JP5816523B2 - Shield case manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品やＭＥＭＳチップなどを覆うシールドケースの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、金属製シールドケースの実装面および内側に絶縁性被膜を有し、かつ基板の接地電極とハンダ接合等で接続する位置にある前記絶縁性被膜に開口部を有するシールドケースの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a shield case that covers an electronic component, a MEMS chip, or the like. More specifically, the present invention relates to a shield having an insulating film on the mounting surface and inside of a metal shield case and having an opening in the insulating film at a position where it is connected to the ground electrode of the substrate by soldering or the like. The present invention relates to a method for manufacturing a case.
従来から、基板上に実装されるチップ部品を、外部からの電磁波ノイズまたは粉塵等から保護するために、シールドケースが用いられている。
例えば、音信号を電気信号に変換するＭＥＭＳチップとシールドケースとにより構成さ
れるＭＥＭＳマイクロホンが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。ここで、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａ１ Ｓｙｓｔｅｍｓ）とは、半導体製造プロセスにおける微細加工技術を駆使して作製された微小部品からなる電気機械システムを意味する。
Conventionally, a shield case has been used to protect a chip component mounted on a substrate from external electromagnetic noise or dust.
For example, a MEMS microphone including a MEMS chip that converts a sound signal into an electric signal and a shield case is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). Here, the MEMS (Micro Electro Mechanical 1 Systems) means an electromechanical system composed of micro parts manufactured by making full use of micro processing technology in a semiconductor manufacturing process.
シールドケースは、例えば、プリント基板上の接地回路と電気的に接合し接地することによりはじめてシールド性を発揮する。
通常、シールドケースは、ハンダや導電性接着剤等を用いてプリント基板上に接合される。例えば、ハンダペーストを用いてリフロー炉を通して、ハンダ接合する方法が簡便であるためよく用いられ、以下のような工程で行われている。まず、プリント基板の実装面上に形成された実装パッド上に、スクリーン印刷機またはディスペンサー等でハンダペーストを塗布する。次に、所定の素子をハンダペースト上に載せて、リフロー炉でハンダを溶融、冷却することで、素子をプリント基板上にハンダ実装する。その後、プリント基板の実装面上に形成されたシールドケース接合用のシールリング上に、スクリーン印刷機でハンダペースト、または導電性接着剤を塗布し、シールドケースを載せ、ハンダペーストの場合は、リフロー炉での溶融、冷却により、導電性接着剤の場合は、熱硬化により、シールドケースを接合する。
For example, the shield case exhibits shielding properties only when it is electrically joined to and grounded with a ground circuit on a printed circuit board.
Usually, a shield case is joined on a printed circuit board using solder, a conductive adhesive, or the like. For example, a soldering method using a solder paste through a reflow furnace is simple because it is simple and is performed in the following steps. First, a solder paste is applied on a mounting pad formed on the mounting surface of the printed board by a screen printer or a dispenser. Next, a predetermined element is placed on the solder paste, and the element is solder-mounted on the printed board by melting and cooling the solder in a reflow furnace. After that, apply a solder paste or conductive adhesive on the sealing ring for joining the shield case formed on the mounting surface of the printed circuit board with a screen printer, place the shield case, and if solder paste, reflow In the case of a conductive adhesive, melting and cooling in a furnace, the shield case is joined by thermosetting.
ところで、近年、ＭＥＭＳチップのような微小部品においては、シールドケースも小型・低背化してきており、電子部品としての信頼性確保のために、シールドケースの内側の絶縁性が要求されるようになってきた。十分な絶縁をとるためには、例えば、所定の絶縁性樹脂を絶縁性被膜としてシールドケースの実装面および内側に形成することになる。絶縁性被膜の形成に関しては、種々の工法が知られており、例えば、接地電極との接合部となる部分に、対応する開口部を設けるためのマスクを形成し、次いで、絶縁性樹脂を塗布、硬化した後に、マスクを除去し、導電性部分を露出させる方法が一般的に行われている。
しかしながら、立体で異型部品である金属製シールドケースの場合は、マスク形成、およびマスク除去の工程が煩雑となり、しかも作業性が悪く、加工精度に劣るおそれがあった。
By the way, in recent years, in a micro component such as a MEMS chip, a shield case has also been reduced in size and height, and in order to ensure reliability as an electronic component, insulation inside the shield case is required. It has become. In order to obtain sufficient insulation, for example, a predetermined insulating resin is formed as an insulating coating on the mounting surface and inside of the shield case. Various methods are known for forming an insulating film. For example, a mask for providing a corresponding opening is formed in a portion to be a joint with a ground electrode, and then an insulating resin is applied. A method of removing a mask and exposing a conductive portion after curing is generally performed.
However, in the case of a metal shield case that is a three-dimensional and odd-shaped part, the mask formation and mask removal steps become complicated, and the workability is poor and the processing accuracy may be inferior.
本発明は、このような状況下になされたものであって、小型、軽量化され、実装面および内側に絶縁性被膜を有するシールドケースにおいて、基板上の接地電極と接合する位置にあるシールドケース上の絶縁性被膜を、簡素な工程で精度良く開口処理することにより、得られた開口部と接地電極との接合が良好で、かつ低価格で生産性の高いシールドケースの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and is a shield case that is miniaturized and reduced in weight and has a mounting surface and an insulating coating on the inside, and is in a position to be joined to a ground electrode on a substrate. By providing a precise process for opening the upper insulating film with a simple process, a method for manufacturing a shield case with good bonding between the obtained opening and the ground electrode and high productivity at a low price is provided. For the purpose.
