
は、絶縁被覆の弾性が災いして、キャップ状に成形加工
しようとすると、折り曲げのコーナー部で樹脂シートと
金属箔が剥離して浮いたり、亀裂が生じたりする。

【０００６】金属箔に絶縁被覆を施す他の方法として
は、例えば特開平9-300529号公報にあるように、溶剤に
溶解して液状化した樹脂を塗布した後に、硬化する塗布
硬化が挙げられる。この方式であれば良好な作業性と薄
膜化の両立が可能であり、加工時に金属箔と剥離する問
題が生じず、好適である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本特許で取り扱う金属
キャップが関係する電子部品には、耐環境特性に優れる
こと、例えば高温高湿試験（プレッシャークッカーテス
ト）をクリヤーすることが要求される。プリント基板を
例に挙げる迄も無く、そのような特性が必要とされる場
合、絶縁材料には、ポリイミドが一般的に適用されてい
る。ところが、ポリイミドフィルムを接着剤を用いて貼
り合せる方法の場合には、前述した通り、キャップ状に
成形する折り曲げ等の加工時に、コーナー部で樹脂シー
トと金属箔が剥離して浮いたり、亀裂が生じたりする。

【０００８】液状のポリイミド前駆体を金属表面に塗布
して加熱し、ポリイミド化する方法もあるが、ポリイミ
ド前駆体のポリイミド化には高温加熱が必要であり、そ
の加熱により、金属表面が変質する。特に、金属キャッ
プを半田付けにより基板に接合する場合には、半田塗れ
性が悪化するという問題が有る。

【０００９】また、別の問題として、金属キャップの接
地に関するものがある。本特許で取り扱う金属キャップ
が効率良く電磁シールド性を発揮するためには、収納す
る電子部品を搭載する基板のグランド電位に、金属キャ
ップを接地する必要がある。金属キャップの内表面全体
に絶縁が施こされていると、接地を行う際に表面の絶縁
被覆を除去した後、接地することが必要になる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解消することを目的とするもので、可溶性ポリイミド
を溶剤で溶かして、薄膜塗布、加熱硬化した金属箔を加
工して製造した金属キャップであることを特徴とする。
また、グランド電位を取る部分を残して、樹脂を塗布硬
化した金属箔を加工して製造した金属キャップであるこ
とも、別の特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】ポリイミドは一般的に、熱可塑性
ポリイミド、可溶性ポリイミド、熱硬化型ポリイミドに
分けられる。熱可塑性ポリイミドは耐熱性の指標で有る
Tgが150〜250℃、熱硬化型ポリイミドはTg300℃以上で
ある。可溶性ポリイミドは熱可塑性ポリイミド、熱硬化
型ポリイミドの中間の耐熱性を有し、Tg250℃〜330℃で
ある。

【００１２】熱可塑性ポリイミド、熱硬化性ポリイミド
は溶剤に不溶のため、塗布して塗膜を形成させる場合、
中間体のポリアミド酸の状態で溶剤に溶解して、金属箔
上に塗布した後、加熱処理し、脱溶剤、イミド化を行
う。ところが、充分なイミド化を行うための高温加熱に
より、金属箔が変質する不具合が生じ易い。それに対し
て、可溶性ポリイミドであれば既にイミド化したポリイ
ミドを溶剤に溶解するため、脱溶剤に必要な加熱のみで
済む。従って金属箔変質が生じにくく好適である。金属
箔表面が、後に半田付けをすることを想定し半田メッ
キ、錫メッキ処理を施されている場合は、特に、高温加
熱により半田塗れ性が低下し易いので、可溶性ポリイミ
ドを使用する効果が大きい。

【００１３】可溶性ポリイミドとしては、特に限定され
るものではないが、例えば、以下の化１〜化５に示した
構造を有する化合物が使用できる。

【００１４】

【化１】

【００１５】

【化２】

【００１６】

【化３】

【００１７】

【化４】

【００１８】

【化５】

【００１９】塗膜の膜厚は、後の成形加工時に、金属と
の剥離が生じない程度に弾性を抑えるために15μｍ以
下、好適には10μｍ以下に形成することが望ましい。ま
た、膜厚が薄すぎるとピンホール等が生じやすくなり、
絶縁信頼性が低下することから１μｍ以上、好適には３
μｍ以上に形成することが好ましい。塗布を行う方法と
してはブレードコーター、ロールコーター、グラビアコ
ーター、スクリーン印刷等既存の塗布方法が使用出来
る。

【００２０】金属キャップは、効率良く電磁シールド性
を発揮するために、収納する電子部品を搭載する基板の
グランド電位に接地している必要があるが、前述のよう
にキャップの内側表面全体に絶縁被覆があると、接地が
出来ないという問題がある。それを解決するには、接地
用に金属箔表面が露出した部分を残して塗布すれば良
い。その場合図2aよりも図2b のように箔の長手方向に
規則的に塗布間欠部を設けて塗布、加工すれば４辺の何
れの場所でも接地が可能となりパッケージの設計自由度
が増すので好適である。

