JP2019204846A - シールドキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】シールド機能以外の機能を併せ持つシールドキャップの提供を目的とする。【解決手段】 本発明に係るシールドキャップ１０は、絶縁層２１及び導体層２２の積層構造の板状をなしてＦ面１０ＦとＳ面１０Ｓとを有し、Ｓ面１０Ｓに開口するシールド空間３０を備える。そして、シールドキャップ１０のＦ面１０Ｆに位置する導体層２２と、シールドキャップ１０のＳ面１０Ｓに位置する第２導体層２２Ｓと、が含まれ、第１導体層２１Ｆは、配線パターン２５を有し、シールド空間３０の側方には、第１導体層２２Ｆの配線パターン２５と、第２導体層２２Ｓとの間を接続する接続導体１５，１７を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、基板上の電子部品を保護するシールドキャップに関する。

特許文献１は金属箔テープとその金属箔テープ上に塗布されているポリアミドイミドからなる金属キャップを開示している。

特開２００２−２３７５４２号公報

電気製品の小型化のために、電気製品の複数の構成部品の機能を併せもつ多機能部品の開発が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シールド機能以外の機能を併せ持つシールドキャップの提供を目的とする。

本発明のシールドキャップは、絶縁層及び導体層の積層構造の板状をなして上面と下面とを有し、下面に開口するシールド空間を備える。そして、導体層には、上面に位置する第１導体層と、下面に位置する第２導体層と、が含まれ、第１導体層は、配線パターンを有し、シールド空間の側方には、第１導体層の配線パターンと、第２導体層との間を接続する接続導体を備えている。

本発明のシールドキャップは、シールド空間以外に配線パターンを備えるので、シールド空間によるシールド機能以外にも、配線パターンを有する基板として利用することができる。即ち、本発明によれば、シールド機能以外の機能を併せ持つ多機能部品としてのシールドキャップを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るシールドキャップの断面図 シールドキャップの上面図 シールドキャップの製造工程を示す断面図 シールドキャップの製造工程を示す断面図 シールドキャップの製造工程を示す断面図 シールドキャップの製造工程を示す断面図 シールドキャップの使用例を示す断面図 第２実施形態に係るシールドキャップの断面図

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態のシールドキャップ１０を図１〜図７に基づいて説明する。図１に示されるように、第１実施形態のシールドキャップ１０は、コア基板１１の表裏の両面に絶縁層２１Ｆ，２１Ｓ及び導体層２２Ｆ，２２Ｓが積層され、下方に開口する複数のシールド空間３０，３０が設けられている。なお、以下では、シールドキャップ１０の表裏の両面のうち表側（上側）の面をＦ面１０Ｆ、裏側（下側）の面をＳ面１０Ｓという。

コア基板１１は、絶縁性基材１１Ｋと、その表裏の両面に積層されている内部導体層１２Ｆ，１２Ｓとを備えている。そして、コア基板１１の表側の面であるＦ面１１Ｆには、第１絶縁層２１Ｆ及び第１導体層２２Ｆが積層され、コア基板１１の裏側の面であるＳ面１１Ｓには、第２絶縁層２１Ｓ及び第２導体層２２Ｓが積層されている。内部導体層１２Ｆ，１２Ｓのうち、コア基板１１のＦ面１１Ｆを形成する内部導体層１２Ｆには、シールド空間３０の天井部分の外縁部を覆うフレーム形状の枠部１２Ｗが設けられている。なお、内部導体層１２Ｆの枠部１２Ｗは外縁部のみを覆う構成に限られるものではなく、シールド空間３０の天井部分の全面を覆う構成であってもよい。また、枠部１２Ｗを設けない構成であってもよい。

絶縁性基材１１Ｋ、第１絶縁層２１Ｆ及び第２絶縁層２１Ｓは、例えば、ガラスクロスやアラミド繊維などの補強材を樹脂で含浸してなるプリプレグである。第１絶縁層２１Ｆの厚みは５０μｍ以上、３００μｍ以下である。内部導体層１２Ｆ，１２Ｓは、金属箔１１Ｃ、無電解めっき膜（図示しない）及び電解めっき膜１１Ｄによって形成される。第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓは、金属箔２１Ｃ、無電解めっき膜（図示しない）及び電解めっき膜２８によって形成される。そして、第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓ上に導電膜３５が形成されている。金属箔１１Ｃ，２１Ｃは、例えば金属箔、ニッケル箔やアルミニウム箔である。無電解めっき膜と電解めっき膜１１Ｄ，１８，２８は、例えば、銅めっき膜で形成される。なお、内部導体層１２Ｆ，１２Ｓ、第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓの厚みは３μｍ以上、３０μｍ以下である。

