立体回路部品およびその製造方法
【課題】 優れた電磁波シールド性を得ることができる立体回路部品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板１に、カーボンナノチューブ７を含む金属膜６を内側面に設けた凹部２を形成し、ノイズから遮断されることが必要なセンサ素子４を凹部２内に配置することで、センサ素子４をカーボンナノチューブ７を含む金属膜６で包囲する。
【解決手段】 絶縁基板１に、カーボンナノチューブ７を含む金属膜６を内側面に設けた凹部２を形成し、ノイズから遮断されることが必要なセンサ素子４を凹部２内に配置することで、センサ素子４をカーボンナノチューブ７を含む金属膜６で包囲する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体回路部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体回路部品において、ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を実装することがある、例えば、センサ素子等は微弱電流で動作するため、外部からの電磁波ノイズの影響を強く受けて、誤動作を引き起こしやすい。
【０００３】
また、従来の電磁波シールド体としては、ポリアミド樹脂と炭素繊維を溶融混練して成形したものや（例えば、特許文献１参照）、カーボンナノチューブを含んだ熱可塑性樹脂よりなる制電層または導電層を基板上に設けたもの（例えば、特許文献２，３参照）がある。
【特許文献１】特開平２００２−２３４９５０号公報
【特許文献２】特開平２００４−２３０６９０号公報
【特許文献３】特開平２００４−２５３７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の電磁波シールド体は、樹脂に炭素繊維やカーボンナノチューブを混ぜていることから絶縁体とはならず、電気めっき処理による回路形成が不可能であるので、立体回路部品の基板材料に用いることはできなかった。また、その電磁波シールド性も十分ではなかった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた電磁波シールド性を得ることができる立体回路部品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板を備え、絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜を設けることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、金属による電磁波の反射または吸収と、カーボンナノチューブによる電磁波の吸収との相乗効果によって、優れた電磁波シールド性を得ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記金属膜は、銅または銅を含む合金であることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、銅は導電性が高い（体積固有抵抗が低い）ので、電磁波の反射による損失を大きくできる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、前記金属膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ニッケルは磁性損失が大きいので、電磁波の吸収による損失を大きくできる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面に設けた凹部を形成されて、当該凹部の底面上に設けた前記電子部品を実装する実装用端子と、絶縁基板の外面に設けた配線パターンと、実装用端子と配線パターンとを接続するスルーホールとを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、凹部の内側面を配線パターンが通らないので、内側面全体にカーボンナノチューブを含む金属膜を形成でき、電磁波に対するシールド効果がさらに向上する。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面および底面に設けた凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、電磁波に対するシールド効果がさらに向上する。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記絶縁基板は、一面に開口を有する凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置し、凹部の内側面および絶縁基板の前記一面にカーボンナノチューブを含む前記金属膜を設け、絶縁基板の前記一面には、凹部の開口を塞ぐとともに前記一面に設けた金属膜に接触する金属製の蓋を覆設することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、電磁波に対するシールド効果がさらに向上する。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６において、前記絶縁基板の一面に設けた金属膜は、他の金属膜を形成するときに行う電気めっき処理の給電線として用いることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、給電線を別途設ける必要がなく、構造の単純化を図ることができる。
【００２０】