【００２１】

【実施例】幅２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの錫メッキ付き
銅テープを金属テープとして使用し、これに、下記に述
べる通り、種類の異なる絶縁被覆を、それぞれ施こした
後、キャップに成形加工し、電子部品実装基板と接合し
て、パッケージを作製した。そして、それぞれの絶縁被
覆の材料の、キャップへの成形加工性、および、基板に
接合するときの半田塗れ性を比較検討した。

【００２２】なお、半田塗れ性の善し悪しは、次のよう
に判定した。 半田塗れ性：金属箔テープの樹脂被覆されていない部分
及び、比較対象として樹脂被覆無し(熱履歴無し)の金属
箔テープ上に、錫鉛共晶半田ペーストを厚み0.3ｍｍ、
直径1.5ｍｍにて塗布した。これを255℃×90秒でリフロ
ーし、半田塗れ径の比較を行った。樹脂被覆工程無しの
場合の半田濡れ径に対し、濡れ径が８０％以上は○、８
０％未満は×とした。

【００２３】＜実施例１：可溶性ポリイミド被覆金属キ
ャップ＞可溶性ポリイミドを固形分１５％でN-メチルピ
ロリドンに溶解して作製したワニスをロールコーターに
て幅10mmで金属箔テープに塗布、200℃で15分加熱、溶
剤をとばし厚さ5μｍとした。

【００２４】＜比較例１：熱可塑性ポリイミド被覆金属
キャップ（シート貼付）＞幅10mm厚み25μｍの熱可塑性
ポリイミドシートを金属箔テープに接着材で張り付け
た。

【００２５】＜比較例２：熱可塑性ポリイミド被覆金属
キャップ＞ポリアミド酸を固形分１５％でN-メチルピロ
リドンに溶解して作製したワニスをロールコーターにて
幅10mmで金属箔テープに塗布、225℃で15分加熱、溶剤
除去、イミド化して厚さ5μｍのポリイミド薄膜被覆を
形成した。

【００２６】実施例１、比較例１、比較例２に述べた絶
縁被覆をした金属テープを成形加工して、電子部品実装
基板と接合して作製したパッケージについては、絶縁被
覆がない場合とは異なり、内部導体との短絡の心配は全
くなくなった。そして、キャップへの成形加工性、およ
び、基板に接合するときの半田塗れ性は、表１に示した
通りであった。すなわち、実施例１の場合は、キャップ
への成形加工性、および、半田塗れ性ともに問題なっか
ったが、比較例１の場合は、キャップへの成形加工性に
問題があり、比較例２の場合は半田塗れ性に問題があっ
た。なお、実施例１の場合は、プレッシャークッカーテ
ストもクリヤーできることを確認した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】高周波デバイスや水晶振動子等のように
電磁波ノイズを生じる、または外部電磁波ノイズにより
特性が悪化する電子部品収納パッケージに、電磁波シー
ルドを目的として用いられる金属キャップに於いて、可
溶性ポリイミドを溶かした溶剤を薄膜塗布、加熱硬化し
た金属箔の加工により内側に絶縁被覆部を有す金属キャ
ップを製造することにより、内部導体との接触短絡の心
配が無く、加工性に優れ、半田塗れ性の良い金属キャッ
プを製造することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属キャップを示す断面図。

【図２】金属箔表面が露出した部分を残して、可溶性ポ
リイミドを塗布硬化した金属箔を示す平面図。

【符号の説明】

１ 金属キャップ ２ 絶縁被覆 ３ 電子部品 ４ アース ５ 金属箔 ６ 被覆 ７ キャップの成形加工に供する打ち抜き部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 裕示 名古屋市南区菊住１丁目７番10号 住友電 気工業株式会社名古屋製作所内 (72)発明者 高橋 文武 名古屋市南区菊住１丁目７番10号 住友電 気工業株式会社名古屋製作所内 (72)発明者 中澤 善洋 名古屋市南区菊住１丁目７番10号 住友電 気工業株式会社名古屋製作所内 (72)発明者 小井土 理 名古屋市中区栄４丁目６番19号 東海電気 株式会社内 Ｆターム(参考） 5E321 AA01 BB23 GG05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品収納パッケージ用の金属キャッ
   プであって、内面に可溶性ポリイミドにより絶縁被覆を
   形成してあることを特徴とする金属キャップ。
2. 【請求項２】 表面に錫メッキ、または、半田メッキを
   施した金属を使用したことを特徴とする請求項１に記載
   の金属キャップ。
3. 【請求項３】 グランド電位を取る部分を残して、可溶
   性ポリイミドを塗布硬化した金属箔を成形加工すること
   を特徴とする金属キャップの製造方法。