(57)【要約】【課題】電子部品を搭載した実装基板等において、樹脂と金属メッシュとの協働による保護によって、電子部品のより効果的な保護を実現できるようにする。【解決手段】電子部品４１…を搭載するプリント回路板２１のコア３１ａ部分にコア用金属メッシュ３２を備えるとともに、搭載した電子部品４１…の上面と周面とを覆う部分に金属メッシュ３９を備える。そして、これらの金属メッシュ３２，３９を内包する樹脂層３１ｂ及び樹脂部６１を設ける。この樹脂部６１で、搭載された電子部品４１…を直に覆うように封止した電磁波遮蔽樹脂成形品１１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載される部位を囲繞する部分に金属メッシュが備えられ、
該金属メッシュを内包するように樹脂を成形してなる樹脂部が備えられた
電磁波遮蔽樹脂成形品。
【請求項２】
前記樹脂部が、電子部品を直に覆って封止するものである
請求項１に記載の電磁波遮蔽樹脂成形品。
【請求項３】
前記樹脂部が中空の箱状筐体であり、肉厚内に前記金属メッシュを備えた
請求項１に記載の電磁波遮蔽樹脂成形品。
【請求項４】
電子部品を搭載するプリント配線板のコア部分に金属部材が備えられた
請求項１または請求項２に記載の電磁波遮蔽樹脂成形品。
【請求項５】
プリント配線板の電子部品搭載部分を囲繞する前記金属メッシュが、プリント配線板に設けられたスルーホールに挿入される導通部を有し、
該導通部がプリント配線板のコア部分の金属部材とスルーホールで電気的に接続された
請求項４に記載の電磁波遮蔽樹脂成形品。
【請求項６】
前記金属部材が金属メッシュからなる
請求項４または請求項５に記載の電磁波遮蔽樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば電子部品が搭載される機器の筐体や、プリント配線板、プリント回路板などとして用いられる樹脂成形品に関し、より詳しくは、電磁波を遮蔽して、搭載される電子部品を外部の電磁波から保護したり、電子部品から発せられる電磁波の漏洩を防いだりすることができるような電磁波遮蔽樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路板に搭載される電子部品を埃や水分等から保護するため、封止成形が一般に行われている。封止成形は、たとえば下記特許文献１の図５に開示されているように、電子部品を実装したプリント回路板を金型にセットしてから熱可塑性樹脂を金型内に注入して成形し、電子部品を封止するというものである。
【０００３】
成形時の成形圧力によって電子部品やボンディングワイヤなどが変形、剥離等の損傷を受けることを回避するため、また、衝撃吸収性を得るためには、封止に用いる樹脂は柔軟なものであるのが好ましい。
【０００４】
さらに、パワー系実装基板である場合には、電子部品の発熱により部品が熱膨張するので、膨張を吸収できるようにするためにも柔軟な樹脂であるのが好ましい。
【０００５】
この一方で、外力に強くすることによって電子部品の保護をするためには、硬い樹脂を用いるのが好ましい。
【０００６】
この点、ポッティングによれば上記のような不都合を回避することも可能であるが、ポッティングでは一般に液状の熱硬化性樹脂を用いるため、硬化時間が長くかかるという問題がある。また、成形のためには容器が必要で、部品点数が増え、製造工程が複雑化し、製造コストがかかるという問題点もある。
【０００７】
ところで、電子部品の保護では内外からの電磁波遮蔽も重要である。電磁波の遮蔽には、たとえば下記特許文献２に開示されているように金属メッシュを覆う方法が知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１３３７０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、金属メッシュは電磁波遮蔽の効果を有するのみで、樹脂を用いた場合のような保護効果は得られない。
【００１０】
