JP2002237542A - 電子部品収納パッケージ用金属キャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージの薄肉化が可能で、かつ、耐環境
信頼性の特に優れた絶縁被覆付き金属キャップを得る。 【解決手段】 ポリアミドイミドの薄膜樹脂層を形成
した金属箔を成形加工して、金属キャップとする。 ま
た、グランド電位を取る部分の金属表面を露出したまま
残して、ポリアミドイミドの薄膜樹脂層を形成した金属
箔を成形加工して金属キャップとする。

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る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】図４に、こうした従来の金属キャップを用
いた電子部品収納パッケージの例を示す。近年、パッケ
ージの小型化、薄肉化の要請が強くなってきている。と
ころが、 図４の例に於いては、基板１に搭載した電子
部品４の内部導体５と金属キャップ２との間を然るべく
離さなければならない。そうしないと、内部導体５と金
属キャップ２とが接触、短絡するおそれがある。このこ
とにより、このタイプのパッケージは、薄肉化が制限さ
れる。一方、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内面に絶縁層を施
して、内部導体との短絡を防ぐことが考えられる。とこ
ろで、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】本願発明で取り扱う金
属キャップが関係する電子部品は、耐環境特性が特に優
れていることが要求されている。この環境信頼性を評価
するために、様々な加速寿命試験が課せられる。例えば
高温高圧高湿試験（プレッシャークッカーテスト）が挙
げられる。耐環境性に優れる電子部材としてはポリイミ
ドがよく知られているが、１００％満足できる材料とい
う訳ではなく、更に信頼性の高い材料が求められてい
る。

【０００８】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。本願発明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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明は、パッケージ
の薄肉化が可能で、かつ、耐環境信頼性の特に優れた絶
縁被覆付き金属キャップを提供することを目的とするも
ので、ポリアミドイミドの薄膜樹脂層を形成した金属箔
を成形加工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として、金属箔の一部の
金属表面を露出したまま残して、ポリアミドイミドの薄
膜樹脂層を形成した金属箔を成形加工した金属キャップ
であることも、別の特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本願発明者等は鋭意研究の結果、
ポリアミドイミドを絶縁被覆材として使用すると、ポリ
イミドでも耐えられないプレッシャークッカー試験条件
（１４０℃、３．６気圧、飽和水蒸気に８０時間暴露）
後の２０００Ｖ耐電圧に耐えることができる、すなわち
耐環境信頼性が特に優れた金属キャップが製造可能とな
ることを確認した。

【００１１】また、液状のポリアミドイミド樹脂を薄膜
塗布した金属箔の成形加工により金属キャップを製造す
ると、コーナー部で絶縁被覆と金属箔が剥離して浮いた
り、亀裂が生じたりする問題が無く好適である。ここで
いう液状のポリアミドイミド樹脂とは、溶剤にポリアミ
ドイミドを熔解したもの、加熱硬化時の化学反応でポリ
アミドイミドを生成するもの、及びポリアミドイミドを
溶融したものを含む。

【００１２】金属キャップへの成形加工時に、絶縁被覆
と金属との剥離が生じないために、形成する絶縁被覆の
膜厚は15μｍ以下、好適には10μｍ以下が望ましい。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以上が好ましい。

【００１３】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。

【００１４】本発明の金属キャップを製造する金属箔素
材は、特定の金属に限定されるものでは無いが、加工性
の良い銅、アルミニウム等が好適である。また金属表面
にSnメッキ、Niメッキ、Cuメッキ、Agメッキを設けるこ
とにより、金属キャップと基材が半田により容易に接合
可能となるので好ましい。

【００１５】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させる必要がある。従って、金属キ
ャップの内側表面全体に絶縁被覆がある場合は、部分的
に絶縁被覆を除去しないと接地が出来ないという問題が
ある。この問題を解決するには、図２に示したように、
接地部分用に金属表面の一部を露出させた状態で、絶縁
被覆を形成させておくことが好ましい。

【００１６】図２は、金属箔テープを用いる例を示して
おり、（ａ）は、金属箔テープの両側のみの金属表面が
露出した部分を残す例を示す。７は金属箔テープ、８
は、打ち抜いて、金属キャップに成形加工する部分、９
は絶縁被覆を示す。この場合、８を打ち抜いた後、絶縁
被覆のある面を内側にして、図３のように金属キャップ
に成形加工すると、図３に示した金属キャップの１１の
部分とその相対する部分、または１２の部分とその相対
する部分のどちらかの内面は金属表面が露出したままに
なっていて、金属キャップを被せた基板のグランド電位
と、容易に接地させることができる。

