JPH1070387A - ファラデーケージ - Google Patents

ファラデーケージ

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JPH1070387A
JPH1070387A JP9113969A JP11396997A JPH1070387A JP H1070387 A JPH1070387 A JP H1070387A JP 9113969 A JP9113969 A JP 9113969A JP 11396997 A JP11396997 A JP 11396997A JP H1070387 A JPH1070387 A JP H1070387A
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conductive
housing
substrate
faraday cage
printed wiring
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JP9113969A
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David Robert King
ロバート キング デビッド
Joseph C Rowan
シー．ローワン ジョセフ
D Johnson Daniel
デー．ジョンソン ダニエル
E Reisu Bradley
イー．レイス ブラッドレー
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WL Gore and Associates Inc
Original Assignee
WL Gore and Associates Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 迅速且つ容易に取り付けられ、良好な電気接
地を提供し、部品へのショートを助長せず、電子部品の
簡単な再利用を可能にする、電磁障害を遮蔽するための
ファラデーケージを提供する。 【解決手段】 電気接地を有する基板、その基板に電気
接続された少なくとも１つの電子部品、少なくとも１つ
の開口端部を有する導電性ハウジング、及びその導電性
ハウジングの開口端部がその少なくとも１つの電子部品
を覆って配置されて電磁障害と無線周波数妨害を遮蔽す
るように、その基板の電気接地に導電性ハウジングを導
電性接着によって装着する導電性接着剤、を含んでなる
ことを特徴とするファラデーケージ。基板が印刷配線板
であることができ、導電性ハウジングが、金属化された
プラスチックハウジングであることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁障害や無線周
波数妨害の障害から電子機器などを保護するための遮
蔽、とりわけファラデーケージに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電磁障
害（ＥＭＩ）とは、ある電気装置や電子装置から伝導又
は放射されて、別な電気装置や電子装置の動作を妨害し
得る不都合な電気的外乱と定義され、一時的なものも含
む。このような外乱はあらゆる電磁スペクトルで生じ得
る。無線周波数妨害（ＲＦＩ）は、電磁障害と互換的に
使用されることが多いが、電磁スペクトルの無線周波数
部分に限定されることがより適切であり、通常は２４キ
ロヘルツ（ｋＨｚ）〜２４０ギガヘルツ（ＧＨｚ）に限
定される。
【０００３】遮蔽は、電磁障害／無線周波数妨害の源と
保護が望まれる領域の間に挿入された、金属又は他の導
電性構造体と定義される。このような遮蔽は、源から放
射する電磁エネルギーを遮断するために提供することが
できる。また、このような遮蔽は、遮蔽されたシステム
に外的な電磁エネルギーが侵入することを防ぐことがで
きる。実際の仕方として、このような遮蔽は、一般に、
電気接地された導電性ハウジングの形態を取る。電磁障
害／無線周波数妨害のエネルギーは、それによって害な
くアースに散逸される。
【０００４】電磁障害／無線周波数妨害は、集積回路
（ＩＣ）チップ、ＩＣパッケージ、ハイブリッドコンポ
ーネント、及びマルチチップモジュールのような電子部
品の動作を混乱させるため、電子部品から電磁障害／無
線周波数妨害を排除するように種々の方法が使用されて
いる。最も普通の方法は、電子部品を覆うことができる
「カン(can) 」を、印刷配線板のような基板に電気接地
することである。周知のように、カンは、導電性ハウジ
