(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装された素子部品を外部から遮蔽するシールドケースの集合体であって、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り、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してなることを特徴とするシールドケース集合体。  
【請求項２】
前記シールドケースが、電鋳法によって形成され、その厚さが０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍであり、内側の高さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、天板の一辺の長さが０．２ｍｍ〜１５ｍｍである請求項１記載のシールドケース集合体。
【請求項３】
前記シールドケースが、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金である請求項１又は２に記載のシールドケース集合体。
【請求項４】
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−鉄である請求項３に記載のシールドケース集合体。
【請求項５】
プリント基板に縦ｍ個×横ｎ個（ｍ、ｎは、それぞれ独立に、２以上の整数を表す）からなる素子部品を実装して素子部品集合体を作製し、該素子部品集合体に請求項１〜４のいずれかに記載のシールドケース集合体を実装して電子部品集合体を作製後、該電子部品集合体を個片に切り分けることを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳチップ等の素子部品を覆うシールドケース集合体、及びそれを用いた電子部品の製造方法に関する。さらに詳しくは、小型、軽量化され、容易に個片に分割可能な金属製シールドケース集合体、及び該シールドケース集合体を、予めプリント基板に多数個実装された素子部品集合体に実装し、分割することで、電子部品を低価格かつ高効率で製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上に実装されるチップ等の素子部品を、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  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  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。
【０００３】
上記の例のように、素子部品の小型化が進むにつれ、電子部品は、複数の部品の集合体として製造され、しかる後、個片に分割して提供されている。個片への分割は、例えば、セラミックス等からなるプリント基板側に、予め分割部分にＶ溝加工を施しておく等により、Ｖ溝加工部を分断することにより行うことができる。
一方、小型化されたシールドケース集合体の作製に関しては、従来の板金の絞り加工や曲げ加工では、寸法精度、生産性の観点から不利であり、しかも、分割に際しては、プリント基板同様、シールドケースにも予めＶ溝加工を施しておく必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０７２５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１９９３５３号公報
【特許文献３】特開２００９−２４７００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、従来のシールドケースが有する前記問題に対処するために、小型化された素子部品に実装可能なシールドケースとして、電鋳法によるシールドケース集合体を先に提案した（特願２０１０−２１８９８１号明細書）。
しかしながら、提案したシールドケースのように、厚さの薄い金属製シールドケースを使用する場合、金属材料又は厚さによっては、シールドケースへのＶ溝加工が難しくなるため、容易に分割加工できないという問題があった。
このため、シールドケースの集合体をプリント基板に実装した後、ダイシング機等で切断して分割するか、または素子部品をプリント基板に実装した後、予め個片に分割したシールドケースを所定の位置に実装する必要があった。
本発明は、このような状況下になされたものであって、容易に個片に分割可能なシールドケース集合体及びそれらをプリント基板の素子部品集合体に実装した電子部品集合体から、低価格かつ高効率で電子部品を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、金属製シールドケース集合体の分割する箇所に、レーザー光を照射し焼入れすることによって、容易に個片に分割可能なシールドケース集合体が得られることを見出した。
また、プリント基板に素子部品を多数個実装して素子部品集合体となし、前記シールドケース集合体で実装後、容易に個片に切り分けることにより、電子部品を低価格かつ高効率で製造し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
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シールドケースの集合体であって、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り、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してなることを特徴とするシールドケース集合体、
（２）前記シールドケースが、電鋳法によって形成され、その厚さが０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍであり、内側の高さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、天板の一辺の長さが０．２ｍｍ〜１５ｍｍである上記（１）に記載のシールドケース集合体、
（３）前記シールドケースが、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金である上記（１）又は（２）に記載のシールドケース集合体、
（４）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（３）に記載のシールドケース集合体、及び