本発明者らは、前記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、絶縁性被膜を形成した金属製シールドケース集合体の、基板の接地電極とハンダ接合等で接続する位置にある前記絶縁性被膜に、レーザー光を照射し、部分的に絶縁性被膜を除去した後、個片に分割することによって、容易に、絶縁性被膜と該絶縁性被膜に開口部を有するシールドケースを製造することが可能となることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention are in a position where the metal shield case assembly formed with the insulating coating is connected to the ground electrode of the substrate by soldering or the like. A shield case having an opening in the insulating coating and the insulating coating can be easily manufactured by irradiating the insulating coating with laser light, partially removing the insulating coating, and then dividing into individual pieces. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、
（１）基板に実装された素子部品を外部から遮蔽する機能を有し、かつ前記基板に対向する実装面および内側に絶縁性被膜を有するシールドケースの製造方法であって、次の工程を含むことを特徴とするシールドケースの製造方法、
（Ａ）縦ｍ個×横ｎ個（ｍ、ｎは、それぞれ独立に、２以上の整数を表す）からなる多数個のシールドケースを、板チョコ状に並べてなるシールドケース集合体を製造する工程、
（Ｂ）前記基板に対向する前記シールドケース集合体の実装面および内側に絶縁性樹脂組成物を塗布して絶縁性被膜を形成する工程、
（Ｃ）前記基板の接地電極と接合する位置にある前記絶縁性被膜に、レーザー光を照射して開口部を形成する工程、および
（Ｄ）シールドケース集合体を個片に切り分ける工程。
（２）前記シールドケース集合体が電鋳法によって形成された、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金である上記（１）に記載のシールドケースの製造方法、
（３）前記ニッケル合金が、ニッケル−リン、ニッケル−マンガン、ニッケル−コバルト、又はニッケル−鉄である上記（２）に記載のシールドケースの製造方法、
（４）前記絶縁性樹脂組成物が熱硬化性樹脂である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のシールドケースの製造方法、および
（５）前記シールドケース集合体を個片に切り分ける工程において、隣接するシールドケース間の分割箇所に沿って、レーザー光を照射し焼入れをした後、個片に切り分けてなる上記（１）〜（４）のいずれかに記載のシールドケースの製造方法を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A method for manufacturing a shield case having a function of shielding an element component mounted on a substrate from the outside, and having a mounting surface facing the substrate and an insulating film on the inside thereof, including the following steps A method of manufacturing a shield case, characterized by
(A) A step of manufacturing a shield case aggregate in which a large number of shield cases each consisting of m pieces in length × n pieces in width (m and n each independently represents an integer of 2 or more) are arranged in a chocolate bar shape. ,
(B) forming an insulating film by applying an insulating resin composition to the mounting surface and the inside of the shield case assembly facing the substrate;
(C) A step of irradiating the insulating film at a position where the substrate is bonded to the ground electrode with a laser beam to form an opening, and (D) a step of cutting the shield case assembly into individual pieces.
(2) The method for producing a shield case according to (1), wherein the shield case aggregate is formed by electroforming, and is copper, nickel, a copper alloy, or a nickel alloy,
(3) The method for producing a shield case according to (2), wherein the nickel alloy is nickel-phosphorus, nickel-manganese, nickel-cobalt, or nickel-iron,
(4) The method for producing a shield case according to any one of (1) to (3), wherein the insulating resin composition is a thermosetting resin, and (5) cutting the shield case aggregate into pieces. In the process, the method for producing a shield case according to any one of the above (1) to (4), wherein the laser case is irradiated with laser light along a divided portion between adjacent shield cases and then cut into individual pieces. Is to provide.
本発明によれば、絶縁性被膜を形成した金属製シールドケースにおいて、基板の接地電極とハンダ接合等で接続する位置の前記絶縁性被膜に、レーザー照射して開口部を形成することで、低価格で生産性の高いシールドケースを製造する方法を提供することができる。 According to the present invention, in a metal shield case in which an insulating film is formed, an opening is formed by irradiating a laser on the insulating film at a position connected to the ground electrode of the substrate by soldering or the like. It is possible to provide a method for manufacturing a shield case with high productivity at a low price.
まず、本発明で製造するシールドケース集合体の構成について説明する。
［シールドケース集合体の構成］
図１に、本発明の製造方法であるレーザー照射による絶縁性被膜の開口処理前後の一例を、シールドケース集合体の実装面側からみた模式図として示す。図１の（１）は絶縁性被膜形成後、（２）はレーザー照射による開口部形成後の図であり、図１の上部は各々の平面図であり、中部Ａ、下部Ｂは各々、点線Ａ、点線Ｂ位置の断面図を示す。図１からわかるように、シールドケース集合体１においては、シールドケースの実装面および内側に絶縁性被膜２が形成され、基板の接地電極とハンダ接合等で接続する位置の前記絶縁性被膜にレーザー照射を行うことにより開口部３が形成される。また、図１の（２）よりわかるように、開口部３は、絶縁性被膜のないシールドケース集合体１の金属部分（導電部）が露出している状態を示している。
First, the structure of the shield case assembly manufactured by the present invention will be described.