ング、金属化されたカバー、小さな金属ボックス、所与
の周波数帯の放射を最少限にするようにスペースが配置
された有孔導電性ケースの形態、又は電子部品を囲む導
電性表面のその他の任意の形態であることができる遮蔽
体である。電子部品を完全に囲んで取り巻くようにカン
が基板の上に装着された場合、それはファラデーケージ
と称されることが多い。
【０００５】現在、遮蔽用に電子部品の周りにファラデ
ーケージを形成するには、主として２つの方法がある。
第１の方法は、印刷配線板（ＰＷＢ）の上の電子部品を
囲むカンを接地ストリップにハンダ付けすることであ
る。カンをハンダ付けすることは優れた電気特性を提供
するが、この方法は労力がかかり過ぎることが多い。ま
た、ハンダ付けされたカンは、電子部品が再利用される
ことが必要な場合に除去することが困難である。第２の
方法は、例えば複数のネジやクランプのような適切な機
械的留め具で、カン又は他の包囲体を機械的に固定する
ことである。一般に、カンの底面に導電性ガスケット材
料が取り付けられ、印刷配線板の上で接地ストリップと
の良好な電気接触を確保する。カンを機械的に固定する
ことは、電子部品の再利用を容易にさせるが、しかしな
がら、機械的留め具はかさばり、印刷配線板の上で「貴
重な」スペースを占める。
【０００６】現在まで、カンを印刷配線板に取り付ける
ための接着剤は、現実的には検討されていなかった。樹
脂フローなしに適切な電気特性を提供する導電性接着剤
は存在しない。周知のように、電子部品はカンの非常に
近くに配置されることが多いため、導電性接着剤のフロ
ーが、電子部品をカンに電気的にショートさせることが
ある。このことは、カンと完全には平坦でない部分を生
じる印刷配線板の製造公差によってさらに困難にされ
る。取り付けられているパーツの変化は、カンと印刷配
線板の間のいろいろなギャップを与えるであろう。ギャ
ップが大きい領域を導電性接着剤が満たすことを保証す
るのに十分な圧力が加えられると、ギャップが小さい箇
所から導電性接着剤が流れ出るであろう。
【０００７】以上は、既存のファラデーケージの設計上
の制約を説明する。このように、上記の制約の１つ以上
の解決に結びつく改良されたファラデーケージを提供す
ることが有益であろうことは明らかである。したがっ
て、下記により十分に開示される特徴を有する適切な代
替手段が提供される。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明
は、現在まで公知なものを凌駕して、電磁障害と無線周
波数妨害（ＥＭＩ／ＲＦＩ）の遮蔽の技術を進歩させる
ものである。本発明の１つの局面において、電気接地を
有する基板、その基板に電気的に接続された少なくとも
１つの電子部品、導電性ハウジング、及び導電性接着剤
を含む、電磁障害と無線周波数妨害の遮蔽のためのファ
ラデーケージが提供される。導電性接着剤は、基材の中
に多数の通路を有する基材によって限定される。通路
は、基材を形成する材料の複数の壁によって画成され
る。壁は導電性金属の層で覆われる。通路は非導電性接
着剤樹脂で満たされる。導電性ハウジングは、電子部品
に覆いかぶさって基板の電気接地に導電性のある接着に
よって装着され、電磁障害と無線周波数妨害を遮蔽す
る。
【０００９】本発明の目的は、迅速且つ容易に取り付け
られ、良好な電気接地を提供し、部品へのショートを助
長せず、電子部品の簡単な再利用を可能にする、電磁障
害を遮蔽するためのファラデーケージを提供することで
ある。上記の概要及び下記の本発明の好ましい態様の詳
細な説明は、添付の図面と併せて読み進めることによっ
て、より的確に理解されるであろう。本発明の説明のた
め、現状で好ましい態様が図面に示されている。ここ
で、本発明は、示されたそのままの配置や装備に限定さ
れるものではないことを理解すべきである。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１を参照することによって最も
的確に理解されるように、全体を10と示されているファ
ラデーケージが、電磁障害と無線周波数妨害の遮蔽のた
めに提供される。ファラデーケージ10は、少なくとも１
つの電子部品40を覆いかぶさり、基板30の電気接地31に
導電性のある接着によって取り付けられた導電性ハウジ
ング11を備え、電磁障害と無線周波数妨害を遮蔽する。
【００１１】ハウジング11は、例えば厚さ０．０１５イ
ンチのニッケルのシートのような薄い金属シートからな
ることができる。この他の適切な金属としては、限定さ