そこで、この発明は、樹脂と金属メッシュとの協働によって電子部品のより効果的な保護を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのための手段は、電子部品が搭載される部位を囲繞する部分に金属メッシュが備えられ、該金属メッシュを内包するように樹脂を成形してなる樹脂部が備えられた電磁波遮蔽樹脂成形品である。
【００１２】
上記樹脂部は、電子部品を直に覆って封止するものであるとよい。  
また、上記樹脂部が中空の箱状筐体であり、肉厚内に上記金属メッシュを備えたものであるもよい。
【００１３】
電磁波遮蔽樹脂成形品がプリント配線板またはプリント回路板である場合には、電子部品を搭載するプリント配線板のコア部分に金属部材が備えるとよい。
【００１４】
この場合にはさらに、プリント配線板の電子部品搭載部分を囲繞する上記金属メッシュが、プリント配線板に設けられたスルーホールに挿入される導通部を有し、該導通部がプリント配線板のコア部分の金属部材とスルーホールで電気的に接続されたものであるとよい。  
上記金属部材には、たとえば金属メッシュが使用できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明によれば、金属メッシュを内包する樹脂からなる樹脂部を有し、この樹脂部が電子部品を囲繞するので、電子部品は樹脂と金属メッシュに覆われることになり、電磁波遮蔽の効果を有するとともに、埃や水分、衝撃からの保護を図れる。しかも、樹脂部は金属メッシュを内包しているので、樹脂が軟質のものであっても、金属メッシュとの協働で耐衝撃性を得られる。
【００１６】
また、樹脂部内において電子部品を囲繞する金属メッシュは、電子部品から発する熱を伝達して放出するので、この点でも電子部品の保護を図ることができる。そのうえ電子部品を覆う金属メッシュにアースとしての機能を持たせることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。  
図１は、電子部品４１…が実装されているプリント回路板２１（実装基板）をオーバモールディング（全周封止）した電磁波遮蔽樹脂成形品１１（以下、「成形品」という。）の断面図である。図７は、実装基板自体が電子部品搭載機器の筐体としての機能を果たす成形品１１の斜視図である。これらの図に示した如く、樹脂と金属メッシュとの協働によって電子部品４１…のより効果的な保護を実現できるようにするという目的を、電子部品４１…が搭載される部位を囲繞する部分に金属メッシュ３９が備えられ、該金属メッシュ３９を内包するように樹脂を成形してなる樹脂部６１を備えたという構成にて実現した。
【００１８】
上記の囲繞とは、電子部品４１…の四方全体を覆うことのほか、一部分を覆うことも含む意味である。また、樹脂部６１は、電子部品４１…を直に接触して覆うほか、非接触で覆うものであるもよい。すなわち、図１に示した成形品１１のように電子部品４１…を直に覆って封止することも、図７に示した成形品１１のように電子部品４１…の周囲の一部を取り囲むように覆うこともできる。
【００１９】
以下、具体的に説明する。  
【実施例１】
【００２０】
図１に示した成形品１１は、上記のようにプリント回路板２１の全体を封止したものである。すなわち図２に示したようにして製造されたプリント配線板３１に、図３に示したように電子部品４１が搭載されたプリント回路板２１を封止成形（図４、図５参照）して製造される。
【００２１】
まずプリント配線板３１について説明する。  
プリント配線板３１は、メタルコア基板であり、コアは、金属部材としての導電性を有するコア用金属メッシュ３２で構成されている。製造は、図２に模式的に示したように、シート状のコア用金属メッシュ３２（図２（ａ）参照）に対する裁断及び穴あけ工程（図２（ｂ）参照）と、積層一体化工程（図２（ｃ）、（ｄ）参照）と、スルーホール形成、スルーホールめっき、配線パターン形成、プリプレグ及び銅箔の積層一体化、配線パターン形成、ソルダレジストなどの適宜必要な工程（図示せず）を経て行われ、所望のプリント配線板３１が得られる。
【００２２】