[Configuration of shield case assembly]
In FIG. 1, an example before and after the opening process of the insulating film by the laser irradiation which is the manufacturing method of this invention is shown as a schematic diagram seen from the mounting surface side of the shield case assembly. 1A is a view after forming an insulating film, FIG. 1B is a view after forming an opening by laser irradiation, FIG. 1 is a plan view of the upper part, and the middle part A and the lower part B are dotted lines, respectively. Sectional drawing of A and a dotted line B position is shown. As can be seen from FIG. 1, in the shield case assembly 1, an insulating coating 2 is formed on the mounting surface and inside of the shielding case, and a laser is applied to the insulating coating at a position where it is connected to the ground electrode of the substrate by soldering or the like. The opening 3 is formed by performing irradiation. Further, as can be seen from (2) of FIG. 1, the opening 3 shows a state in which the metal portion (conductive portion) of the shield case assembly 1 without the insulating coating is exposed.
次に、本発明で使用するシールドケース集合体の製造方法について説明する。
［シールドケース集合体の製造方法］
本発明で使用するシールドケース集合体は縦ｍ個×横ｎ個（ｍ、ｎは、それぞれ独立に２以上の整数を表す）のシールドケースの集合体を、板チョコ状に規則的に並べてなる多数個取り金属製シールドケース集合体である。ｍ、ｎの数は、好ましくは２〜１００であり、２以上であると、生産性に寄与し、１００以下であると、位置合わせが精度良くできるため好ましい。個々のシールドケースの形状は、平面図において円形でも正方形でも、また長方形でもよく、特に限定されない。
Next, the manufacturing method of the shield case aggregate used by this invention is demonstrated.
[Method of manufacturing shield case assembly]
The shield case assembly used in the present invention is an assembly of shield cases of vertical m × n horizontal (m and n are each independently an integer of 2 or more) regularly arranged in a chocolate bar shape. This is a multi-piece metal shield case assembly. The number of m and n is preferably 2 to 100. If it is 2 or more, it contributes to productivity, and if it is 100 or less, it is preferable because alignment can be performed with high accuracy. The shape of each shield case may be circular, square, or rectangular in the plan view, and is not particularly limited.
前記シールドケースの厚さは、０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍが好ましい。０．０３ｍｍ以上であると、シールド性が保たれ、かつ搬送装置によるピックアンドプレース動作時の圧力に耐えうるため好ましい。また、０．０８ｍｍ以下であると、シールドケース集合体の分割箇所へのレーザー加工時間が短縮され、生産性が優れると共に、軽量であり材料コストも下がるため好ましい。
前記シールドケースの寸法は、特に限定されないが、内側の高さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることが好ましく、天板の一辺の長さは０．２ｍｍ〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。内側の高さが１．５ｍｍよりも高くなったり、天板の一辺の長さが１５ｍｍよりも長くなると、ピックアンドプレースに必要な強度を保持できなくなるおそれがあるため好ましくない。
尚、個々のシールドケースの形状が平面図において円形である場合は、上記「一辺の長さ」は「直径」と読み替えられる。
The thickness of the shield case is preferably 0.03 mm to 0.08 mm. A thickness of 0.03 mm or more is preferable because the shielding property is maintained and the pressure during the pick-and-place operation by the transport device can be withstood. Moreover, when it is 0.08 mm or less, the laser processing time to the division | segmentation location of a shield case aggregate is shortened, while productivity is excellent, while being lightweight and material cost falling, it is preferable.
The dimension of the shield case is not particularly limited, but the inner height is preferably about 0.1 mm to 1.5 mm, and the length of one side of the top plate is preferably about 0.2 mm to 15 mm. . If the inner height is higher than 1.5 mm or the length of one side of the top plate is longer than 15 mm, the strength required for pick and place may not be maintained, which is not preferable.
When the shape of each shield case is circular in the plan view, the “length of one side” is read as “diameter”.
また、隣接する個々のシールドケースの間隔は０．３ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましい。間隔が０．３ｍｍ以上であると、後述する電鋳法によるシールドケース集合体の製造にける母型からの剥離が容易で、かつ電着の均一性が良好となり好ましい。さらに、密着性が確保され、個片に分割する時に剥離のおそれがなく好ましい。間隔が１ｍｍ以下であると、コスト、生産効率の観点から好ましい。 Moreover, it is preferable that the space | interval of each adjacent shield case is 0.3 mm-1 mm. It is preferable that the distance is 0.3 mm or more because peeling from the mother die in the production of a shield case assembly by electroforming described later is easy and the uniformity of electrodeposition is good. Furthermore, adhesion is ensured, and there is no fear of peeling when dividing into individual pieces, which is preferable. A distance of 1 mm or less is preferable from the viewpoints of cost and production efficiency.
前記シールドケースは、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金であることが好ましく、特に銅、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−マンガン、ニッケル−コバルト、ニッケル−鉄であることが好ましい。これらの金属を使用することにより、良好な機械的強度やシールド性が得られる。
本発明に使用するシールドケース集合体は、板金の絞り加工や曲げ加工では、製造することができるが、機械的強度、寸法精度、コスト及び生産性の観点から、金属製品の複製法での一つである電鋳法によって製造することが好ましい。実際の製造は、電気化学反応により、シールドケース集合体の型となる母型の表面に所定の厚さで金属を電着層として還元析出させた後、この電着層を母型から剥離することによって行われる。
The shield case is preferably copper, nickel, a copper alloy, or a nickel alloy, and particularly preferably copper, nickel, nickel-phosphorus, nickel-manganese, nickel-cobalt, or nickel-iron. By using these metals, good mechanical strength and shielding properties can be obtained.