れるものではないが、銅、アルミニウム、又はスチール
などが挙げられる。また、アルミニウムの場合にはクロ
ム酸コンバージョンコーティング、又は銅若しくはアル
ミニウムの場合にはニッケルメッキで金属を表面処理す
ることが望ましいことがある。表面処理の望ましい特性
は、導電性を維持しながら高い耐環境性であろう。
【００１２】ハウジング11に金属を使用する代わりに、
必要な電気的遮蔽性を兼備した所望の形状を提供するた
め、プラスチック材料を形成し金属化することもでき
る。このようなプラスチック材料には、限定されるもの
ではないが、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、
アセチル、アセチレン−ブタジエン−スチレンターポリ
マー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）、ポリカーボネート、又は液晶ポリマー（ＬＣＰ）
などが挙げられる。表面の金属化は、無電解メッキ、蒸
着、スパッタリング、金属ペイント、熱成形された金属
化遮蔽材などによって提供されることもできる。遮蔽用
の金属には、限定されるものではないが、銅、ニッケ
ル、銀、金、アルミニウムなどが挙げられる。
【００１３】ハウジングは、任意の適切な形状に形成す
ることができるが、ここで、一般に、ハウジングは、開
口端部を有する包囲体を画成する。開口端部は、所定の
幅を有するベースフットプリントを画成する。ハウジン
グの開口端部は電子部品40の上に配置される。ハウジン
グ11は、個々の電子部品が個々に遮蔽されることができ
るように、別々な内部区画を画成することもできる。
【００１４】図１に示されたように、基板30は、印刷配
線板（ＰＷＢ）を含むことができる。印刷配線板は、そ
の上に装着された電子部品40と電気的に接続し、適切な
電気的機能を発揮する。電子部品は、一連の電気接点41
によって印刷配線板に電気的に接続される。電子部品
は、一般に、例えばリードレスパッケージ、スルーホー
ルパッケージ、ガルウィングパッケージ、Ｊ−リードパ
ッケージ、ボールグリッドアレイ、ランドグリッドアレ
イ、又はピングリッドアレイなどの形態である。接点41
は、ソケット、ハンダ、導電性接着剤、又はその他の適
切な手段によって印刷配線板に取り付けられる。
【００１５】図１に示されたように、電磁障害と無線周
波数妨害に対して遮蔽される必要のある電子部品40は、
印刷配線板30のトップ層のパーツとして形成された接地
ストリップ又はリング31によって囲むことができる。こ
の接地リングは、好ましくは、ハウジング11のベースフ
ットプリントの幅と同等以上の幅である。接地リングの
導電性表面は、印刷配線板の製造に使用される任意の常
套法で形成されることができる。リング31を形成するた
めの導電性材料には、限定されるものではないが、エッ
チングされた銅やスクリーン印刷されたポリマーの厚め
のフィルムが挙げられる。また、導電性を維持しながら
耐環境性を高めるため、導電性表面の上にニッケル、
金、銀などの表面金属をメッキすることが望ましいこと
がある。接地リング31は、好ましくは、回路線材、メッ
キされたスルーホールなどによって、印刷配線板の電気
回路の接地路に接続される。
【００１６】ハウジング11は、導電性接着剤20によっ
て、印刷配線板30の上の接地リング31に、接着により電
気的に接続される。接地リングと、部品40の電気接点41
の間のスペースは、電気接点41がハウジング11又は接着
剤20のいずれにも電気ショートするチャンスがないよう
にする。好ましくは、適切なスペースは約０．０４０イ
ンチである。
【００１７】本発明の好ましい態様において、導電性接
着剤20は、基材21の一方の側から他方の側に延びる通路
22を備えた基材21を有する。この基材は、布帛、多孔質
膜、発泡体などでよい。好ましくは、接着剤の基材とし
て使用されたときに追従性を提供するように、弾力性が
あり圧縮性があるべきである。布帛は、必要な通路を有
するならば、織物、不織物、編物などでよい。代表的な
布帛は、ポリアミド、ＰＴＦＥ、ポリエステル、ポリウ
レタン、又はポリイミドなどであることができる。その
強度、圧縮性、耐熱性、及び化学的不活性のため、特に
好ましい基材は多孔質ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）である。
【００１８】本願における用語「多孔質ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）」とは、例えば、伸長又は引