（５）プリント基板に縦ｍ個×横ｎ個（ｍ、ｎは、それぞれ独立に、２以上の整数を表す）からなる素子部品を実装して素子部品集合体を作製し、該素子部品集合体に上記（１）〜（４）のいずれかに記載のシールドケース集合体を実装して電子部品集合体を作製後、該電子部品集合体を個片に切り分けることを特徴とする電子部品の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーザー光の照射により容易に個片に分割可能な複数個のシールドケースが一体となったシールドケース集合体を、プリント基板上の素子部品集合体に実装することで、電子部品を容易に個片に切り分けることができ、電子部品を低価格かつ高効率で、製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明で使用したシールドケース集合体とシールドケースを個片に分割するためのレーザー照射箇所の一例を示す説明図である。
【図２】本発明で使用したレーザー加工装置（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である。
【図３】本発明のレーザー焼入れを施したシールドケース集合体を用いて電子部品を製造する工程の一例を工程順に示す説明図である。
【図４】本発明のレーザー焼入れを施したシールドケース集合体を用いて電子部品を製造する工程の一つである分割工程の一例を説明するための分割機及び電子部品集合体の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本発明に使用するシールドケース集合体について説明する。
［シールドケース集合体］
本発明で使用されるシールドケースは、縦ｍ個×横ｎ個の多数個のシールドケース（ｍ、ｎは、それぞれ独立に、２以上の整数を表す）を、板チョコ状に規則的に並べてなる多数個取りの金属製シールドケースである。ｍ、ｎの数は、好ましくは２〜１００であり、２以上であると電子部品の生産性に寄与し、１００以下であるとプリント基板上の素子部品集合体とシールドケース集合体間との位置合わせが精度良くできるため好ましい。
【００１１】
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以下であるとレーザー加工時間が短くなり生産性に優れると共に、軽量であり材料コストも下がるため好ましい。
【００１２】
前記シールドケースの寸法は、特に限定されないが、ピックアンドプレース動作等を含む搬送及びシールドケースの機械的強度を考慮した場合、内側の高さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましく、天板の一辺の長さは０．２ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００１３】
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お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。
【００１４】
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、機械的強度、寸法精度、コスト及び生産性の観点から、板金の絞り加工や曲げ加工では、製造することは不利であるため、金属製品の複製法の一つである電鋳法によって製造するのが好ましい。これは、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製造するものである。
【００１５】
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、クロム酸溶液に浸潰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。
【００１６】
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択される。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。
【００１７】
次に、本発明のレーザー光照射による焼入れについて説明する。
［レーザー光照射による焼入れ］
本発明の、シールドケース集合体の分割箇所への焼入れは、所定の波長を有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。
シールドケース集合体の分割箇所へ焼入れを行うと、焼入れ条件（冷却条件にも依存）により異なるが、通常、焼入れされた部位の硬度は増すが、逆に衝撃には脆くなるため、分割が容易になる。
【００１８】
本発明に使用したシールドケース集合体の加工方法について説明する。
［シールドケース集合体の加工方法］
本発明で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。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〜３０Ｗで、加工速度を５０ｍｍ／分〜３００ｍｍ／分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１Ｗ〜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。尚、レーザー光の照射エネルギーによっては、金属製シールドケースの表面が溶出し、レーザー光のビーム径の幅で細い線状痕が形成されることがあるが、その深さを金属製シールドケースの厚さの１／２以下に収まるように、上記のような加工条件を設定することにより、例えば、プリント基板への実装工程での搬送の際に金属性シールドケース自体が分割されてしまうおそれもなく、実装（プリント基板との接合）後、良好な分割ができる。
【００１９】
図１は本発明で使用したシールドケース集合体とシールドケースを個片に分割するためのレーザー照射箇所の一例を示す説明図である。また、図２は本発明で使用したレーザー加工装置（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である。
図１に示すように、シールドケース集合体１の分割箇所である隣接するシールドケース３間の中心線２に沿って、レーザー光４を照射し、走査（移動）することで、シールドケース集合体１の分割箇所を焼入れする。
尚、図２に示すように、レーザー加工装置（発振機）５から出射したレーザー光４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いる。