The shield case assembly used in the present invention can be manufactured by drawing or bending a sheet metal. From the viewpoint of mechanical strength, dimensional accuracy, cost, and productivity, the shield case assembly can be manufactured by a metal product replication method. It is preferable to manufacture by an electroforming method. In actual manufacturing, after reducing and depositing a metal as an electrodeposition layer with a predetermined thickness on the surface of the mother die that becomes a mold of the shield case assembly by an electrochemical reaction, the electrodeposition layer is peeled off from the mother die. Is done by.
本発明で使用する母型材料については、特に限定されないが、銅、ニッケル、クロム、真鍮製などがあり、離型皮膜の形成方法としては複素環式チアジアゾール誘導体を含む溶液に母型を浸漬したあとに電気めっきを施す方法やクロム酸溶液に浸漬してクロム酸皮膜を形成させる方法がある。また、抜き勾配を付ける場合は１０°〜２０°が好ましい。 The matrix material used in the present invention is not particularly limited, but may be made of copper, nickel, chromium, brass, etc. The mold is immersed in a solution containing a heterocyclic thiadiazole derivative as a method for forming a release film. There are a method of performing electroplating later and a method of forming a chromic acid film by dipping in a chromic acid solution. Moreover, when attaching a draft, 10 degrees-20 degrees are preferable.
本発明で使用するシールドケース集合体の製造条件については、電着金属の種類によって適宜選定される。例えば、ニッケル電着では、塩化ニッケル浴、硫酸ニッケル浴、スルファミン酸ニッケル浴、ホウフッ化ニッケル浴などが一般に用いられ、電流密度は２．５Ａ／ｄｍ2〜１５Ａ／ｄｍ2の範囲で適宜調整し、通常１時間〜２．５時間通電して製造する。
さらに、前記シールドケース集合体は接地部表面に、金、銀、または錫めっき処理を施してもよい。このような表面処理を施すことによりシールドケース集合体と基板との接続安定性がより良好になる。
About the manufacturing conditions of the shield case aggregate used by this invention, it selects suitably by the kind of electrodeposited metal. For example, in nickel electrodeposition, a nickel chloride bath, a nickel sulfate bath, a nickel sulfamate bath, a nickel borofluoride bath, etc. are generally used, and the current density is appropriately adjusted in the range of 2.5 A / dm 2 to 15 A / dm 2. Usually, it is produced by energizing for 1 to 2.5 hours.
Furthermore, the shield case assembly may be subjected to gold, silver, or tin plating treatment on the surface of the grounding portion. By performing such a surface treatment, the connection stability between the shield case assembly and the substrate becomes better.
次に、本発明で使用する絶縁性被膜の形成方法について説明する。
［絶縁性被膜の形成方法］
絶縁性被膜の材料については、シールドケースと基板上の部品間および電極間等で絶縁性を保つ被膜を形成できる材料であれば、特に限定されないが、熱硬化性樹脂であることが好ましく、より好ましくはエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、アクリル樹脂、スチレンブロック共重合体樹脂であり、特に好ましくはエポキシ樹脂である。このような絶縁性材料を用いることで、良好な絶縁性や耐熱性が得られる。
また、前記絶縁性材料には、レーザー光の吸収が良好な着色剤を添加しても良い。着色材を添加することによって、レーザー光の吸収効率が上がり、より短時間で、また、より少ないエネルギーで加工する事ができる。
着色剤としては、波長１９０ｎｍ〜２５００ｎｍ、好ましくは３５０ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲に吸収域をもち、波長３５０ｎｍ〜１２００ｎｍの光を吸収して熱に変換し得る物質であれば、特に限定されない。このような着色剤としては、無機顔料、染料、有機顔料が挙げられる。具体的には、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄などの無機顔料、ナフタロシアニン等のフタロシアニン顔料等の着色剤が挙げられる。
Next, a method for forming an insulating coating used in the present invention will be described.
[Method of forming insulating film]
The material of the insulating film is not particularly limited as long as it is a material that can form a film that maintains insulation between the shield case and the parts on the substrate and between the electrodes, but is preferably a thermosetting resin, more An epoxy resin, a polyamide resin, a polyimide resin, a polyester resin, a polyesterimide resin, an acrylic resin, and a styrene block copolymer resin are preferable, and an epoxy resin is particularly preferable. By using such an insulating material, good insulating properties and heat resistance can be obtained.
In addition, a colorant that absorbs laser light may be added to the insulating material. By adding a coloring material, the absorption efficiency of laser light is increased, and processing can be performed in a shorter time and with less energy.
The colorant is not particularly limited as long as it is a substance having an absorption region in a wavelength range of 190 nm to 2500 nm, preferably 350 nm to 1200 nm, and capable of absorbing light having a wavelength of 350 nm to 1200 nm and converting it into heat. Examples of such a colorant include inorganic pigments, dyes, and organic pigments. Specific examples include inorganic pigments such as carbon black, titanium oxide, and iron oxide, and colorants such as phthalocyanine pigments such as naphthalocyanine.
本発明における、前記絶縁性材料の形成方法は、特に制限されないが、例えば、エアスプレー法、エアレススプレー法、ベル塗装法、浸漬法、電着法等公知の方法を用いることができる。
また、絶縁性被膜の厚さは、特に限定されないが、５μｍ〜５０μｍの範囲が好ましい。絶縁性被膜の厚さを５μｍ以上にすると、絶縁信頼性に優れ、５０μｍ以下にすると、開口部加工のためのレーザー加工時間が短くてすみ、生産性が向上するため好ましい。
さらに、前記絶縁性材料を形成後、８０℃〜１８０℃で２０分間〜６０分間加熱し、硬化させることで、信頼性の高い絶縁性被膜が形成される。
The method for forming the insulating material in the present invention is not particularly limited, and known methods such as an air spray method, an airless spray method, a bell coating method, a dipping method, and an electrodeposition method can be used.
