特許 7632924 シールド部品、電子機器、及び、シールド部品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-10

(45)【発行日】2025-02-19

(54)【発明の名称】シールド部品、電子機器、及び、シールド部品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20250212BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 W

H05K9/00 M

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024021779

(22)【出願日】2024-02-16

【審査請求日】2024-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(72)【発明者】

【氏名】下林 時生

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１９１１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０７７９４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－２２８４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２７８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１１４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１８２５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下地金属板上にメッキ層を有する金属板と、
前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に配置された複数の親水性ブロックと、
を備え、
前記親水性ブロックに対する鉛フリー半田の濡れ性は、前記メッキ層に対する前記鉛フリー半田の濡れ性よりも高い、
シールド部品。

【請求項2】

前記親水性ブロックの単位体積当たりの表面積は、前記メッキ層の単位体積当たりの表面積よりも高い、請求項１記載のシールド部品。

【請求項3】

前記下地金属板は、ステンレス鋼板、アルミニウム板、真鍮板、洋白板、又は、ブリキ板である、請求項１記載のシールド部品。

【請求項4】

前記メッキ層は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、又は、これらの２種以上の組み合わせからなる、請求項１記載のシールド部品。

【請求項5】

前記親水性ブロックは、紫外線硬化樹脂からなる、請求項１記載のシールド部品。

【請求項6】

前記親水性ブロックの表面は、複数の凹部又は凸部を有する凹凸面となっている、請求項１記載のシールド部品。

【請求項7】

導体パターンを有するプリント配線基板と、
前記プリント配線基板上に実装された電子部品と、
前記電子部品を覆うように配されるとともに、鉛フリー半田によって前記プリント配線基板の前記導体パターンに固定されている請求項１乃至６のいずれか一に記載のシールド部品と、
を備える、電子機器。

【請求項8】

下地金属板上にメッキ層を成膜する工程と、
前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に複数の親水性ブロックを形成する工程と、
を含み、
前記親水性ブロックに対する鉛フリー半田の濡れ性は、前記メッキ層に対する前記鉛フリー半田の濡れ性よりも高い、
シールド部品の製造方法。

【請求項9】

前記複数の親水性ブロックを形成する工程では、前記親水性ブロックの表面が複数の凹部又は凸部を有する凹凸面を有するように前記複数の親水性ブロックを形成する、
請求項８記載のシールド部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド部品、電子機器、及び、シールド部品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器に実装されるプリント配線基板には、プリント配線基板上に実装された電子部品を、電磁波や放射線の影響から保護するために、電子部品を覆うように配されたシールド部品（シールドカバー、シールドケース等）が実装されたものがある。シールド部品は、半田によってプリント配線基板の導体パターンに固定され、アースに電気的に接続される。半田には、環境保全の取り組みから、鉛半田の使用が制限され、鉛フリー半田が用いられるようになっている。鉛フリー半田は、鉛半田に比べて、表面張力、界面張力、安定酸化皮膜の形成、電気化学要因（電極電位）などの違いにより、導体パターン上で濡れ広がりにくいという性質がある。濡れ広がりにくいと、半田結合が形成されない不具合が発生しやすい。半田結合が形成されない場合、シールド効果や、シールド部品の基板との接着強度が低下し、製品として不適切な状態となる。そのため、鉛フリー半田が導体パターンだけでなくシールド部品上でも濡れ広がる（接触角を小さくする）ことが望まれる。

【0003】

シールド部品上で鉛フリー半田が濡れ広がるようにしたものとして、例えば、特許文献１では、下地鋼板の表面にメッキ層を形成して、当該メッキ層の表面に凹凸を形成したものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－２３２１８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

以下の分析は、本願発明者により与えられる。

【0006】

しかしながら、特許文献１のシールド部品は、シールド部品の表面全体がメッキ層になっており、凹凸によってメッキ層の厚さが一定でないので、シールド部品の製造過程において、メッキ層が変質したり、欠けたり、薄くなる部分が発生して、メッキ層と鉛フリー半田との結合が安定しない可能性がある。

【0007】

本発明の主な課題は、シールド部品のメッキ層と鉛フリー半田との結合を安定化させることに貢献することができるシールド部品、電子機器、及び、シールド部品の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の視点に係るシールド部品は、下地金属板上にメッキ層を有する金属板と、前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に配置された複数の親水性ブロックと、を備える。

