JPWO2008026247A1

JPWO2008026247A1 - 電磁波シールド構造とその形成方法

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Publication number: JPWO2008026247A1
Application number: JP2008531905A
Authority: JP
Inventors: 木内　大裕; 大裕木内; 保雄椎名
Original assignee: Nihon Houzai Co Ltd
Current assignee: Nihon Houzai Co Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2010-01-14
Also published as: WO2008026247A1

Abstract

電磁波シールドの構造及びその形成方法を改良することにより電子機器の電磁波シールドのコストをできるだけ低減させ、電子機器の製造コストをできるだけ低減させる。複数の電子部品を取り付けた配線基板上に電磁波シールドシートを被覆し、該配線基板を介して該電磁波シールドシートを減圧吸引する。該電磁波シールドシートは、熱可塑性プラスチックシートからなる基層と、該電磁波シールドシートの外側において該基層に直接又は他の層を介して積層形成された金属層とからなる。電磁波シールドシートは減圧吸引により該電子部品の形状に沿って塑性変形し、該電子部品を個別に被覆する。

Description

本発明は、電子機器の配線基板上の各電子部品を不要電磁波から遮蔽する電磁波シールド構造とその形成方法に関するものである。

携帯電話等の情報端末には、撮像素子、レンズ、および撮像素子駆動用ドライバであるＩＣなどの部品をパッケージとして一体化した撮像モジュールが搭載されており、この撮像モジュールを構成している配線基板には、ＣＣＤなどの電子部品が実装されている。この電子部品からは電磁波が発生し、電磁波によって情報端末の通信機能に支障をきたす場合がある。このため、配線基板に実装された電子部品をシールドケースで覆うことで、電磁波を遮蔽している。

図１１に示す従来の電磁波シールド構造では、配線基板１０に実装された各電子部品１２の電磁波遮蔽を目的として、これら電子部品１２を収容する態様で、配線基板１０に金属製のシールドケース１４が組み付けられている。

配線基板１０の表面には、電子部品１２を囲う態様で連続したグランドパターン１６が形成されており、配線基板１０の所定位置に組み付けたシールドケース１４の下方縁部を、各々グランドパターン１６に接触させて導通を図ることにより、各電子部品１２に対する電磁波遮蔽を行なっている。

また、図１２に示す従来の他の電磁波シールド構造では、配線基板１０に実装された各電子部品１２の電磁波遮蔽を目的として、これら電子部品１２を収容する態様で、配線基板１０にシールドケース１８が組み付けられている。

このシールドケース１８は、例えば樹脂モールド成形品の表面にメッキ、蒸着、導電塗装等を施すことにより作成され、各電子部品１２に対応した収容部２０を有している。

配線基板１０の表面には、各電子部品１２の周囲を巡る態様で連続したグランドパターン１６が形成されており、配線基板１０の所定位置に組み付けたシールドケース１８の下方縁部を、グランドパターン１６に接触させて導通を図ることで、各電子部品１２に対する電磁波遮蔽を行なっている。
特開２００４−７１６２９号公報特開２００２−２３２０９９号公報

従来の電磁波シールドは、上述したようにシールドケース１４，１８を必要とし、しかもシールドケース１４，１８は配線基板１０上の電子部品１２の配列に対応して多種類を用意する必要があり、そのためにはシールドケース１４，１８を製造するための多種類の金型が必要になり、従って、金型代のために電子機器の製造コストが増加しているという問題点があった。

また、従来の電磁波シールドは、シールドケース１４，１８を配線基板１０に半田付けしなければならないが、半田付け工程はコストがかかり、この工程によって電子機器の製造コストが増加しているという問題点があった。

本発明が解決しようとする問題点は、電磁波シールドの構造及び被覆方法を改良することにより電子機器の電磁波シールドのコストをできるだけ低減させ、ひいては電子機器の製造コストをできるだけ低減させようとする点にある。

本発明に係る電磁波シールド構造は、複数の電子部品を取り付けた配線基板上に電磁波シールドシートが該電子部品の形状に沿って塑性変形した状態で被覆され、該配線基板は複数の貫通孔とグランドパターンを有し、該電磁波シールドシートは、プラスチックシートからなる基層と、該基層の外側において該基層に直接又は他の層を介して積層形成された金属層とを備えたものからなり、該グランドパターンと該金属層は電気的に接続されていることを特徴とするものである。

また、本発明に係る電磁波シールドシート構造の形成方法は、複数の電子部品を取り付けた配線基板上に電磁波シールドシートを被覆し、該配線基板を介して該電磁波シールドシートを減圧吸引する工程を備え、該配線基板は複数の貫通孔を有し、該電磁波シールドシートは、プラスチックシートからなる基層と、該基層の外側において該基層に直接又は他の層を介して積層形成された金属層とを備えたものからなり、該プラスチックシートは熱可塑性樹脂からなり、前記減圧吸引は加熱下で行なわれることを特徴とするものである。

