JPH08255992A - 回路基板のシールド装置 - Google Patents
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Abstract
果に優れた回路基板のシールドが実現できる。 【構成】 開口部11を有する回路基板14の片面は、
開口部11を含めて基準電位層15を形成する。半導体
チップ等の電子部品16をバンプ18を用い回路基板1
4と電気的に接続する。接続ランド20に、電子部品1
6より小さい形状を有する電子部品21をバンプ23を
用い開口部11に挿入された状態で接続する。バンプ1
8の周辺は樹脂24を用い、封止する。電子部品21が
配置された回路基板14の部分は、回路基板14に形成
された基準電位層15とほぼ全体または少なくとも裏面
全面が導電材料から成る半導体チップにより挟まれるた
め、金属ケースなどのシールド部材を用いることなく十
分なシールド効果を得ることができる。
Description
な回路基板のシールド装置に関する。
通信分野においては、携帯電話等の移動体通信機器が急
速に普及し、またデータ通信や画像通信が発展してき
た。これらは、今後ますます高速・高機能化、高周波化
が進むことが予想され、また機器の小型化も急速に進む
と考えられる。
波の回路においては、単に部品を回路基板に実装するだ
けではなく、十分なノイズ対策を施さなければならな
い。ノイズは大きく分けると、放射ノイズと伝導ノイズ
に分けられるが、それぞれ対策は異なってくる。伝導ノ
イズについては、伝導経路の把握ができればノイズフィ
ルタ等対策は比較的容易に行うことができる。放射ノイ
ズについては、ノイズ発生源の特定が難しく、一般的に
は回路基板全体を金属から成るシールドケース内に収納
する方法がとられる。この方法では、特に携帯電話等の
小型電子機器においては、小型化や軽量化の妨げとなる
ため、様々な簡略化したシールド装置が考えられてい
る。
る代表的な回路基板のシールド装置について説明する。
アルミナ、ガラスエポキシ等の絶縁基板1上にエッチン
グ法等により形成された銅等の回路パターン2を固着
し、この回路パターン2の部品取り付け部分にリフロー
半田付け法等により、チップ部品、半導体等の電子部品
3を半田付けして回路基板4を構成する。ここで回路基
板4に電子部品3が半田付けされていない面、または回
路基板4の両面に電子部品3が半田付けされている場合
は回路基板4の内層面に、接地や電源等の基準電位を有
する配線パターン5を、ほぼ全面に形成して、回路基板
4の片側のシールドを行う。
つの回路ブロックを完全に覆うように、アルミニウム、
ケイ素鋼板等の金属キャップ6を、回路基板4の表面の
接地や電源等の基準電位を有する、金属キャップ6の接
続用ランド7に半田付けして、回路基板4全体のシール
ドを行うものである。1枚の回路基板4内に複数の回路
ブロックが混在している場合等においては、それぞれの
回路ブロック毎に金属キャップ6で覆い、各回路ブロッ
ク間での干渉を防止する構造をとる。
とが可能となる。しかし、冒頭で述べた回路基板4全体
を金属製シールドケース内に収納する方法と比較すると
小型化や軽量化が成されているものの、金属キャップ6
の使用がこれの妨げとなっている。
を全く用いずにシールドを行う方法も行われている。こ
こでは片面実装構造を例にとって説明する。まず、図5
と同じように、片面に基準電位を有する配線パターン5
がほぼ全面に形成され、他方の面には電子部品3の接続
用ランド3aおよび配線パターン2が形成された絶縁基
板1を用いる。さらに、回路基板4の電子部品3を接続
する面の、電子部品3が半田付けされる部分を除いたほ
ぼ全面に、エポキシ、ポリイミド等の絶縁層8をスクリ
ーン印刷法または接着法等により形成する。次に絶縁層
8上のほぼ全面に、基準電位を有する図示しない配線パ
ターンへ電気的に接続されるように、銅等の導電ペース
トを、印刷、硬化して基準電位層9を形成する。最後に
電子部品3を半田付けして、シールド構造の回路基板を
得るものである。
等を用いないため、小型化や軽量化を図ることができる
が、電子部品および電子部品接続部が露出しているた
め、十分なシールド効果が得られない。
板のシールド装置では、十分なシールド効果を得るため
には金属ケースまたは金属キャップが必要であり、装置
の小型化・軽量化の妨げになる、という問題があった。
く、シールド効果に優れた回路基板のシールド装置を提
供する。
のシールド装置は、回路基板と、前記回路基板に電気的
に接続された、電波吸収または電波反射を行うためのシ
ールド部材を有する第1の電子部品と、前記回路基板ま
たは該回路基板の近傍に形成された電波吸収または電波
反射を行うためのシールド層と、前記第1の電子部品と
前記回路基板または該回路基板の近傍に形成されたシー
ルド層の間に配置された第2の電子部品とからなること
を特徴とする。
半導体チップとした場合、第1及び第2の電子部品は、
回路基板に形成された基準電位層と第1の電子部品の導
電材料から成る半導体チップにより挟まれるため、金属
ケースまたは金属キャップを用いることなく、第1及び
第2の電子部品をシールドすることができる。