コア用金属メッシュ３２は銅線、ニッケル線、アルミニウム線、銀線などで織成される。エキスパンドメタルやパンチングメタルなどで構成することもできる。
【００２３】
上記の裁断及び穴あけ工程は、材料であるコア用金属メッシュ３２をあらかじめ定められた所定の大きさ・形状に裁断するとともに必要な位置に貫通孔３３をあける工程である。貫通孔３３はダイスとポンチを用いた金属加工、ドリル加工などの適宜手段によって行われ、これによってコアとしての穴あき基材３４が得られる。
【００２４】
積層一体化工程は、コアとなる穴あき基材３４の両面にプリプレグ３５と銅箔３６とを順に重ね合わせて熱プレスする工程である。熱プレスは、真空雰囲気中で熱と圧力をかけて行い、溶けたプリプレグ３５の樹脂を穴あき基材３４の貫通孔３３等に充填し、樹脂と穴あき基材３４との密着化を図る。この積層一体化によって、穴あき基材３４からなるコア３１ａの両面に絶縁のための樹脂層３１ｂと、銅箔３６からなる導電層３１ｃが配設された銅張積層板３７が得られる。上記の銅箔３６の一部が、後に配線パターン３６ａ（図１、図２（ｅ）参照）となる。
【００２５】
この一体化においては、熱で溶けたプリプレグ３５の樹脂が、貫通孔３３はもちろんのこと、コア用金属メッシュ３２の網目内にも流入し、流入した樹脂は、金属線同士の隙間を埋めた状態で表裏両面からつながって、穴あき基材３４を介在させた状態で一体となる。このため密着性がよく、アンカー効果が高いので、黒化処理などの粗化処理が不要となる。しかも、樹脂の横への広がりが抑制され、樹脂分の不足によるボイドなども起こらず、厚さも均一になる。  
なお、上記のコア３１ａは、銅板やその他の材料で構成することも可能である。
【００２６】
スルーホール３８は、穴あき基材３４の貫通孔３３のうちの必要な貫通孔３３に対応する位置に、その貫通孔３３と同一またはそれよりも小さく形成され、後に行われるスルーホールめっき３８ａによってスルーホール３８の内面に導電性を付与すると、表裏の導電層３１ｃが電気的に接続可能となる（図２（ｅ）参照）。
【００２７】
このようにして製造されたプリント配線板３１に対して、図３に示したように、必要な電子部品４１…を搭載するとともに、電子部品４１…が搭載される部位の上側と外周側とを囲繞する部分に導電性を有する金属メッシュ３９を取り付ける。金属メッシュ３９は銅線のほか、ニッケル線、アルミニウム線、銀線などで織成される。エキスパンドメタルやパンチグメタルで構成することもできる。
【００２８】
このような金属メッシュ３９と、上記のコア３１ａ部分のコア用金属メッシュ３２とにより、プリント配線板３１上の電子部品４１…は全体が囲繞されることになる。
【００２９】
また、金属メッシュ３９の取り付けに際しては、コア用金属メッシュ３２をあらかじめ所定の形状に成形するとともに、金属メッシュ３９の一部にはコア３１ａとなるコア用金属メッシュ３２と導通するスルーホール３８に挿入される導通部３９ａが備えられている。すなわち、金属メッシュ３９は、コア３１ａとなるコア用金属メッシュ３２とスルーホール３８で接続され、アースとして使用可能となる。同時に、金属メッシュ３９とコア３１ａとしてのコア用金属メッシュ３２は、電子部品４１…から発生する熱を伝達し放出する機能も果たすようになる。
【００３０】
このように電子部品４１…が実装され、金属メッシュ３９が取り付けられたプリント回路板２１は、図４に示したような上型５１と下型５２とからなる金型５３内に保持され（図５参照）、樹脂が注入されて成形される。成形は、ホットメルトモールディングで行う。樹脂には、たとえば熱可塑性のポリアミド系ホットメルトやポリオレフィン系のホットメルト、ポリエステル系ホットメルトなどが使用できる。このほか、熱硬化性樹脂ではあるが、エポキシ系やウレタン系の樹脂も使用可能である。
【００３１】
樹脂は、金属メッシュ３９を通して、プリント回路板２１の上面や電子部品４１…に直に接触するとともに、金属メッシュ３９を内包するように、金型５１に対応した形に成形されて樹脂部６１となる。
【００３２】
成形後は、離型すれば図１に示したように樹脂部６１内にプリント回路板２１の全体が封止された成形品１１が得られる。