シールド空間３０は、第２導体層２２Ｓ、第２絶縁層２１Ｓ、内部導体層１２Ｓ及び絶縁性基材１１Ｋを貫通してなる。そして、シールド空間３０は、導電膜３５によって覆われている。導電膜３５には、シールド空間３０の内側面を覆う第１横シールド膜３５Ｎと、シールドキャップ１０の外側面を覆う第２横シールド膜３５Ｄと、シールド空間３０の天井面の外縁部を覆う天井シールド膜３５Ｔとが含まれる。天井シールド膜３５Ｔは、内部導体層１２Ｆの枠部１２Ｗ上に形成されている。導電膜３５は、無電解めっき膜（図示しない）と、無電解めっき膜上の電解めっき膜によって形成される。無電解めっき膜と電解めっき膜は、例えば、銅めっき膜で形成される。導電膜３５の厚みは３μｍ以上、２５μｍ以下である。また、シールド空間３０の天井面の中央部は、絶縁性基材１１Ｋが露出している。なお、天井シールド膜３５Ｔと第１横シールド膜３５Ｎと第２横シールド膜３５Ｄとは、それぞれ連絡している。

ここで、図２に示されるように、本実施形態のシールドキャップ１０の上面に形成されている第１導体層２２Ｆには、ランド部２９と、ランド部２９と連絡するコイルパターン２５とが設けられている。コイルパターン２５は、シールド空間３０とシールドキャップ１０の厚み方向で重なる位置に配置されている。なお、コイルパターン２５は、複数のシールド空間３０を跨るように配置されてもよい。また、各シールド空間３０に対応する複数のコイルパターン２５を有する構成であってもよい。また、コイルパターン２５は、複数のシールド空間３０のうち、何れか一つのシールド空間３０とシールドキャップ１０の厚み方向で重なる位置にのみ配置されてもよい。

そして、シールドキャップ１０のＦ面１０Ｆに形成されている第１導体層２２Ｆのコイルパターン２５と、シールドキャップ１０のＳ面１０Ｓに形成されている第２導体層２２Ｓとを電気的に接続する接続導体１５，１７が設けられている。

具体的には、第１導体層２２Ｆ、第２導体層２２Ｓ及び内部導体層１２Ｆ，１２Ｓにはそれぞれランド部２９が設けられている。そして、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に形成されている内部導体層１２Ｆ，１２Ｓのランド部２９，２９がスルーホール導体１５によって接続され、内部導体１２Ｆのランド部２９と第１導体層２２Ｆのランド部２９、内部導体層１２Ｓのランド部２９と第２導体層２２Ｓのランド部２９とがビア導体１７，１７によって接続されている。

なお、スルーホール導体１５は、絶縁性基材１１Ｋを貫通する貫通孔１１Ａの壁面に、例えば、銅めっきが付着することで形成され、スルーホール導体１５の内側は、非導体性の充填剤１５Ｊが充填されている。スルーホール導体１５及び充填剤１５Ｊにおけるコア基板１１の厚み方向の両端上には、蓋めっき１８，１８が形成されている。また、ビア導体１７は、第１絶縁層２１Ｆ及び第２絶縁層２１Ｓに形成されているビアホール２１Ｈに銅めっきが充填されることで形成されている。また、接続導体１５，１７は、複数設けられたシールド空間３０，３０の間に設けられている。なお、コイルパターン２５及び各接続導体１５，１７と天井シールド膜３５Ｔと第１横シールド膜３５Ｎと第２横シールド膜３５Ｄとは、電気的に切断された構成になっている。

本実施形態のシールドキャップ１０は、以下のようにして製造される。
（１）図３（Ａ）に示すように、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に、金属箔１１Ｃが積層されている銅張積層板１１Ｚが用意される。絶縁性基材１１Ｋは、エポキシ樹脂又はＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂を、補強繊維からなる織布（例えば、ガラスクロス）に含浸させてなるプリプレグである。また、絶縁性基材１１Ｋの厚みは、４００μｍ以上、７００μｍ以下である。金属箔１１Ｃ，１１Ｃの厚みは、それぞれ３μｍ以上、３０μｍ以下である
。