して詳細に説明する。図1は、この発明の一実施例を説
明するための構成図である。図1において、開口部11
を有するアルミナ、ガラスエポキシ等の絶縁基板12上
に、エッチング法等により銅等の配線パターン13を形
成して回路基板14を構成する。ここで、回路基板14
の片面は、開口部11を含めてほぼ全面をベタパターン
とし、接地、電源等回路の基準電位パターンへ電気的に
接続することにより、基準電位層15を形成する。
続パッド17を、バンプ18を介して回路基板14の配
線パターン13と電気的に接続された接続ランド19に
接続する。電子部品16には予め接続パッド17の内側
の面に、接続パッド17と接続された接続ランド20を
形成し、この接続ランド20に、電子部品16より小さ
い形状を有する電子部品21の接続パッド22をバンプ
23を介して接続してある。電子部品16を接続ランド
19に接続するとき電子部品21は、開口部11に挿入
された状態に位置する。電子部品21は、配線パターン
13に電子部品16を介して電気的に接続されることに
なる。
プを例に上げたが、素子を形成する半導体基板として
は、シリコン等の導電性を有する基板を用いるか、また
はガリひ素等の非導電性基板を用いる場合は、裏面に金
等の金属をバックコーティングしたものを用いる。
子部品16の接続部およびその周辺を封止するものであ
る。
チップとした場合、電子部品21および少なくとも半導
体チップが配置される回路基板14の部分は、回路基板
14に形成された基準電位層15と、ほぼ全体または少
なくとも裏面全面が導電材料から成る半導体チップによ
り挟まれるため、金属ケースまたは金属キャップを用い
ることなく、十分なシールド効果を得ることができる。
回路基板14の電子部品16の接続用ランド19の周囲
に複数個の基準電位を有するスルーホールを形成した構
造、回路基板14の電子部品16が接続される面の、電
子部品16が配置される以外の箇所に、基準電位層15
を形成した構造をとるとより効果が高まる。また1枚の
回路基板内で、回路ブロック毎に上記構造をとることに
より、回路ブロック間での干渉を防止することができ
る。
プ用の回路基板として一般的に用いられるシリコン基板
の、シールド特性について実験した結果を説明する。5
0MHz〜1800MHzの高周波信号の入出力端子を
それぞれ特性インピーダンス50Ωで終端し、入力端子
から出力端子までの距離を約20mm離して配置した。
その一端の周囲を一面のみ解放して金属板で囲み、解放
部に被測定物である厚さ0.45mmのシリコン基板を
配置してノイズ除去の効果について調べた。その結果、
解放状態に比べて約10dB〜20dBノイズレベルを
低減することができた。この値は、金属板によりシール
ドした場合の約20dB〜25dB低減と比べても、周
波数帯域によってはほぼ同等であり、実用上全く問題な
い結果と言える。
1を収納するための開口部11は、凹部でも良く、凹部
にした場合は、回路基板14に形成された基準電位層1
5と電子部品21間に配線することが可能となり、より
実装密度を向上することができる。
は、最外面に形成されているが、回路基板の内層面であ
ってもかまわない。ただしシールド性を考えると、内層
面に形成する場合は、更にその外側での配線は行わない
のが望ましい。
は、回路基板上のみならず、その近傍、例えば回路基板
を収納するための筐体表面に形成、または筐体そのもの
を基準電位を有する金属としてもかまわない。
は、放射ノイズを反射させるための電波反射層の役割を
担うものだが、例えばフェライト等の絶縁性を有する磁
性体を電波吸収層として形成しても良好なシールド効果
が得られる。この場合透磁率の関係から、回路周波数が
数百MHz帯域までの場合は焼結体、それ以上、特にG
Hz帯域の場合は粉末状、または樹脂と粉末を混合した
ペースト状の磁性体を用いるとより効果的である。これ
はノイズ吸収効果が、 μ(透磁率)×f(周波数)=一定 の関係からである。
6として半導体チップを例に上げて説明したが、電子部
品16は例えば抵抗、コンデンサ等の受動素子、半導体
素子の周辺に受動素子を形成した複合部品等、どのよう
な素子または素子の組み合わせであっても何ら問題はな
い。ただしこれらの素子を形成する部材は、例えばシリ
コン、アルミニウム等の導電性を有する基板、またはフ
ェライト等の絶縁性を有する磁性体基板、または少なく
とも一方の面または内層面ほぼ全面に、金属層または絶
縁性を有する磁性体層が形成されたアルミナ等の絶縁基
板等、一面または内層面または材料自体に、電波反射ま
たは電波吸収を行うためのシールド部材を有する。電子
部品21については、これ自体の一方の面にシールド性
を有する必要がないためいかなる部品であっても何ら問
題はない。
6および電子部品21の接続方法について詳細な説明を
行っていないが、例えば電子部品16を回路基板14に
接続する方法としては、電子部品16に形成された回路
基板14との接続パッド17上に、金等のバンプ18を
メッキ法、ボールバンプ法等により形成し、例えば導電
性接着剤等の接続部材を用いて、回路基板14の接続ラ
ンド19にフェースダウンで接続する等の方法がある。