The thickness of the insulating coating is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 μm to 50 μm. When the thickness of the insulating coating is 5 μm or more, insulation reliability is excellent, and when it is 50 μm or less, the laser processing time for opening processing can be shortened and productivity is improved.
Furthermore, a highly reliable insulating film is formed by heating and curing at 80 to 180 ° C. for 20 to 60 minutes after forming the insulating material.
次に、絶縁性被膜に開口部を形成する方法について説明する。
［絶縁性被膜への開口部形成方法］
本発明で使用するレーザー加工機については、前述した絶縁性材料を蒸散させることのできるエネルギーを有するレーザー加工機であれば特に限定されない。
また、レーザー加工機のレーザー光の波長の範囲（Ｎ次高調波含む；Ｎは２以上の整数）も、特に限定されないが、コスト、メンテナンス、生産性、安全性等の観点から、例えば、近紫外から近赤外の波長範囲、つまり、１９０ｎｍ〜２５００ｎｍ、好ましくは３５０ｎｍ〜１２００ｎｍである。本発明で使用する０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍの厚さのニッケル製シールドケースでは、例えば、波長が１１００ｎｍの赤外レーザーを使用する場合は、出力１０Ｗ〜２０Ｗで、加工速度を１０ｍｍ／秒〜６０ｍｍ／秒とすることが好ましい。
同様に、例えば、全固体パルスレーザー（例えば、発振周波数：２０ｋＨｚ）の第三高調波である波長が３５５ｎｍの紫外レーザーを使用する場合は、出力０．５Ｗ〜２Ｗで、加工速度を５０ｍｍ／分〜３００ｍｍ／分とすることが好ましい。このときのビーム径は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあることが好ましい。
図２に本発明で使用したレーザー加工装置の発振機からシールドケースの開口部、または分割箇所までのレーザー光の経路の一例を示す模式図を示す。レーザー加工機は、レーザー加工装置（発振機）４から出射したレーザー光５が、ミラー６で反射され、レンズ７で絞られ、絶縁性被膜２の開口部３へ入射するように制御されている。
絶縁性被膜の開口部３は、所定のマスク径で絞ったパルスレーザーの照射や、ビーム径を絞ってエネルギー密度を上げたレーザー光を円周状に回転させて照射するトレパリング法により形成することができる。実際の走査に関しては、レーザー光５を直接走査しても良いが、レーザーヘッド部等から粉塵が落下をしないように、レーザーヘッド部等を固定させ、予めシールドケース集合体１をステージ上に固定させ、そのステージを移動させてもよい。
Next, a method for forming an opening in the insulating film will be described.
[Method for forming opening in insulating film]
About the laser processing machine used by this invention, if it is a laser processing machine which has the energy which can evaporate the insulating material mentioned above, it will not specifically limit.
Further, the range of the wavelength of the laser beam of the laser processing machine (including N-order harmonics; N is an integer of 2 or more) is not particularly limited. From the viewpoint of cost, maintenance, productivity, safety, etc., for example, The wavelength range from ultraviolet to near infrared, that is, 190 nm to 2500 nm, preferably 350 nm to 1200 nm. In a nickel shield case having a thickness of 0.03 mm to 0.08 mm used in the present invention, for example, when using an infrared laser having a wavelength of 1100 nm, the output is 10 W to 20 W, and the processing speed is 10 mm / second to 60 mm / second is preferable.
Similarly, for example, when using an ultraviolet laser whose wavelength is 355 nm, which is the third harmonic of an all-solid-state pulse laser (for example, oscillation frequency: 20 kHz), the output is 0.5 W to 2 W and the processing speed is 50 mm / min. It is preferable to set it to -300 mm / min. The beam diameter at this time is preferably in the range of 0.05 mm to 0.2 mm.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the path of laser light from the oscillator of the laser processing apparatus used in the present invention to the opening of the shield case or the divided portion. The laser beam machine is controlled so that the laser beam 5 emitted from the laser beam machine (oscillator) 4 is reflected by the mirror 6, narrowed by the lens 7, and incident on the opening 3 of the insulating coating 2. .
The opening 3 of the insulating film is formed by a pulsed laser irradiation with a predetermined mask diameter, or a trepering method in which a laser beam with a reduced beam diameter and increased energy density is rotated and irradiated. Can do. For actual scanning, the laser beam 5 may be scanned directly, but the laser head unit is fixed so that dust does not fall from the laser head unit, and the shield case assembly 1 is fixed on the stage in advance. And the stage may be moved.
次に、シールドケース集合体の個片への分割方法について説明する。
［シールドケース集合体の個片への分割方法］
本発明における個片の分割方法については、特に限定されず、公知の切断方法を用いることができるが、特にシールドケースの厚さが０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍ、 内側の高さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ、天板の一辺の長さが０．２ｍｍ〜１５ｍｍである小型のシールドケース集合体の場合は、シールドケース集合体の分割箇所にレーザー光を照射して焼き入れした後に、個片に切り分けることが好ましい。このように、レーザー焼入れでは、ダイアモンド刃等を使用した機械的な切削あるいは切断による分割とは異なり、後述するように、原理上シールドケースからの発塵の影響が少なく、しかも、高精度、かつ効率的に小型のシールドケースを製造することができる。
Next, a method for dividing the shield case assembly into individual pieces will be described.