【００３３】
このようにして得られた成形品１１について、（１）止水性試験、（２）衝撃落下試験、（３）耐熱試験、（４）電磁波遮蔽試験を行ったところ、次のような評価が得られた。
（１）  止水性試験について  
成形品１１に対して−３０〜１２０℃の３０００サイクル温度衝撃試験を実施した。その後、インクで着色した水を張った水槽に漬け、２４時間のあいだ１mの深さに保った後、成形品を取り出して断面を観察したところ、水の浸入がないことが確認できた。なお、樹脂部６１の成形には、ヘンケル製ホットメルト、硬度「shore  D４８」を使用した。
（２）  衝撃落下試験  
成形品１１を１mの高さから落下させた。落下後の電子部品動作に問題はないことが確認できた。
（３）  耐熱試験  
成形品１１を８５℃、湿度８５％の環境下で、３ヶ月動作させ続けた。その結果、機能損失等が見られなかった。
電磁波遮蔽試験  
コア３１ａ部分のコア用金属メッシュ３２及び電子部品搭載部分を覆う部分の金属メッシュ３９に銅線からなる金属メッシュを用いた成形品１１において、コア用金属メッシュ３２と金属メッシュ３９の開目の違いによる遮蔽効果を試す第１試験（図６（ａ）参照）と、コア用金属メッシュ３２と金属メッシュ３９を構成する材料を異にした場合の遮蔽効果の違いを試す第２試験（図６（ｂ）参照）とを行った。
【００３４】
試験では、ＫＥＣ（関西電子工業振興センター）法を用いて、１０MHz〜１０GHzの周波数帯域の電磁波に対する遮蔽効果を調べた。なお、線径は金属線の太さであり、開目は、金属線間の間隔である。コア用金属メッシュ３２と金属メッシュ３９の網目は正方形に形成されている。
【００３５】
第１試験の結果によれば、開目が小さいほど、電磁波遮蔽効果が高いことがわかる（図６（ａ）参照）。
【００３６】
第２試験の結果によれば、線径および開目を同じくしても、材料によって電磁波遮蔽効果が異なることがわかる（図６（ｂ）参照）。また、導電性の金属としては、銅や銀を用いるのが好ましいことがわかる。
【００３７】
上述のように、電子部品４１…はコア３１ａとなるコア用金属メッシュ３２と、金属メッシュ３９とで全体が囲繞されているので、電磁波遮蔽効果が得られる。この結果、外部の電磁波から電子部品を保護できるとともに、電子部品が発する電磁波の漏洩を防げる。そのうえ、樹脂部６１が金属メッシュ３９を内包しているので、樹脂が軟質のものであっても金属メッシュ３９が補強機能を果たし、剛性が高まり耐衝撃性を得られる。また、電子部品４１…を埃や水分からも保護できる。
【００３８】
しかも、金属メッシュ３９を取り込むように成形された樹脂部６１は、電子部品４１…を直に覆って封止するものであるので、ごみの侵入や水分、衝撃などから電子部品４１…を保護する効果はきわめて高く、上述のように柔軟な樹脂が好適に使用できるので、成形時の成形圧力による電子部品４１…やボンディングワイヤなどが損傷を防ぎ、衝撃吸収性や、電子部品４１…の熱膨張を吸収できる点などで有利である。
【００３９】
さらに、樹脂層３１ｂや樹脂部６１内において電子部品４１…を囲繞するコア用金属メッシュ３２や金属メッシュ３９は、電子部品４１…から発する熱を伝達して放出する。このため、放熱の点からも電子部品４１…の保護を図ることができる。
【００４０】
そのうえ、電子部品４１…を覆う金属メッシュ３９はアースとしての機能も果たすので、ノイズを抑えられるなどの効果を有する。
【実施例２】
【００４１】
次に図７に示した成形品１１について説明する。この説明において、上述の構造と同一または同等の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４２】
図７に示した成形品１１は、たとえば携帯電話機などの電子機器の筐体となるものである。この成形品１１には、プリント配線板に電子部品を搭載したプリント回路板が装着されるのではなく、必要な電子部品４１…が直接実装されている。
【００４３】