（２）図３（Ｂ）に示されるように、ルーター加工により、銅張積層板１１Ｚを貫通する貫通孔１１Ａが形成される。

（３）次いで、無電解めっき処理が行われ、金属箔１１Ｃ上と貫通孔１１Ａの内面とに無電解めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、図３（Ｃ）に示されるように、銅箔１１Ｃ上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト３９が形成される。

（４）図３（Ｄ）に示されるように、電解めっき処理が行われ、無電解めっき膜上に電解めっき膜１１Ｄが形成され、スルーホール導体１５が形成される。また、銅張積層板１１Ｚ上に形成されている無電解めっき膜（図示せず）のうちめっきレジスト３９から露出している部分の上に電解めっき膜１１Ｄ，１１Ｄが形成される。

（５）次いで、スルーホール導体１５の内側に充填剤１５Ｊが充填される（図３（Ｄ）参照）。

（６）図３（Ｅ）に示されるように、めっきレジスト３９が剥離される。なお、この際、めっきレジスト３９の下側の無電解めっき膜及び金属箔１１Ｃは、残される。

（７）図４（Ａ）に示すように、電解めっき膜１１Ｄ，１１ＤＳ上に無電解めっき膜が形成される。そして、その無電解めっき膜上に、めっきレジスト３９が形成される。めっきレジスト３９は、めっきレジスト３５９らスルーホール導体１５の両端及び充填剤１５Ｊの両端が露出するように形成される。

（８）電解めっき処理が行われ、貫通孔１１Ａに蓋をするように、スルーホール導体１５の両端及び充填剤１５Ｊの両端に、電解めっき膜からなる蓋めっき１８が形成される（図４（Ａ）参照）。

（９）次いで、図４（Ｂ）に示されるように、めっきレジスト３９が剥離される共に、めっきレジスト３９の下側の無電解めっき膜及び金属箔１１Ｃが除去され、残された電解めっき膜１１Ｄ、無電解めっき膜及び金属箔１１Ｃにより内部導体層１２Ｆ，１２Ｓが形成される。そして、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に、ランド部２９及び枠部１２Ｗを有する内部導体層１２Ｆと、ランド部２９を有する内部導体層１２Ｓが形成される。また、スルーホール導体１５の両端部は、絶縁性基材１１Ｋの表側と裏側の内部導体層１２Ｆ，１２Ｓとそれぞれ接続される。これにより、絶縁性基材１１Ｋの表裏の両面に内部導体層１２Ｆ，１２Ｓを備えてなるコア基板１１が得られる。なお、内部導体層１２Ｆ，１２Ｓのランド部２９，２９はスルーホール導体１５によって、電気的に接続されている。

（１０）図４（Ｃ）に示されるように、コア基板１１の表裏の両面の内部導体層１２Ｆ，１２Ｓ上に、第１絶縁層２１Ｆ及び第２絶縁層２１Ｓと金属箔２１Ｃ，２１Ｃが積層されてから、それらが加熱プレスされる。その際、コア基板１１の表裏の内部導体層１２Ｆ，１２Ｓの隙間が第１絶縁層２１Ｆ及び第２絶縁層２１Ｓの樹脂にて埋められる。

（１１）図４（Ｄ）に示されるように、コア基板１１の表側と裏側の絶縁層２１Ｆ，２１Ｓにレーザが照射されて、複数のビアホール２１Ｈが形成される。それら複数のビアホール２１Ｈは、内部導体層１２Ｆ，１２Ｓ上に配置される。

（１２）次いで、無電解めっき処理が行われ、金属箔２１Ｃ，２１Ｃ上と、各ビアホール２１Ｈの内面とに無電解めっき膜（図示せず）が形成される。

（１３）図５（Ａ）に示されるように、電解めっき処理が行われ、電解めっきが各ビアホール２１Ｈ内に充填されてビア導体１７，１７が形成されると共に、コア基板１１の表側と裏側の金属箔２１Ｃ上に電解めっき膜２８が形成される。