ここで、前記他の層としては導電性プラスチックを用いてもよい。導電性プラスチックとしては、例えばポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン又はポリアニリンや、汎用のプラスチックにグラファイトや金属粉末を分散させて導電性を付与した複合材を使用することができる

また、前記金属層の厚さは１０００Å〜３０００Åが好ましい。前記金属層の厚さが１０００Å未満の場合は該金属層を均一に蒸着形成することが難しく、ピンホールによる電磁波の漏洩も無視できないという不都合があり、３０００Åを超えると真空成型の際に急峻に成型される部分で該金属層が割れ易いという不都合があるが、１０００Å〜３０００Åの範囲ではかかる不都合がないからである。

また、前記金属層としては銅、アルミニウム、ニッケル、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、金又は銀を挙げることができる。また、前記プラスチックシートとしてはポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はポリスチレン（ＰＳ）樹脂を挙げることができる。尚、このプラスチックシートは電子機器の配線基板に取り付ける関係から難燃性グレードのものが好ましい。

また、前記基層の厚さは５０〜２０００μｍが好ましい。前記基層の厚さが５０μｍ未満の場合は真空成型における電磁波シールドシートの取り扱いがデリケートになり過ぎるという不都合があり、２０００μｍを超えると真空成型が難しくなるという不都合があるが、５０〜２０００μｍの範囲ではかかる不都合がないからである。

また、前記配線基板に形成されている貫通孔の一部は電子部品の近傍に形成されているのが好ましい。貫通孔が電子部品の近傍に形成されていると、電磁波シールドシートが電子部品の間に深く入り込み、各電子部品が相互に良く電磁波シールドされ、従って、電子機器の特性が良好になるからである。

また、前記電磁波シールドシートを減圧吸引する前に、前記電子部品にパテ等の成形材料を付加して前記電子部品の形状がゆるやかになるように補正し、この配線基板を型として前記電磁波シールドシートを減圧吸引してもよい。このようにした場合は電子部品の角部に対応した部分における金属層の割れが少なくなるからである。

本発明は、真空成型の技術を利用して配線基板上の電子部品に電磁波シールドシートを被覆するので、電磁波シールドを金型で成型する必要がなく、従って、金型を作らない分だけ電子機器の製造コストが低減するという利点がある。

また、本発明は、配線基板に電磁波シールドを取り付けるのに半田付けを必要としないので、電磁波シールドの取り付けコストが低減し、従って、半田付けをしない分だけ電子機器の製造コストが低減するという利点がある。

また、本発明は、真空成型の技術を利用して配線基板上の電子部品に電磁波シールドフィルムを被覆するので、電子部品の間に電磁波シールドが潜り込み、各電子部品が相互に良くシールドされ、従って、電子機器の特性が良好になるという利点がある。

図１は本発明に係る電磁波シールド構造の分解説明図である。図２は本発明に係る電磁波シールド構造の断面図である。図３は図２のＡ部拡大図である。図４は試料番号１の電磁波シールドシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図５は試料番号２の電磁波シールドシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図６は試料番号３の電磁波シールドシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図７は試料番号４の電磁波シールドシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図８は試料番号５の電磁波シールドシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図９は試料番号６の電磁波シールドシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図１０は試料番号７のプラスチックシートのシールド効果（ｄＢ）と電磁波の各周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。図１１は従来の電磁波シールド構造の一例の分解説明図である。図１２は従来の電磁波シールド構造の他の例の分解説明図である。

符号の説明

１０配線基板
１２電子部品
１４シールドケース
１６グランドパターン
１８シールドケース
２０収容部
２２電磁波シールドシート
２４貫通孔
２６基層
２８導電層
３０金属層
３２孔
３４バリ

電子機器の電磁波シールドのコストを低減させるという目的を、真空成型の技術を利用して、電磁波シールドの特性を低下させることなく実現した。

図１は本発明に係る電磁波シールド構造の分解説明図、図２は本発明に係る電磁波シールド構造の断面図、図３は図２のＡ部拡大図である。

１０は配線基板であり、配線基板１０の上には複数の電子部品１２が取り付けられ、配線基板１０の上面にはグランドパターン１６が形成されている。配線基板１０の上面側は電子部品１２の形状に沿って塑性変形した状態の電磁波シールドシート２２によって被覆されている。

配線基板１０には複数の貫通孔２４が分散した状態で設けられている。貫通孔２４は電子部品１２の際に沿っても設けられている。

電磁波シールドシート２２は、プラスチックシートからなる基層２６と、基層２６の外側、電子部品１２と接しない側に導電層２８を介して積層形成された金属層３０とからなる。基層２６は、０．１ｍｍの厚さのポリカーボネート（ＰＣ）樹脂シートからなり、導電層２８はポリチオールからなり、金属層３０は銅の蒸着層（厚さ：１０００Å〜３０００Å）からなる。