張プロセス、製紙プロセス、フィラー材料がＰＴＦＥ樹
脂に混和され次いで多孔質構造を残存させるために除去
されるプロセス、又は粉末焼結プロセスなどの任意の数
の公知プロセスによって調製されることができる膜を意
味する。好ましくは、多孔質ポリテトラフルオロエチレ
ン膜は、米国特許第３９５３５６６号、同４１８７３９
０号、同４１１０３９２号に開示のような、相互に接続
されたノードとフィブリルの微細構造を有する多孔質延
伸膨張ポリテトラフルオロエチレン膜であり、これらの
特許は本願でも参考にして取り入れられており、それら
を製造するための好ましい材料とプロセスを十分に記載
している。
【００１９】基材21は、一般に０．００３インチ〜約
０．１００インチの厚さを有し、一般にシートの形態を
取るが、その形状は、一緒に結合されるべき部品に適合
することができる。通路22の壁は、無電解メッキ法によ
って壁の上に形成されることができる連続した導電性金
属23をそれらに付着する。代表的な導電性金属には、
銅、ニッケル、銀、金などが挙げられる。金属のコーテ
ィング又はメッキは、通路の体積を充満せず、通路を画
成する材料を覆うに過ぎない。
【００２０】基材がポリエステル布帛のようなポリマー
布帛の場合、そのような導電性メッキされた基材は、モ
ンサント社より商品名フレクトロン(Flectron)材料とし
て入手可能である。基材が延伸膨張多孔質ＰＴＦＥであ
る場合、導電性メッキされた基材は、米国特許第４５５
７９５７号に広く記載のようにして調製されることがで
きる。
【００２１】導電性金属材料が通路の壁の上に適切に配
置されると、残存する通路の体積は非導電性接着剤24で
満たされる。適切な接着剤には、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹
脂、シアネートエステル樹脂などが挙げられる。接着剤
は、基材を接着剤溶液の中に浸すことによって、通路の
中に好都合に吸収される。エポキシ樹脂接着剤につい
て、適切な溶媒はメチルエチルケトンである。
【００２２】導電性ハウジング11は、導電性ハウジング
11と印刷配線板30の間に導電性接着剤20を配置し、導電
性接着剤に圧力及び／又は熱を加え、接着剤をハウジン
グのフットプリントと接地リング31の表面の双方に接着
させることによって、印刷配線板30に取り付けられるこ
とができる。好ましい接着剤は、最少限の圧力のみを必
要として付加的な熱を必要としない感圧接着剤樹脂を使
用することであろう。ここで、必要とされる性能に応じ
て、導電性ハウジングを印刷配線板に取り付けるため
に、熱可塑性、スナップ硬化(snap cure) 、又は熱硬化
性接着剤樹脂が使用されることが好ましいことがある。
【００２３】本発明のもう１つの態様において、導電性
ハウジング11は、導電性接着剤20の連続層と一体に形成
されたプラスチック材料で画成されることもできる。こ
の態様において、導電性接着剤20は、必要な電磁障害と
無線周波数妨害の遮蔽を提供する導電性ハウジングの金
属化と、接地ストリップ31に導電性ハウジング11を導電
性の接着によって装着する結合メカニズムの双方に役立
つ。
【００２４】
【実施例】例１ 本発明の教示にしたがって、先ず、厚さ０．０１５イン
チのニッケルシートを用意し、標準的な引落プロセスを
用い、上面、４つの側面、及び開口底面を有する遮蔽を
形成して導電性ハウジングを調製することによりファラ
デーケージを作成した。ハウジングの底エッジにそっ
て、側面のエッジから０．０４インチ拡張したフランジ
付きエッジを作成した。対応する印刷配線板の上に、ハ
ウジングのフットプリントとマッチする０．０５インチ
の接地ストリップを銅にエッチングした。導電性接着剤
のリングをレーザーカットし、幅０．０４インチでハウ
ジングのフットプリントに追従するリングを作成した。
導電性接着剤は、ポリブタジエン接着剤樹脂が充填され
た、金属化された多孔質延伸膨張ＰＴＦＥの導電性マト
リックスであった。導電性接着剤は、ハンドリングを容
易にするために、両面に剥離ライナーを有した。レーザ
ーカットした導電性接着剤の１つの面から剥離ライナー
を除去し、接着剤リングを、手の圧力を用いて印刷配線
板の接地ストリップに取り付けた。剥離ライナーの他方
の面を除去し、ハウジングを接着剤の上に手の圧力で配
置した。４本線のマイクロオーム計を用いてハウジング
の最上部から接地ストリップのエッジまで測定したとこ
ろ、ハウジングは１２ｍΩの電気抵抗と測定された。