[Method of dividing shield case assembly into individual pieces]
The method for dividing the pieces in the present invention is not particularly limited, and a known cutting method can be used. In particular, the thickness of the shield case is 0.03 mm to 0.08 mm, and the inner height is 0.1 mm. In the case of a small shield case assembly with a length of ~ 1.5 mm and one side of the top plate of 0.2 mm to 15 mm, the individual parts of the shield case assembly are irradiated with laser light and quenched. It is preferable to cut into pieces. In this way, laser quenching is unlikely to be divided by mechanical cutting or cutting using a diamond blade or the like, as will be described later, in principle, there is little influence of dust generation from the shield case, and high accuracy and A small shield case can be manufactured efficiently.
本発明におけるシールドケース集合体の分割箇所への焼入れは、所定の波長を発するレーザー加工機を使用する。具体的には、レーザー加工機のレーザー光の出力、加工速度、ビーム径等を制御し、レーザー光を分割箇所に照射して、金属製シールドケース材料の変態点以上から溶融点以下の温度範囲に加熱して、自己冷却放冷（材料自身の熱拡散による急速冷却）することによって行う。シールドケース材料の金属の種類によって変態点、溶融点は、異なるが、一般には７５０℃以上、１４００℃以下の範囲が好ましい。 In the present invention, a laser processing machine that emits a predetermined wavelength is used for quenching the shield case assembly in the divided portions. Specifically, the laser beam output, processing speed, beam diameter, etc. of the laser processing machine are controlled, and the laser beam is irradiated to the divided points, so that the temperature range from the transformation point to the melting point of the metal shield case material And then cooled by self-cooling (rapid cooling by thermal diffusion of the material itself). Although the transformation point and the melting point differ depending on the metal type of the shield case material, generally a range of 750 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower is preferable.
使用するレーザー加工機については、金属材料に対するマイクロ溶接に使用可能なレーザー加工機であれば特に限定されない。
図３に本発明で使用したレーザー加工装置の発振機からシールドケース分割箇所までのレーザー光の経路の一例を示す模式図を示す。図３に示すように、レーザー加工装置（発振機）４から出射したレーザー光５は、ミラー６で反射され、レンズ７で絞られ、分割箇所へ入射するように制御されており、基本的には、絶縁性被膜の開口部形成で使用した装置に準じるものである。実際の走査に関しては、こちらも前述した絶縁性被膜の開口部形成時と同様に、レーザー光５を直接走査してもよいが、レーザーヘッド部等から粉塵が落下しないように、レーザーヘッド部等を固定させ、予めシールドケース集合体１をステージ上に固定させ、そのステージを移動させてもよい。
例えば０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍの厚さのニッケル製シールドケースでは、波長が１１００ｎｍの赤外レーザーを使用する場合には、出力１０Ｗ〜３０Ｗで、５０ｍｍ／分〜３００ｍｍ／分で走査すればよく、また全固体パルスレーザー（２０ｋＨｚ）を用いて第三高調波である波長が３５５ｎｍの紫外レーザーを使用する場合は出力１Ｗ〜２Ｗ、５０ｍｍ／分〜３００ｍｍ／分で走査すればよい。このときのビーム径は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあることが好ましい。各々のシールドケースの分割箇所に沿って、上記条件でレーザー光５を照射することで、シールドケース集合体の分割箇所を焼入れする。
About the laser processing machine to be used, if it is a laser processing machine which can be used for the micro welding with respect to a metal material, it will not specifically limit.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the path of laser light from the oscillator of the laser processing apparatus used in the present invention to the shield case division part. As shown in FIG. 3, the laser beam 5 emitted from the laser processing apparatus (oscillator) 4 is reflected by the mirror 6, is restricted by the lens 7, and is controlled so as to enter the divided portion. Is equivalent to the apparatus used for forming the opening of the insulating coating. As for the actual scanning, the laser beam 5 may be directly scanned in the same manner as in the opening of the insulating coating described above, but the laser head or the like so that dust does not fall from the laser head or the like. May be fixed, the shield case assembly 1 may be fixed in advance on the stage, and the stage may be moved.
For example, in a nickel shield case with a thickness of 0.03 mm to 0.08 mm, when using an infrared laser with a wavelength of 1100 nm, it is sufficient to scan at 50 mm / min to 300 mm / min with an output of 10 W to 30 W. In addition, when using an all-solid-state pulse laser (20 kHz) and an ultraviolet laser having a wavelength of 355 nm as the third harmonic, scanning may be performed at an output of 1 W to 2 W, 50 mm / min to 300 mm / min. The beam diameter at this time is preferably in the range of 0.05 mm to 0.2 mm. By irradiating the laser beam 5 under the above conditions along the divided portions of each shield case, the divided portions of the shield case aggregate are quenched.