（１４）図５（Ｂ）に示されるように、電解めっき膜２８，２８上に、エッチングレジスト４０が形成される。

（１５）次いで、金属箔１３Ｃ、無電解めっき膜及び電解めっき膜１１Ｄ，１８のうちエッチングレジスト４０で覆われていない部分がエッチングにより除去される。

（１６）図５（Ｃ）に示されるように、エッチングレジスト４０，４０が除去され、電解めっき膜２８，２８及び金属箔２１Ｃ，２１Ｃを貫通する開口２８Ａ，２８Ｂが形成される。開口２８Ａ，２８Ｂは、フレーム形状をなし、外側の開口２８Ａは、シールドキャップ１０の外縁部と略同大同形である。内側の開口２８Ｂはシールド空間３０の外縁部と略同大同形である。なお、開口２８Ｂは、Ｓ面１０Ｓ側にのみ形成される。

（１７）図５（Ｄ）に示されるように、開口２８Ａから露出する第１絶縁層２１Ｆ、第２絶縁層２１Ｓ及び絶縁性基材１１Ｋがルーターによって切削される。また、開口２８Ｂから露出する第２絶縁層２１Ｓ及び絶縁性基材１１Ｋがルーターによって切削され、溝部３０Ｋが形成される。なお、ルーターは、その先端部が内部導体層１２Ｆの枠部１２Ｗに触れると、進入が止まる。

（１８）図６（Ａ）に示されるように、無電解めっき処理及び電解めっき処理が行われ、外周面全てを覆う導電膜３５が形成される。そして、第１絶縁層２１Ｆ及び第２絶縁層２１Ｓ上に、金属箔２１Ｃ、無電解めっき膜、電解めっき膜２８及び導電膜３５からなる第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓが形成される。なお、第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓはビア導体１７を介して内部導体層１２Ｆ，１２Ｓに接続されている。

（１９）図６（Ｂ）に示されるように、第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓ上にエッチングレジスト４０が形成される。

（２０）次いで、第１導体層２２Ｆ及び第２導体層２２Ｓのうちエッチングレジスト４０で覆われていない部分がエッチングにより除去される。

（２１）図６（Ｃ）に示されるように、エッチングレジスト４０，４０が除去され、第１導体層２２Ｆにコイルパターン２５及びランド部２９が形成されるとともに、第２導体層２２Ｓにランド部２９及び所定のパターンが形成される。

（２２）図６（Ｄ）に示されるように、溝部３０Ｋに囲まれた第２絶縁層２１Ｓ及び絶縁性基材１１Ｋがルーターによって切除され、シールド空間３０，３０が形成される。これにより、図１に示されるシールドキャップ１０が完成する。

図７に示されるように、本実施形態のシールドキャップ１０は、プリント配線板９０とプリント配線板９０上に実装されている半導体チップ等の電子部品９２と電子部品９２を保護する。電子部品９２の例はＣＰＵやメモリである。シールドキャップ１０は、電子部品９２がシールド空間３０内に収容されるように、プリント配線板９０に固定される。そして、シールドキャップ１０のＳ面１０Ｓを構成する第２導体層２２Ｓが接着剤でプリント配線板９０に固定される。接着剤の例は、半田や樹脂製の接着剤、導体性ペーストである。このとき、第２導体層２２Ｓに形成されている。

このように、本実施形態のシールドキャップ１０は、シールドキャップ１０のＦ面１０Ｆをコイルパターン２５が備えられているので、シールドキャップだけでなくコイルアンテナとしても利用することができる。

また、コイルパターン２５を有する第１導体層２２Ｆと、シールドキャップ１０のＳ面で露出する第２導体層２２Ｓとを接続する接続導体１５，１７を有する構成であるため、プリント配線板９０とコイルパターン２５とを電気的に接続することが可能となる。

［第２実施形態］
第２実施形態のシールドキャップ１０Ｚを、図８に基づいて説明する。図８に示されるように、本実施形態のシールドキャップ１０Ｚは、第１導体層２２Ｆのランド部２９と第２導体層２２Ｓのランド部２９とが、第１絶縁層２１Ｆ、コア基板１１及び第２絶縁層２１Ｓを貫通するスルーホール導体１５Ｚによって接続されている点が第１実施形態のシールドキャップ１０と異なる。なお、シールドキャップ１０Ｚのスルーホール導体１５Ｚは、第１実施形態のシールドキャップ１０の製造工程（１６）を行った後に、第１絶縁層２１Ｆ、コア基板１１及び第２絶縁層２１Ｓを貫通する貫通孔１０Ｈが形成される。そして、導電膜３５によって、スルーホール導体１７Ｚが形成される。なお、シールドキャップ１０Ｚは、各導体層１２Ｆ，１２Ｓは、アディティブ法によって形成されてもよい。