【００２５】例２ 本発明の教示にしたがって、先ず、厚さ０．０１５イン
チのニッケルシートを用意し、標準的な引落プロセスを
用い、上面、４つの側面、及び開口底面を有する遮蔽を
形成してハウジングを調製することによりファラデーケ
ージを作成した。ハウジングの底エッジにそって、側面
のエッジから０．０４インチ拡張したフランジ付きエッ
ジを作成した。対応する印刷配線板の上に、ハウジング
のフットプリントとマッチする０．０５インチの接地ス
トリップを銅にエッチングした。導電性接着剤のリング
をレーザーカットし、幅０．０４インチでハウジングの
フットプリントに追従するリングを作成した。導電性接
着剤は、ポリブタジエン接着剤樹脂が充填された、金属
化された多孔質ポリエステル導電性マトリックスであっ
た。導電性接着剤は、ハンドリングを容易にするため
に、両面に剥離ライナーを有した。レーザーカットした
接着剤の１つの面から剥離ライナーを除去し、接着剤リ
ングを、手の圧力を用いて印刷配線板の接地ストリップ
に取り付けた。剥離ライナーの他方の面を除去し、ハウ
ジングを接着剤の上に手の圧力で配置した。４本線のマ
イクロオーム計を用いてハウジングの最上部から接地ス
トリップのエッジまで測定したところ、ハウジングは１
４３ｍΩの電気抵抗と測定された。
【００２６】本発明の代表的な態様を上記に詳細に説明
してきたが、当業者には、本願で説明した新規な教示や
特長から大きく逸脱することなく多数の変更があり得る
ことが容易に明らかであろう。したがって、それらの変
更はいずれも、請求の範囲に限定された本発明の範囲に
包含されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性接着剤を用いて印刷配線板に取り付けら
れて示された本発明のファラデーケージの断面図であ
り、ファラデーケージが電磁障害／無線周波数妨害の遮
蔽を提供する。
【図２】本発明の教示にしたがった適切な導電性接着剤
の１つの態様の拡大された部分的断面図である。
【符号の説明】
１０…ファラデーケージ １１…導電性ハウジング ２０…導電性接着剤 ３０…印刷配線板 ３１…電気接地 ４１…電気接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ シー．ローワン アメリカ合衆国，デラウェア 19707，ホ ッケシン，ステニング ドライブ 569 (72)発明者 ダニエル デー．ジョンソン アメリカ合衆国，デラウェア 19736，ヨ ークリン，ピー．オー．ボックス 222 (72)発明者 ブラッドレー イー．レイス アメリカ合衆国，デラウェア 19808，ウ ィルミントン，ウッドワード ドライブ 23

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気接地を有する基板、その基板に電気
    接続された少なくとも１つの電子部品、少なくとも１つ
    の開口端部を有する導電性ハウジング、及びその導電性
    ハウジングの開口端部がその少なくとも１つの電子部品
    を覆って配置されて電磁障害と無線周波数妨害を遮蔽す
    るように、その基板の電気接地に導電性ハウジングを電
    気的に接着によって装着する導電性接着剤、を含んでな
    ることを特徴とするファラデーケージ。
  2. 【請求項２】 基板が印刷配線板であることを特徴とす
    る請求項１に記載のファラデーケージ。
  3. 【請求項３】 導電性ハウジングが、金属化されたプラ
    スチックハウジングであることを特徴とする請求項１に
    記載のファラデーケージ。
  4. 【請求項４】 電気接地を有する印刷配線板、その基板
    に電気的に接続された少なくとも１つの電子部品、導電
    性ハウジング、及び基材の中を通る多数の通路を有する
    基材によって画成され、その通路は基材を形成する材料
    の複数の壁によって画成され、その壁は導電性金属の層
    で覆われ、その通路は非導電性接着剤樹脂で満たされた
    導電性接着剤、を含んでなり、 その導電性接着剤は、少なくとも１つの電子部品を覆っ
    て導電性ハウジングを印刷配線板の電気接地に装着し、
    電磁障害と無線周波数妨害を遮蔽することを特徴とする
    ファラデーケージ。
JP9113969A 1996-05-08 1997-05-01 ファラデーケージ Pending JPH1070387A (ja)

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