実際の走査に関しては、レーザー光４を直接走査しても良いが、レーザーヘッド部等からの粉塵の落下を抑制するために、シールドケース集合体１（予めステージ上に固定）を移動させても良い。
分割箇所に関しては、通常、隣接するシールドケース３間の中心線２が選ばれるが、特に制限されない。ただし、プリント基板に実装し個片に分割する場合には、分割後の、破断面の平滑性、またバリ、クラック等の発生の抑制の観点から、シールドケース集合体１の分割箇所とプリント基板（シールドケースを実装する面に対し裏面側）に予め設けたＶ溝箇所（部）との位置関係については、互いに重なり合うように対応させておくことが好ましい。
【００２０】
本発明のレーザー焼入れを施したシールドケース集合体を使用した電子部品の製造方法について説明する。
［電子部品の製造方法］
図３は本発明のレーザー焼入れを施したシールドケース集合体を用いて電子部品を製造する工程の一例を工程順に示す説明図である。
まず、図３（ａ）に示すように、予めＶ溝１０を加工したプリント基板９に、素子部品８を縦ｍ×横ｎ個（ｍ、ｎは、それぞれ独立に、２以上の整数を表す）を実装して素子部品集合体となした後、図３（ｂ）に示すように、前記シールドケース集合体をプリント基板９に実装する。
【００２１】
実際の実装は、前記シールドケース集合体とプリント基板９との接合により行うが、接合に関しては、導電性接着材の熱硬化又はクリームはんだのリフロー等により行う。しかる後、図３（ｃ）におけるＶ溝１０の位置でプリント基板を個片に切り分けることで、中心線２に焼入れされたシールドケース集合体が、同時に一体となって容易に切り分けられ、図３（ｄ）に示す電子部品１１を、短時間で多数個得ることができる。
【００２２】
ここで、シールドケース集合体が実装されたプリント基板の個片への切り分け方法の一例を説明する。図４は本発明のレーザー焼入れを施したシールドケース集合体を用いて電子部品を製造する工程の一つである分割工程の一例を説明するための分割機及び電子部品集合体の模式図である。
まず、分割機１２は、ベース１３、クランプ１４、分割ヘッド１５及び搬送コンベア１６で構成されている。ベース１３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個の電子部品集合体は、分割位置でクランプ１４の下降により固定される。次いで、分割ヘッド１５が下降し、プリント基板のＶ溝に沿って、縦方向（紙面に立てた法線方向）ｍ個の電子部品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１６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集合体は、上記と同様にして、ｍ個の電子部品に切り分けられる。
このように個片に切り分けることで、容易に多数個の電子部品を得ることができる。
【００２３】
本発明において用いられる素子部品としては、具体的には、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が挙げられる。
【実施例】
【００２４】
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。
［シールドケース集合体の作製］
等間隔に１４個×１８個の凸部（幅２．６ｍｍ×長さ３．６ｍｍ×高さ０．７ｍｍ）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。
【００２５】
［実施例１］
隣接する個々のシールドケース３間の中心線２に沿って、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、波長１１００ｎｍの赤外レーザー光を、出力２０Ｗで連続発振し、２００ｍｍ／分の加工速度で走査し、焼入れを行った。
次に、クリームはんだを印刷したプリント基板９の所定の位置に、前記レーザー焼入れ加工したシールドケース集合体を搭載して、はんだリフローによりプリント基板９に実装した。
【００２６】
［実施例２］
隣接する個々のシールドケース３間の中心線２に沿って、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である３５５ｎｍの紫外レーザー光を、２０ｋＨｚで発振し、２００ｍｍ／分の加工速度で走査し、焼入れを行った。
実施例１と同様にしてクリームはんだを印刷したプリント基板９の所定の位置に、前記レーザー焼入れ加工したシールドケース集合体を搭載して、はんだリフローによりプリント基板９に実装した。
【００２７】
［比較例１］
クリームはんだを印刷したプリント基板９の所定の位置に、レーザー焼入れをしていないシールドケース集合体１を搭載して、はんだリフローによりプリント基板９に実装した。
【００２８】
［評価方法］
実施例１、実施例２及び比較例１で作製した各シールドケース集合体を実装したプリント基板９を、プリント基板９に予め設けたＶ溝１０に沿って、電子部品を個片に分割した後、シールドケース３の破断面を観察し、平滑であれば○、バリ、クラック等の発生、または分割が不能な場合を×として評価した。評価結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
0005560236.tif 000002
【００３０】
分割線（中心線）に沿ってレーザー光で焼入れした金属製シールドケース集合体を、プリント基板に実装した電子部品集合体は、個片への分割が容易であり、しかも、金属製シールドケースの分割面はバリのないシャープな端面であった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のレーザー焼入れを施したシールドケース集合体は、容易に個片に分割可能であり、プリント基板に多数個実装された素子部品（前記ＭＥＭＳマイクロフォン、水晶振動子、無線モジュール等に適用される）集合体に実装し、プリント基板のＶ溝部に沿って、一括に分割することで、低価格かつ高効率で、電子部品を製造することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１：シールドケース集合体
２：中心線
３：シールドケース
４：レーザー光
５：レーザー発振機
６：ミラー
７：レンズ
８：素子部品
９：プリント基板
１０：Ｖ溝
１１：電子部品
１２：分割機
１３：ベース
１４：クランプ
１５：分割ヘッド
１６：搬送コンベア
【図１】
0005560236.tif 000003
【図２】
0005560236.tif 000004
【図３】
0005560236.tif 000005
【図４】
0005560236.tif 000006