【0009】

第２の視点に係る電子機器は、導体パターンを有するプリント配線基板と、前記プリント配線基板上に実装された電子部品と、前記電子部品を覆うように配されるとともに、鉛フリー半田によって前記プリント配線基板の前記導体パターンに固定されている前記第１に係るシールド部品と、を備える。

【0010】

第３の視点に係るシールド部品の製造方法は、下地金属板上にメッキ層を成膜する工程と、前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に複数の親水性ブロックを形成する工程と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

前記第１～第３の視点によれば、シールド部品のメッキ層と鉛フリー半田との結合を安定化させることに貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示に係るシールド部品の構成の一例を模式的に示した斜視図である。

【図2】本開示に係るシールド部品の構成の第１例を模式的に示した（Ａ）平面図、（Ｂ）領域Ｒ１の拡大平面図である。

【図3】本開示に係るシールド部品の構成の第１例を模式的に示した図２（Ｂ）のＸ－Ｘ’間の断面図である。

【図4】本開示に係るシールド部品の親水性ブロックの構成の第１例を模式的に示した（Ａ）斜視図、（Ｂ）Ｙ－Ｙ’間の断面図である。

【図5】本開示に係るシールド部品の製造方法を模式的に示した工程部分断面図である。

【図6】本開示に係るシールド部品の構成の第２例を模式的に示した部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。また、下記の形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。

【0014】

［形態１］
形態１に係るシールド部品について図面を用いて説明する。図１は、本開示に係るシールド部品の構成の一例を模式的に示した斜視図である。図２は、本開示に係るシールド部品の構成の第１例を模式的に示した（Ａ）平面図、（Ｂ）領域Ｒ１の拡大平面図である。図３は、本開示に係るシールド部品の構成の第１例を模式的に示した図２（Ｂ）のＸ－Ｘ’間の断面図である。図４は、本開示に係るシールド部品の親水性ブロックの構成の第１例を模式的に示した（Ａ）斜視図、（Ｂ）Ｙ－Ｙ’間の断面図である。

【0015】

シールド部品１０は、電子機器（例えば、通信装置、電源装置等）に実装されるプリント配線基板（例えば、マザーボード；図示せず）上に実装された電子部品（例えば、半導体パッケージ；図示せず）を、電磁波や放射線の影響から保護するために、当該電子部品を覆うように配される部品である（図１参照）。シールド部品１０は、半田（図示せず）によってプリント配線基板（図示せず）の導体パターン（図示せず）に固定され、アースに電気的に接続される。シールド部品１０は、シールド部品１０の表面と半田との結合性を改善するように、金属板１１（メッキ層１１ｂ）の表面に、複数の親水性ブロック１２を、任意又は所定の間隔で、ドット状（水玉状）に配置した構成となっている。シールド部品１０は、任意の形状に成形することができ、例えば、図１のように成形部１３で折り曲げてカバー状に成形したり、箱状に成形してもよい。

【0016】

金属板１１は、下地金属板１１ａ上にメッキ層１１ｂを有する板状の部材である（図１～図３参照）。下地金属板１１ａには、例えば、ステンレス鋼板、アルミニウム板、真鍮板、洋白板、ブリキ板等を用いることができる。メッキ層１１ｂには、鉛フリー半田が濡れ広がりやすい金属メッキを用いることができ、例えば、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ等を用いることができ、これらの２種以上の組み合わせたものでもよい。鉛フリー半田として、例えば、Ｓｎ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｚｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｉｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｚｎ－Ａｌ系等の鉛フリー半田を用いることができる。ここで、半田の濡れ性に関わる要因のうち、表面張力に着目すると、物質が親水面を持っている場合、表面積が大きくなるほど接触角が小さくなることが知られているが（Wenzelの式；R. N. Wenzel, J.Phys., Colloid Chem. 53, 1466 (1949).参照）、メッキ層１１ｂに対して熱的加工、化学的加工（腐食）、物理的加工を用いて表面積を拡大させると、鉛フリー半田とメッキ層１１ｂとの間の半田結合が形成されにくくなることが本願発明者によって見出された。