しかし、接続方法はこの限りではなく、例えば半田バン
プを用いた半田接続、封止樹脂の収縮力を利用した圧接
による接続等の接続法であってもかまわない。また若干
シールド効果は弱まるが、電子部品16の端面に接続用
パッドを設け、回路基板14に半田付けする方法等も可
能である。同様に電子部品21を電子部品16に接続す
る方法も、接続方法について制約されるものではない。
めの断面図である。この実施例は、図1の実施例の電子
部品21を回路基板上へ接続したものである。すなわ
ち、回路基板141に凹部25を形成し、凹部25の底
26の部分に配線パターン13に電気的に接続された接
続ランド27を固着する。この接続ランド27にチップ
部品等の電子部品28を半田29を用いて接続する。
子部品16の接続パッド17が形成された反対側のシー
ルド性と基準電位層15とにより金属キャップに代えて
実用に供する電子部品16と28に対しシールド効果を
得ることができる。
よび第3の他の実施例を説明するための断面図である。
キシブル基板を用いて凹部251を一体的に形成した回
路基板142に、電子部品16の接続ランド20に接続
された電子部品21を配置するとした構成部分が図1の
実施例と異なる。この実施例でも上記実施例と同様の効
果を奏する。
キシブル基板を用いて電子部品16と対向する位置に一
体形成された凹部251を有する回路基板142の凹部
251の底部30に配線パターン13に電気的に接続さ
れた接続ランド271を形成し、この接続ランド271
に半田29を用いて電子部品28を接続したものであ
る。この実施例も上記した実施例と同様の効果を奏す
る。
板の回路部分の周囲に、電波反射または電波吸収を行う
ためのシールド部材を配置したため、金属キャップ等の
特別なシールド部材を用いることなく、シールドが実現
できるため、小型で軽量なシールド構造を得ることがで
きる。
板のシールド装置によれば、金属キャップを用いること
なくシールド効果を得ることから、小型で軽量なシール
ド構造を実現することができる。
ある。
である。
断面図である。
断面図である。
めの断面図である。
ためめの断面図である。
14…回路基板、15…基準電位層、16,21,28
…電子部品、17,22…接続パッド、18,23…バ
ンプ、19,20,27,271…接続ランド、24…
樹脂、25,251…凹部、26,30…底部、29…
半田。
Claims (23)
- 【請求項1】 絶縁基板に回路パターンを固着して形成
した回路基板と、 前記回路基板に電気的に接続された、電波吸収または電
波反射を行うためのシールド部材を有する第1の電子部
品と、 前記回路基板または該回路基板の近傍に形成された電波
吸収または電波反射を行うためのシールド層と、 前記第1の電子部品と前記回路基板または該回路基板の
近傍に形成されたシールド層の間に配置された第2の電
子部品とからなることを特徴とする回路基板のシールド
装置。 - 【請求項2】 前記第1の電子部品と前記回路基板また
は前記回路基板の近傍に形成されたシールド層の間に配
置される第2の電子部品は、前記第1の電子部品に電気
的に接続してなることを特徴とする請求項1記載の回路
基板のシールド装置。 - 【請求項3】 前記回路基板の前記第2の電子部品が配
置される位置に対応する箇所に、凹部或いは開口部が形
成されていることを特徴とする請求項2記載の回路基板
のシールド装置。 - 【請求項4】 前記第1の電子部品と前記回路基板また
は前記回路基板の近傍に形成されたシールド層の間に配
置される第2の電子部品は、前記回路基板に電気的に接
続されていることを特徴とする請求項1記載の回路基板
のシールド装置。 - 【請求項5】 前記回路基板に凹部を形成し、前記第2
の電子部品は、前記回路基板に形成された凹部内に配置
され、電気的に接続されていることを特徴とする請求項
4記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項6】 前記回路基板の、前記第2の電子部品が
配置される位置に対応する部分が、屈曲していることを
特徴とする請求項2または4記載の回路基板のシールド
装置。 - 【請求項7】 前記回路基板に形成されたシールド層
は、絶縁性を有する磁性体層であることを特徴とする請
求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項8】 前記回路基板に形成されたシールド層
は、基準電位を有する金属層であることを特徴とする請
求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項9】 前記回路基板に形成されるシールド層
は、少なくとも前記第1の電子部品が接続される面の他
方の面または内層面に形成されていることを特徴とする
請求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項10】 前記回路基板の近傍に形成されるシー
ルド層は、前記回路基板を収納する筐体面または内部に
形成されていることを特徴とする請求項1記載の回路基