次いで、シールドケース集合体をその分割箇所で切断し、個片に分割する。ここで、シールドケース集合体の個片への切り分け方法の一例を説明する。図４に本発明で使用したレーザー焼入れを施したシールドケース集合体の分割工程の一例を説明するための分割機および本発明の製造方法であるレーザー照射により施した開口部を有するシールドケースの模式図を示す。
まず、分割機９は、ベース１０、クランプ１１、分割ヘッド１２及び搬送コンベア１３で構成されている。ベース１０上を隣接するシールドケース間の配列ピッチ量に応じてステップ送りされた縦ｍ個×横ｎ個のシールドケース集合体は、分割位置でクランプ１１の下降により固定される。次いで、分割ヘッド１２が下降し、シールドケース集合体のレーザー焼入れ箇所に沿って、シールドケース集合体を縦方向（紙面に立てた法線方向）ｍ個のシールドケース１４が一列に連なった集合体に分割する。
さらに、搬送コンベア１３により、次のステップに移送されたｍ個の電子部品が一列に連なったシールドケース集合体１４は、上記と同様にして、ｍ個のシールドケースに切り分けられる。このように個片に切り分けることで、容易に複数個のシールドケースを得ることができる。図５に示すように、得られたシールドケース８は、実装面側の四隅に開口部３を有している。
レーザー照射面は実装面の内側、外側どちらでもよいが、絶縁性被膜が形成された実装面から照射すると、絶縁性被膜の開口部形成と同時加工ができ、また分割時の発塵が抑制されるため好ましい。
Next, the shield case assembly is cut at the divided portions and divided into pieces. Here, an example of a method for dividing the shield case assembly into individual pieces will be described. FIG. 4 is a schematic view of a dividing machine for explaining an example of a dividing process of a shield case assembly subjected to laser hardening used in the present invention and an opening made by laser irradiation which is a manufacturing method of the present invention. The figure is shown.
First, the dividing machine 9 includes a base 10, a clamp 11, a dividing head 12, and a transfer conveyor 13. The shield case aggregate of m pieces in the vertical direction and n pieces in the lateral direction, which are stepped according to the arrangement pitch amount between the adjacent shield cases on the base 10, is fixed by the lowering of the clamp 11 at the division position. Next, the divided head 12 descends, and an assembly in which m shield cases 14 are arranged in a row in the vertical direction (normal direction standing on the paper surface) of the shield case assembly along the laser hardening portion of the shield case assembly. Divide into
Further, the shield case assembly 14 in which the m electronic components transferred to the next step are arranged in a row by the transfer conveyor 13 is cut into m shield cases in the same manner as described above. Thus, a plurality of shield cases can be easily obtained by dividing into pieces. As shown in FIG. 5, the obtained shield case 8 has openings 3 at four corners on the mounting surface side.
The laser irradiation surface can be either inside or outside of the mounting surface, but when irradiated from the mounting surface on which the insulating film is formed, the opening of the insulating film can be formed at the same time, and dust generation during division is suppressed. Therefore, it is preferable.
次に、シールドケースの実装方法について説明する。
［シールドケースの実装方法］
シールドケースの実装方法については、例えば、プリント基板の接地電極にスクリーン印刷機またはディスペンサーにて、ハンダ、導電性接着材等の接合材料を塗布した後、前記接地電極とシールドケースの開口部３との位置合わせを行い、仮固着する。その後、リフロー等によりプリント基板の接地電極とシールドケースの開口部３とが接合されることにより、実装が完了する。
Next, a method for mounting the shield case will be described.
[Shield case mounting method]
As for the mounting method of the shield case, for example, after applying a bonding material such as solder or conductive adhesive to the ground electrode of the printed circuit board with a screen printer or a dispenser, the ground electrode and the opening 3 of the shield case Are aligned and temporarily fixed. Thereafter, the grounding electrode of the printed circuit board and the opening 3 of the shield case are joined by reflow or the like, thereby completing the mounting.
本発明のシールドケースは、ＭＥＭＳマイクロフォン、水晶振動子、無線モジュール、タイムベースモジュール、セラミックレゾネータ、ブルートゥースモジュール等に好適に用いることができる。 The shield case of the present invention can be suitably used for a MEMS microphone, a crystal resonator, a wireless module, a time base module, a ceramic resonator, a Bluetooth module, and the like.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこの例によってなん
ら限定されるものではない。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this example.
等間隔に縦４個×横４個の凸部（幅５．６ｍｍ×長さ５．６ｍｍ×高さ０．５ｍｍ、隣
接する個々の凸部の間隔が０．５ｍｍ）を有する銅製の母型を用意し、スルファミン酸ニッケル浴中で、電流密度５Ａ／ｄｍ2で７０分間通電し、厚さ０．０４ｍｍのシールドケース集合体１を作製した。
次いで、シールドケース集合体１の実装面側に絶縁性エポキシ樹脂組成物ＴＥＢ９５０４（京セラケミカル社製）を１００部、硬化剤としてＴＥＢ９５０５（京セラケミカル社製）を１００部、および溶剤としてＴＴＥ８３１０（京セラケミカル社製）を２００部配合したものを、スプレー塗装法によって２０μｍの厚さになるように塗布し、１００℃で熱硬化させて、実装面側に絶縁性被膜２を有するシールドケース集合体１を得た。
前記シールドケース集合体１の、個片にしたときの四隅に相当する箇所（開口部３）に、レーザー微細加エシステムＭＷＬ−ＷＳ０５Ｔ（ファインデバイス社製）を用いて、波長１１００ｎｍ、出力１５Ｗの赤外レーザーを前記絶縁性被膜２の表面に照射して、直径が０．５ｍｍの開口部３を形成した。
次いで、シールドケース集合体１を個片に切り分け、幅５．６ｍｍｘ長さ５．６ｍｍｘ高さ０．２ｍｍのシールドケース８を得た。
Copper matrix with 4 vertical x 4 horizontal projections (width 5.6 mm x length 5.6 mm x height 0.5 mm, spacing between adjacent projections 0.5 mm) at equal intervals Was prepared and energized for 70 minutes at a current density of 5 A / dm 2 in a nickel sulfamate bath to produce a shield case assembly 1 having a thickness of 0.04 mm.