【0017】

親水性ブロック１２は、親水性を有するブロックである（図１～図４参照）。親水性ブロック１２の親水性は、メッキ層１１ｂの親水性よりも高い。親水性ブロック１２には、親水性材料が用いられ、例えば、紫外線硬化樹脂を用いることができ、紫外線硬化アクリル樹脂、紫外線硬化ウレタン樹脂等を用いてもよい。親水性ブロック１２に対する鉛フリー半田の濡れ性は、メッキ層１１ｂに対する鉛フリー半田の濡れ性よりも高い。親水性ブロック１２の単位体積当たりの表面積は、メッキ層１１ｂの単位体積当たりの表面積よりも高くすることができる。親水性ブロック１２は、例えば、光インプリント、スクリーン印刷、熱転写等の印刷技術を用いて形成することができる。親水性ブロック１２の表面（平面ないし側面）は、複数の微細な凹部又は凸部を有する凹凸面（段差面、錐面を含む）とすることができる（図４（Ｂ）参照）。凹凸面における凹部の形状及び配置は、任意である。親水性ブロック１２は、金属板１１の表面に、任意又は所定の間隔で、重ならないようにドット状（水玉状）に配置されている。これにより、半田結合に必要な金属板１１の表面（メッキ層１１ｂ）を露出させながら、金属板１１の表面を侵さずに、親水性ブロック１２を含むシールド部品１０の表面積を拡大させて接触角を小さくし、半田の濡れ性を向上させることができる。親水性ブロック１２の形状（平面形状）は、任意であり、矩形（四角）に限らず、丸、三角、その他の形状であってもよい。親水性ブロック１２の配置も、任意である。

【0018】

次に、形態１に係るシールド部品の製造方法について図面を用いて説明する。図５は、本開示に係るシールド部品の製造方法を模式的に示した工程部分断面図である。

【0019】

まず、プレス成形されていない板状の下地金属板１１ａを用意し（図５（Ａ）参照）、メッキ技術を用いて、下地金属板１１ａ上にメッキ層１１ｂを成膜する（図５（Ｂ）参照）。これにより、下地金属板１１ａ上にメッキ層１１ｂを有する金属板１１ができる。なお、下地金属板１１ａは、プレス成形されたときにカバー状、箱状等の形状となるように、メッキ層１１ｂを成膜する前に、所定の形状に切断しておいてもよい。

【0020】

次に、金属板１１上（メッキ層１１ｂ上）に、任意又は所定の間隔で、ドット状（水玉状でも可）に複数の親水性ブロック１２を形成する（図５（Ｃ）参照）。親水性ブロック１２は、例えば、光インプリント法を用いて形成することができる、すなわち、メッキ層１１ｂ上に液状の紫外線硬化樹脂を塗布し、当該紫外線硬化樹脂に透明な型を押しつけ、紫外線を照射して当該紫外線硬化樹脂を光硬化させることによって形成することができる。プリントの際、半田接合する金属板１１の表面（メッキ層１１ｂ）を露出させながら親水性ブロック１２を一定の間隔でプリントする。また、親水性ブロック１２の表面に凸凹部を形成することができる。凹凸部を形成することで、表面積が増えて接触角が小さくなり、シールド部品１０上で鉛フリー半田が濡れ広がりやすくなる。

【0021】

次に、親水性ブロック１２を含む金属板１１を、所定の形状にプレス成形して、成形部１３を有するシールド部品１０（例えば、図１のような形状のシールド部品１０）を作製する（図５（Ｄ）参照）。

【0022】

このようにして作製されたシールド部品１０は、プリント配線基板（図示せず）に実装された電子部品（図示せず）を覆うようにして、鉛フリー半田（図示せず）によってプリント配線基板の導体パターン（図示せず）に接合される。この際、シールド部品１０の表面に溶融半田が接触すると、シールド部品１０の表面で半田が濡れ広がりやすくなり、半田結合性が改善される。

【0023】

形態１によれば、メッキ層１１ｂ上に親水性ブロック１２を形成してシールド部品１０の表面積を拡大させてシールド部品１０の表面での鉛フリー半田の接触角を小さくして鉛フリー半田の濡れ性を向上させているので、露出しているシールド部品１０のメッキ層１１ｂと鉛フリー半田との結合を安定化させることに貢献することができる。

【0024】

また、形態１によれば、金属板１１におけるメッキ層１１ｂに対して熱的加工、化学的加工（腐食）、物理的加工を用いないで親水性ブロック１２を形成してシールド部品１０の表面積を拡大させているので、メッキ層１１ｂの変質や欠けや薄膜化がなくなり、シールド部品１０の表面での半田結合を安定化させることができる。

【0025】

また、形態１によれば、半田結合に必要なメッキ層１１ｂを部分的に露出させながら、メッキ層１１ｂ上に親水性ブロック１２を形成しているので、シールド部品１０の表面での鉛フリー半田の濡れ性を改善しつつ、鉛フリー半田とメッキ層１１ｂとを溶け合わせて半田結合を確保することができる。