板のシールド装置。 - 【請求項11】 前記第1の電子部品は、能動素子また
は能動素子により構成される複合部品であることを特徴
とする請求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項12】 前記第1の電子部品は、受動素子また
は受動素子により構成される複合部品であることを特徴
とする請求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項13】 前記第1の電子部品は、能動素子およ
び受動素子により構成される複合部品であることを特徴
とする請求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項14】 前記第1の電子部品は、導電性を有す
る半導体材料により構成されていることを特徴とする請
求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項15】 前記導電性を有する半導体材料はシリ
コンであることを特徴とする請求項14記載の回路基板
のシールド装置。 - 【請求項16】 前記第1の電子部品は、絶縁性を有す
る半導体材料により構成されており、裏面に基準電位を
有する金属層が形成されていることを特徴とする請求項
1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項17】 前記絶縁性を有する半導体材料はガリ
ウムひ素であることを特徴とする請求項16記載の回路
基板のシールド装置。 - 【請求項18】 前記第1の電子部品は、絶縁性を有す
る磁性体材料により構成されていることを特徴とする請
求項1記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項19】 前記絶縁性を有する磁性体材料はフェ
ライトであることを特徴とする請求項18記載の回路基
板のシールド装置。 - 【請求項20】 前記第1の電子部品は、少なくとも一
方の面または内層面が、電波吸収または電波反射を行う
ためのシールド層により覆われている絶縁部材により構
成されていることを特徴とする請求項1記載の回路基板
のシールド装置。 - 【請求項21】 前記絶縁回路基板に形成されたシール
ド層は、絶縁性を有する磁性体層であることを特徴とす
る請求項20記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項22】 前記絶縁回路基板に形成されたシール
ド層は、基準電位を有する金属層であることを特徴とす
る請求項20記載の回路基板のシールド装置。 - 【請求項23】 前記第1の電子部品は、金属材料によ
り構成されていることを特徴とする請求項1記載の回路
基板のシールド装置。
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US08/607,875 US5808878A (en) | 1995-03-16 | 1996-02-29 | Circuit substrate shielding device |
KR1019960006960A KR960036881A (ko) | 1995-03-16 | 1996-03-15 | 회로기판의 실드 장치 |
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JP3617684B2 JP3617684B2 (ja) | 2005-02-09 |
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JP2002076314A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Texas Instr Japan Ltd | 超小型撮像装置 |
JP2002083925A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Rohm Co Ltd | 集積回路装置 |
-
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- 1995-03-16 JP JP05702995A patent/JP3617684B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002076314A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Texas Instr Japan Ltd | 超小型撮像装置 |
JP2002083925A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Rohm Co Ltd | 集積回路装置 |
JP4497683B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2010-07-07 | ローム株式会社 | 集積回路装置 |
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