Next, 100 parts of an insulating epoxy resin composition TEB9504 (manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd.), 100 parts of TEB9505 (manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd.) as a curing agent, and TTE8310 (Kyocera Chemical Co., Ltd.) as a solvent are mounted on the mounting surface side of the shield case assembly 1. A shield case assembly 1 having an insulating coating 2 on the mounting surface side is applied by spraying 200 parts of a mixture of 200 parts by a spray coating method to a thickness of 20 μm and thermally cured at 100 ° C. Obtained.
Using a laser fine processing system MWL-WS05T (manufactured by Fine Device) at locations corresponding to the four corners (openings 3) when the shield case assembly 1 is made into individual pieces, a wavelength of 1100 nm and an output of 15 W The surface of the insulating coating 2 was irradiated with an infrared laser to form an opening 3 having a diameter of 0.5 mm.
Next, the shield case assembly 1 was cut into individual pieces to obtain a shield case 8 having a width of 5.6 mm, a length of 5.6 mm, and a height of 0.2 mm.
絶縁性被膜２を有する前記シールドケース集合体１に、レーザー微細加工システムＭＷＬ−ＷＳ０５Ｔ（ファインデバイス社製）を用いて全固体パルスレーザーの第三高調波（３５５ｎｍ）を、周波数２０ｋＨｚで、０．０５ｎｍのビーム径をトレパリング法にて照射して、直径が０．５ｍｍの開口部３を形成し、実施例１と同様にシールドケース集合体１を個片に切り分け、幅５．６ｍｍｘ長さ５．６ｍｍｘ高さ０．２ｍｍのシールドケース８を得た。 A third harmonic (355 nm) of an all-solid-state pulse laser is applied to the shield case assembly 1 having the insulating coating 2 at a frequency of 20 kHz using a laser micromachining system MWL-WS05T (manufactured by Fine Device). A beam diameter of 05 nm is irradiated by a treparing method to form an opening 3 having a diameter of 0.5 mm, and the shield case assembly 1 is cut into pieces in the same manner as in Example 1, and the width is 5.6 mm × the length is 5 A shield case 8 having a height of 6 mm and a height of 0.2 mm was obtained.
作製した開口部（導電部）とシールドケース上面（シールドケースの実装面に対して裏側となる面）の金属部分との導通を確認するために、アナログマルチテスタＳＰ−１８Ｄ（三和電気計器株式会社製）を使用し、電気抵抗を測定したところ、実施例１、２共に良好な導電性が確保できていることがわかった。 In order to confirm the continuity between the produced opening (conductive part) and the metal part of the upper surface of the shield case (the surface opposite the mounting surface of the shield case), an analog multi-tester SP-18D (Sanwa Electric Instruments Co., Ltd.) When the electrical resistance was measured using a product manufactured by the company, it was found that good conductivity could be secured in both Examples 1 and 2.
本発明のレーザー加工による絶縁性被膜の開口処理により、マスクを使用する等の煩雑な処理を必要とすることなく、簡素な工程で導電部を作製することが可能となり、低価格かつ高効率でシールドケースを含む電子部品を製造することができる。 The opening process of the insulating film by laser processing of the present invention makes it possible to produce a conductive part with a simple process without requiring a complicated process such as using a mask, and at a low cost and high efficiency. An electronic component including a shield case can be manufactured.
１：シールドケース集合体
２：絶縁性被膜
３：開口部
４：レーザー加工装置（発振機）
５：レーザー光
６：ミラー
７：レンズ
８：シールドケース（個片）
９：分割機
１０：ベース
１１：クランプ
１２：分割ヘッド
１３：搬送コンベア
１４：シールドケース集合体（ｍ個；絶縁性被膜、開口部付）
1: Shield case assembly 2: Insulating coating 3: Opening 4: Laser processing device (oscillator)
5: Laser light 6: Mirror 7: Lens 8: Shield case (piece)
9: Dividing machine 10: Base 11: Clamp 12: Dividing head 13: Conveying conveyor 14: Shield case assembly (m; with insulating coating, opening)
Claims (4)
（Ａ）縦ｍ個×横ｎ個（ｍ、ｎは、それぞれ独立に、２以上の整数を表す）からなる多数個のシールドケースを、板チョコ状に並べてなるシールドケース集合体を製造する工程、
（Ｂ）前記基板に対向する前記シールドケース集合体の実装面および内側に絶縁性樹脂組成物を塗布して絶縁性被膜を形成する工程、
（Ｃ）前記基板の接地電極と接合する位置にある前記絶縁性被膜に、レーザー光を照射して開口部を形成する工程および
（Ｄ）シールドケース集合体を、隣接するシールドケース間の分割箇所に沿って、レーザー光を照射し焼入れをした後、個片に切り分ける工程。 A method for manufacturing a shield case having a function of shielding an element component mounted on a substrate from the outside, and having a mounting surface facing the substrate and an insulative coating on the inside thereof, comprising the following steps: A method for manufacturing a shield case.
(A) A step of manufacturing a shield case aggregate in which a large number of shield cases each consisting of m pieces in length × n pieces in width (m and n each independently represents an integer of 2 or more) are arranged in a chocolate bar shape. ,
(B) forming an insulating film by applying an insulating resin composition to the mounting surface and the inside of the shield case assembly facing the substrate;
(C) a step of irradiating a laser beam to the insulating coating at a position to be joined to the ground electrode of the substrate to form an opening; and (D) a shield case aggregate divided between adjacent shield cases. A process of cutting into individual pieces after irradiating with laser light and quenching .
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