電磁波シールドシート２２には予め金属層３０側から基層２６の側に向けて孔３２が開けられ、孔３２の縁のバリ３４は裏側（配線基板１０側）へ返っており、バリ３４の金属層３０はグランドパターン１６に接し、孔３２の中には半田が充填され、孔３２及びバリ３４の金属層３０はグランドパターン１６と電気的・機械的に接続されている。

次に、上記電磁波シールドシート構造を配線基板上に形成する方法について説明する。

まず、配線基板１０上に電磁波シールドシート２２を被覆する。ここで、電磁波シールドシート２２は金属層３０を外側に向け、基層２６を内側、すなわち基層２６を電子部品１２の側に向けた状態で被覆する。

次に、電磁波シールドシート２２を加熱・軟化させる。ここで、配線基板１０を予め加熱しておいても良いし、被覆した後で電磁波シールドシート２２を加熱しても良い。

次に、配線基板１０を介して電磁波シールドシート２２を減圧吸引する。電磁波シールドシート２２は減圧吸引によって配線基板１０側に吸引され、熱で配線基板１０上の電子部品１２の形状に沿って塑性変形し、電子部品１２を被覆するようになる。

なお、図３に示すように、電磁波シールドシート２２には予め金属層３０側から基層２６の側に向けて孔３２を開けておき、孔３２の縁のバリ３４が裏側へ返るようにし、バリ３４の金属層３０がグランドパターン１６に接するようにしておく。そして、孔３２に半田を付けることにより孔３２及びバリ３４の金属層３０はグランドパターン１６と電気的・機械的に接続されることになる。

下の表１に示すように、金属層３０の厚さが１０００Å、１５００Å、３０００Åで、金属層３０が銅の蒸着層からなる電磁波シールドシートと、金属層３０を有しないプラスチックシート（ＰＣ）を用いて、電磁波のシールド率（ｄＢ）を電磁波の各周波数について、ＫＥＣ法（関西電子工業振興センター）により測定したところ図４〜図１０に示す通りの結果が得られた。

図４〜図１０に示す結果によれば、本発明に係る電磁波シールド構造は、電磁波の周波数１０〜１０００ＭＨｚで４０ｄＢ以上のノイズ抑制効果を有していることがわかり、この電磁波シールド構造を用いた場合はシールド率９９％が達成できることがわかる。

Claims

複数の電子部品を取り付けた配線基板上に電磁波シールドシートが該電子部品の形状に沿って塑性変形した状態で被覆され、該配線基板は複数の貫通孔とグランドパターンを有し、該電磁波シールドシートは、プラスチックシートからなる基層と、該基層の外側において該基層に直接又は他の層を介して積層形成された金属層とを備えたものからなり、該グランドパターンと該金属層は電気的に接続されていることを特徴とする電磁波シールド構造。
前記貫通孔が電子部品の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールド構造。
前記他の層が導電性を有する材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁波シールド構造。
前記導電性を有する材料が導電性プラスチックであることを特徴とする請求項３に記載の電磁波シールド構造。
前記金属層の厚さが１０００Å〜３０００Åであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電磁波シールド構造。
前記金属層が銅、アルミニウム、ニッケル、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、金又は銀からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電磁波シールド構造。
前記プラスチックシートがポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はポリスチレン（ＰＳ）樹脂からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電磁波シールド構造。
前記基層の厚さが５０〜２０００μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電磁波シールド構造。
複数の電子部品を取り付けた配線基板上に電磁波シールドシートを被覆し、該配線基板を介して該電磁波シールドシートを減圧吸引する工程を備え、該配線基板は複数の貫通孔を有し、該電磁波シールドシートは、プラスチックシートからなる基層と、該基層の外側において該基層に直接又は他の層を介して積層形成された金属層とを備えたものからなり、該プラスチックシートは熱可塑性樹脂からなり、前記減圧吸引は加熱下で行なわれることを特徴とする電磁波シールド構造の形成方法。
前記貫通孔が電子部品の近傍に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記他の層が導電性を有する材料からなることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記導電性を有する材料が導電性プラスチックであることを特徴とする請求項１１に記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記金属層の厚さが１０００Å〜３０００Åであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記金属層が銅、アルミニウム、ニッケル、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、金又は銀からなることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記プラスチックシートがポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はポリスチレン（ＰＳ）樹脂からなることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記基層の厚さが５０〜２０００μｍであることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の電磁波シールド構造の形成方法。
前記電子部品に成形材料を付加して形状を補正した後に前記電磁波シールドシートを減圧吸引することを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載の電磁波シールド構造の形成方法。