［他の実施形態］
（１）第１導体層２２Ｆの配線パターンは、アンテナパターンであってもよいし、配線パターンであってもよい。

（２）シールド空間３０Ｚの内側面全てが導電膜３５で覆われる構成であってもよい。この場合、上記第１実施形態における製造方法（１６）の前に製造方法（２０）の工程を行えばよい。

（３）シールドキャップ１０は、シールド空間３０を１つのみ有する構成であってもよいし、シールド空間３０を複数有する構成であってもよい。

（４）複数のシールド空間３０の大きさや形状は、それぞれ異なっていてもよい。

（５）コイルパターン２５又はその他の配線パターンを有する第１導体層２２Ｆ上にソルダ―レジスト層を積層する構成であってもよい。

（６）コイルパターン２５又はその他の配線パターンを有する第１導体層２２Ｆが複数積層される構成であってもよい。

１０ シールドキャップ
１１ コア基板
１２Ｆ，１２Ｓ 内部導体層
１５ スルーホール導体
１７ ビア導体
２１Ｆ 第１絶縁層
２１Ｓ 第２絶縁層
２２Ｆ 第１導体層
２２Ｓ 第２導体層
２５ コイルパターン
２９ ランド部
３０ シールド空間
３５ 導電膜
３５Ｎ 第１横シールド膜
３５Ｄ 第２横シールド膜
３５Ｔ 天井シールド膜

Claims (13)

1. 絶縁層及び導体層の積層構造の板状をなして上面と下面とを有し、前記下面に開口するシールド空間を備えるシールドキャップであって、
   前記導体層には、前記上面に位置する第１導体層と、前記下面に位置する第２導体層と、が含まれ、
   前記第１導体層は、配線パターンを有し、
   前記シールド空間の側方には、前記第１導体層の配線パターンと、前記第２導体層との間を接続する接続導体が備えられている。
2. 請求項１に記載のシールドキャップにおいて、
   前記配線パターンは、コイルパターンである。
3. 請求項１又は２に記載のシールドキャップであって、
   前記配線パターンの一部は、少なくとも前記シールド空間の上方に配置される。
4. 請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のシールドキャップであって、
   前記接続導体は、前記シールドキャップを貫通するスルーホール導体である。
5. 請求項１に記載のシールドキャップであって、
   絶縁性基材の上下に内部導体層を有するコア基板と、
   前記コア基板の上下に前記絶縁層と前記導体層とが積層され、
   前記シールド空間の上面は、前記絶縁性基材の上面と前記コア基板の上側の前記内部導体層との間に位置している。
6. 請求項５に記載のシールドキャップであって、
   前記絶縁性基材を貫通し、その両面に形成されている内部導体層を接続するスルーホール導体と、
   前記第１導体層と前記スルーホール導体との間、及び、前記第２導体層と前記スルーホール導体との間を接続するビア導体とを有し、
   前記スルーホール導体と前記ビア導体とを介して前記第１導体層の前記配線パターンと前記第２導体層とが導通している。
7. 請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のシールドキャップであって、
   前記シールド空間の内側面に位置するかその側方に位置し、前記シールド空間を包囲する横シールド膜を有する。
8. 請求項７に記載のシールドキャップであって、
   前記横シールド膜には、前記シールド空間の内側面の全体を覆う第１横シールド膜が含まれる。
9. 請求項７又は８に記載のシールドキャップであって、
   前記横シールド膜には、シールドキャップの外側面を覆う第２横シールド膜が含まれる。
10. 請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載のシールドキャップであって、
    前記シールド空間を複数有し、
    前記配線パターンは、複数の前記シールド空間に跨がって配置されている。
11. 請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載のシールドキャップであって、
    前記シールド空間を複数有し、
    前記接続導体は、複数の前記シールド空間の間に配置されている。
12. 請求項１乃至１１の何れか１の請求項に記載のシールドキャップであって、
    前記絶縁層は、補強材と樹脂とで形成されている。
13. 請求項１２に記載のシールドキャップであって、
    前記補強材はガラスクロスである。

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