なお、電子部品４１…を実装する前の成形品１１は、プリント配線板としての機能を有する。また、図７中、成形品１１の内側底面１１ａの配線パターン３６ａや電子部品４１…は便宜上適宜省略している。図７、図１０中、破線で示した部分は、電子部品４１…が搭載される部位を囲繞する金属メッシュ３９を示す。
【００４４】
筐体となる成形品１１は、図８に示したような銅張積層板３７を成形して、たとえば有底箱状に製造される。銅張積層板３７は、成形後に筐体の内側底面１１ａに相当する面に銅箔３６が存在するように製造される。すなわち、図９に示したように、厚さ方向の中間部分となる部分に位置する上記の金属メッシュ３９の一方側の面にプリプレグ３５，３５と銅箔３６を配設し、他方側の面にプリプレグ３５，３５を位置させて、これらを熱プレスにより積層一体化する。積層一体化された銅張積層板３７では、金属メッシュ３９が両側の樹脂部６１に内包され、樹脂層３１ｂの一方側に銅箔３６からなる導電層３１ｃが備えられた構造となる。
【００４５】
プリプレグ３５は樹脂を含浸したものであるが、樹脂には熱可塑性樹脂やエラストマーを利用するもよい。また、プリプレグを用いるのではなく、金属メッシュ３９に樹脂を含浸させたものを用いることもできる。
【００４６】
成形は、所望の形状に応じて、図１０に示したような雄型７１と雌型７２とからなる一組の金型７３間において軟化温度まで温度を上げてから、金型７３によるプレスをして行う。成形後は、金属メッシュ３９によって囲繞された銅箔３６に対してエッチングをして配線パターン３６ａ（図７参照）を形成するとともに、外周などの不要な部分を切除すればよい。
【００４７】
このように構成された成形品１１でも、実施例１の場合と同様に、別体の電磁波遮蔽シート材等を用いずとも、電磁波遮蔽効果を得ることができる。しかも電子部品を囲繞する部材が金属板ではなく、金属メッシュ３９からなるので、上記のような熱圧縮成形が容易で様々な形状の筐体を得ることができるとともに、金属板を用いた場合に比して軽量である。
【００４８】
そして、電子部品４１…は金属メッシュ３９によって囲繞されているので、電磁波遮蔽効果が得られる。しかも、その金属メッシュ３９を樹脂部６１が内包した構造であるので、電子部品４１…を埃や水分、衝撃から保護することもできるとともに、樹脂部６１を構成する樹脂が軟質のものであっても金属メッシュ３９が補強機能を果たし、剛性が高まり耐衝撃性を得られる。
【００４９】
さらに、樹脂部６１内において電子部品４１…を囲繞する金属メッシュ３９は、電子部品４１…から発する熱を伝達して放出する。このため、放熱の点からも電子部品４１…の保護を図ることができる。
【００５０】
この発明の構成と、上記一形態の構成との対応において、  
この発明の金属部材は、コア用金属メッシュ３２に対応するも、  
この発明は、上述の構成のみに限定されるものではなく、その他の形態を採用することもできる。
【００５１】
たとえば、封止成形による樹脂部の形成は、プリント回路板の全体ではなく部分的に行うもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】電磁波遮蔽樹脂成形品の断面図。
【図２】プリント配線板の概略の製造工程を示す断面図。
【図３】プリント配線板への実装状態を示す断面図。
【図４】成形用金型と実装基板を示す断面図。
【図５】成形用金型のキャビティ内に実装基板を収納した状態の断面図。
【図６】電磁波遮蔽効果を示す試験結果。
【図７】電磁波遮蔽樹脂成形品の斜視図。
【図８】成形前の銅張積層板を示す断面図。
【図９】銅張積層板の分解状態の断面図。
【図１０】成形工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１１…電磁波遮蔽樹脂成形品
２１…プリント回路板
３１…プリント配線板
３１ａ…コア
３１ｂ…樹脂層
３２…コア用金属メッシュ
３８…スルーホール
３９…金属メッシュ
３９ａ…導通部
４１…電子部品
６１…樹脂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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