【0026】

［形態２］
形態２に係るシールド部品について図面を用いて説明する。図６は、本開示に係るシールド部品の構成の第２例を模式的に示した部分断面図である。

【0027】

シールド部品１０は、下地金属板１１ａ上にメッキ層１１ｂを有する金属板１１と、メッキ層１１ｂ上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に配置された複数の親水性ブロック１２と、を備える。

【0028】

形態２によれば、メッキ層１１ｂ上に親水性ブロック１２を形成してシールド部品１０の表面積を拡大させてシールド部品１０の表面での鉛フリー半田の接触角を小さくして鉛フリー半田の濡れ性を向上させることができるので、露出しているシールド部品１０のメッキ層１１ｂと鉛フリー半田との結合を安定化させることに貢献することができる。

【0029】

上記形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

【0030】

［付記１］
下地金属板上にメッキ層を有する金属板と、
前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に配置された複数の親水性ブロックと、
を備える、シールド部品。
［付記２］
前記親水性ブロックに対する鉛フリー半田の濡れ性は、前記メッキ層に対する前記鉛フリー半田の濡れ性よりも高い、付記１記載のシールド部品。
［付記３］
前記親水性ブロックの単位体積当たりの表面積は、前記メッキ層の単位体積当たりの表面積よりも高い、付記１又は２記載のシールド部品。
［付記４］
前記下地金属板は、ステンレス鋼板、アルミニウム板、真鍮板、洋白板、又は、ブリキ板である、付記１乃至３のいずれか一に記載のシールド部品。
［付記５］
前記メッキ層は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、又は、これらの２種以上の組み合わせからなる、付記１乃至４のいずれか一に記載のシールド部品。
［付記６］
前記親水性ブロックの親水性は、前記メッキ層の親水性よりも高い、付記１乃至５のいずれか一に記載のシールド部品。
［付記７］
前記親水性ブロックは、紫外線硬化樹脂からなる、付記１乃至６のいずれか一に記載のシールド部品。
［付記８］
前記親水性ブロックの表面は、複数の凹部又は凸部を有する凹凸面となっている、付記１乃至６のいずれか一に記載のシールド部品。
［付記９］
導体パターンを有するプリント配線基板と、
前記プリント配線基板上に実装された電子部品と、
前記電子部品を覆うように配されるとともに、鉛フリー半田によって前記プリント配線基板の前記導体パターンに固定されている付記１乃至８のいずれか一に記載のシールド部品と、
を備える、電子機器。
［付記１０］
下地金属板上にメッキ層を成膜する工程と、
前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に複数の親水性ブロックを形成する工程と、
を含む、シールド部品の製造方法。
［付記１１］
前記複数の親水性ブロックを形成する工程では、前記メッキ層上に液状の紫外線硬化樹脂を塗布し、前記紫外線硬化樹脂に透明な型を押しつけ、紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を光硬化させることによって前記複数の親水性ブロックを形成する、
付記１０記載のシールド部品の製造方法。
［付記１２］
前記複数の親水性ブロックを形成する工程では、前記親水性ブロックの表面が複数の凹部又は凸部を有する凹凸面を有するように前記複数の親水性ブロックを形成する、
付記１０又は１１記載のシールド部品の製造方法。
［付記１３］
前記複数の親水性ブロックを形成する工程の後に、前記親水性ブロック、前記メッキ層を含む前記下地金属板を、所定の形状にプレス成形する工程を含む、
付記１０乃至１２のいずれか一に記載のシールド部品の製造方法。

【0031】

なお、上記の特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（必要により不選択）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本願発明の趣旨に則り、本願発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれる（属する）ものと、みなされる。

【符号の説明】

【0032】

１０ シールド部品
１１ 金属板
１１ａ 下地金属板
１１ｂ メッキ層
１２ 親水性ブロック
１３ 成形部
Ｒ１ 領域

【要約】

【課題】シールド部品のメッキ層と鉛フリー半田との結合を安定化させることに貢献することができるシールド部品等を提供すること。
【解決手段】シールド部品は、下地金属板上にメッキ層を有する金属板と、前記メッキ層上に、任意又は所定の間隔で、ドット状に配置された複数の親水性ブロックと、を備え、前記親水性ブロックは、紫外線硬化樹脂からなるものとすることができ、前記親水性ブロックの表面は、複数の凹部又は凸部を有する凹凸面とすることができる。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】