【００１７】図２に於いて、（ｂ）は、金属箔テープの
長が手方向にも規則的に金属表面が露出した部分を残す
例を示す。７は金属箔テープ、８は、打ち抜いて、金属
キャップに成形加工する部分、１０は絶縁被覆を示す。
この場合、８を打ち抜いた後、絶縁被覆のある面を内側
にして、図３のように金属キャップに成形加工すると、
図３に示した金属キャップは、全周にわたって、内面に
金属表面が露出した部分がある状態になり、それらのど
こを用いても、金属キャップを被せた基板のグランド電
位と、容易に接地させることができる。従って、（ａ）
の如く、金属表面の露出を金属箔テープの両側のみとす
るよりも、（ｂ）のように金属箔テープの長手方向にも
規則的に露出部分を設けるように絶縁被覆を形成させて
おいた方が、金属キャップに成形加工後、接地を取る位
置の自由度が増し、結果として、パッケージの設計の自
由度が増すので、より好適である。

【００１８】

【実施例】幅３０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの錫メッキ付き
銅テープを金属箔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、それぞれのパッ
ケージを１４０℃、３．６気圧の飽和水蒸気に８０時間
曝した後、絶縁被覆に２０００Ｖの電圧を印可し、耐環
境信頼性の比較検討をした。

【００１９】＜実施例１：ポリアミドイミド被覆＞ポリ
アミドイミドを固形分2０％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30mmの金
属箔テープ上に幅20mmで塗布、2１5℃の加熱炉にて溶剤
除去、高分子量化し、厚さ10μｍのポリアミドイミド薄
膜被覆を形成した。

【００２０】＜比較例１：ポリイミド被覆＞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30mmの金属箔テープ
上に幅20mmで塗布、230℃の加熱炉にて溶剤除去、高分
子量化し、厚さ10μｍのポリイミド薄膜被覆を形成し
た。

【００２１】＜比較例２：ポリエステルイミド被覆＞ポ
リエステルイミドを固形分３０％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30mm
の金属箔テープ上に幅20mmで塗布、190℃の加熱炉にて
溶剤除去、高分子量化し、厚さ10μｍのポリエステルイ
ミド薄膜被覆を形成した。

【００２２】実施例１、比較例１、比較例２に述べた絶
縁被覆をした金属箔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、パッケージを薄肉化して
も、内部導体と短絡する心配はない。また、樹脂を薄膜
塗布した金属箔テープを打ち抜いて、成形加工したの
で、成形加工時に絶縁被覆が剥離したり、亀裂を生じる
といったトラブルもなかった。しかし、１４０℃、３．
６気圧の飽和水蒸気に８０時間曝した後、絶縁被覆に２
０００Ｖの電圧を印可した結果、ポリイミドによる絶縁
被覆をした比較例１、ポリエステルイミドによる絶縁被
覆をした比較例２は、ともに電気破壊してしまい、耐電
圧ＯＫであったのは、ポリアミドイミドによる絶縁被覆
をした実施例１のみであった。

【００２３】

【発明の効果】以上に述べた通り、ポリアミドイミドの
薄膜樹脂層を形成した金属箔テープを打ち抜いて、成形
加工して金属キャップとして、パッケージに使用するこ
とにより、パッケージの薄肉化が達成でき、かつ、耐環
境信頼性の特に優れたパッケージを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品収納パッケージ用金属キャッ
プの使用状況を示す断面図。

【図２】接地部分用に金属表面の一部を露出させた状態
で、絶縁被覆を設けた金属箔テープを示す平面図。
（ａ）は金属箔テープの両側のみ金属表面の露出部分が
ある例。（ｂ）は金属箔テープの長が手方向にも、金属
表面の露出部分がある例。

【図３】成形加工した金属キャップを示す斜視図。

【図４】従来の電子部品収納パッケージを示す断面図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 金属キャップ ３ 絶縁被覆 ４ 電子部品 ５ 内部導体 ６ 接地部 ７ 金属箔テープ ８ 金属キャップへの加工部 ９ 絶縁被覆 １０ 絶縁被覆 １１ 内表面金属露出部分 １２ 内表面金属露出部分

フロントページの続き (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 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 深萱 正人 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 Ｆターム(参考） 5E321 AA03 BB23 CC06 GG01 GG05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアミドイミドの薄膜樹脂層を形成し
   た金属箔を成形加工したことを特徴とする電子部品収納
   パッケージ用金属キャップ。
2. 【請求項２】 ポリアミドイミドの薄膜樹脂層が、液状
   のポリアミドイミド樹脂を塗布して形成したものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納パッケ
   ージ用金属キャップ。
3. 【請求項３】 金属箔が表面に錫メッキをした金属箔で
   あることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納パ
   ッケージ用金属キャップ。
4. 【請求項４】 グランド電位を取るための、金属表面が
   露出した部分を残して、ポリアミドイミドの薄膜樹脂層
   を形成した金属箔を成形加工したことを特徴とする電子
   部品収納パッケージ用金属キャップ。