請求項８の発明は、絶縁基板の表面をプラズマ処理して表面の活性化を行った後、絶縁基板の表面を被覆する金属層を形成し、次に回路形成部分と非回路形成部分の境界領域にレーザ光を照射して境界領域の金属層を除去し、次に回路形成部分の金属層にめっき処理を施すことで金属膜を形成する立体回路部品の製造方法において、ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜をめっき処理によって形成することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、金属膜による電磁波の反射または吸収と、カーボンナノチューブによる電磁波の吸収との相乗効果によって、優れた電磁波シールド性を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明では、優れた電磁波シールド性を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１、図２（ａ）（ｂ）（図２（ａ）は、図２（ｂ）のＸ１−Ｘ１’断面を示す。但し、図２（ｂ）において、センサ素子４は省略。）は、本実施形態の立体回路部品Ａ１の構成を示しており、直方体に成形された絶縁基板１の上面に凹部２が形成され、凹部２の底面には一対の実装用端子３，３が形成され、実装用端子３，３上にはセンサ素子４が配置され、センサ素子４は実装用端子３，３に電気的に接続している。実装用端子３からは配線パターン５が延設されており、配線パターン５は、各実装用端子３から互いに反対方向に伸びて、凹部２の底面，絶縁基板１の内側面、絶縁基板１の外縁部の上面，絶縁基板１の外側面に亘って直線状に形成され、立体回路部品Ａ１の外部に電気的に接続される。なお、センサ素子４が自己の容量や抵抗値の変化を検知して出力する場合は、図１に示すように一対の実装用端子３、一対の配線パターン５を形成して、各々を信号線、ＧＮＤ線として用いるが、センサ素子４に電源が必要な場合は、３つの実装用端子３、３つの配線パターン５を形成して、各々を電源線、信号線、ＧＮＤ線として用いる。
【００２５】
そして、本実施形態では、配線パターン５近傍以外の絶縁基板１の内側面に金属膜６ａ、外側面に金属膜６ｂを形成し、さらに絶縁基板１の外縁部の上面には、内側面と外側面の金属膜６ａ，６ｂを連結する金属膜６ｃを２箇所に形成しており、これらの金属膜６（以降、金属膜６ａ，６ｂ，６ｃ，．．．を示すときは金属膜６と称す）はカーボンナノチューブ７を含有している。
【００２６】
以下、絶縁基板１の表面に、実装用端子３、配線パターン５、金属膜６を形成するプロセスについて、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。まず、絶縁基板１は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐熱性に優れたポリマー基材、またはアルミナ（９２〜９９％）、窒化アルミ、炭化ケイ素等のセラミックス基材からなり、配線パターン５が形成されない互いに対向する絶縁基板１の外側面に設けたピンゲート８を介して基材が供給されて直方体に成形され、上面には凹部２が形成される（図３（ａ））。なお、好ましいポリマー基材としては、熱可塑性樹脂であって、上記以外に例えば、６ナイロン（ＰＡ６）、６−６ナイロン（ＰＡ６−６）、４−６ナイロン（ＰＡ４６）、１１ナイロン（ＰＡ１１）、６−１０ナイロン、ＰＡ−ＭＸＤ−６、芳香族ポリアミド（ＰＡ６Ｔ、ＰＡ９Ｔ等）等のポリアミド、またはポリフェニレンサルファイド、またはポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン等のポリケトン、または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等のポリエステル、またはポリエーテルイミド、またはポリイミド等を例示することができる。
【００２７】
次に、絶縁基板１の表面にＲＦプラズマ処理を施して、絶縁基板１の表面を活性化させる。プラズマ処理は、チャンバー内に一対の電極を対向配置し、一方の電極に高周波電源を接続するとともに他方の電極を接地して構成されるプラズマ処理装置を用いて行われる。そして、絶縁基板１の表面をプラズマ処理するにあたっては、絶縁基板１を一方の電極上にセットし、チャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、チャンバー内にＮ２やＮＨ３等の化学的反応が活性なガスを導入して流通させるとともに、チャンバー内のガス圧を８〜１５Ｐａに制御し、次に高周波電源によって電極間に高周波電圧（ＲＦ：１３．５６ＭＨｚ）を１０〜１００秒程度印加する。このとき、電極間の高周波グロー放電による気体放電現象によって、チャンバー内の活性ガスが励起され、陽イオンやラジカル等のプラズマが発生し、陽イオンやラジカル等がチャンバー内に形成される。
【００２８】
そして、この陽イオンやラジカル等が絶縁基板１の表面に衝突することによって、絶縁基板１の表面が活性化され、後述するメタライジング処理において絶縁基板１と金属層Ｍ１との間で化学的結合が形成されて、密着性を高めることができる。特に、陽イオンが絶縁基板１に誘引衝突すると、絶縁基板１の表面に金属と結合しやすい窒素極性基や酸素極性基が導入されるので、金属層Ｍ１との密着性がより向上する。
【００２９】
なお、プラズマ処理の条件は上記に限定されるものではなく、絶縁基板１の表面がプラズマ処理によって過度に粗面化されない範囲で任意に設定して行うことができる。また、プラズマの種類も特に限定されるものではないが、窒素プラズマ処理が望ましい。窒素プラズマ処理では、酸素プラズマ処理のように樹脂のエステル結合が切断されて炭酸ガスを脱離することが少ないので、絶縁基板１の表層部の強度低下を抑制することができ、金属層Ｍ１の密着性が低下することを防ぐことができる。
【００３０】
そして、上記のように絶縁基板１をプラズマ処理した後、スパッタリングまたは真空蒸着またはイオンプレーティング等の物理蒸着法（ＰＶＤ法）により、絶縁基板１の表面に金属層Ｍ１を形成するメタライジング処理を行う（図３（ｂ））。ここで、絶縁基板１をチャンバー内でプラズマ処理した後、このチャンバー内を大気開放することなく、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等のいずれかの処理を連続プロセスで行うことが望ましい。金属層Ｍ１を形成する金属としては銅、ニッケル、金、アルミニウム、チタン、モリブデン、クロム、タングステン、スズ、鉛、黄銅、ニクロム等の単体、あるいは合金を用いることができる。
【００３１】
スパッタリングとしては、例えば、ＤＣスパッタ方式を適用する。まず、チャンバー内に絶縁基板１を配置し、真空ポンプよってチャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、チャンバー内にアルゴン等の不活性ガスを０．１Ｐａのガス圧となるように導入する。そして、５００Ｖの直流電圧を絶縁基板１に印加することによって、銅ターゲットをボンバードし、２００〜５００ｎｍ程度の膜厚を有する銅等の金属層Ｍ１を絶縁基板１の表面に形成する。
【００３２】
また、真空蒸着としては、例えば、電子線加熱式真空蒸着方式を適用する。まず、チャンバー内に絶縁基板１を配置し、真空ポンプよってチャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、４００〜８００ｍＡの電子流を発生させ、この電子流をるつぼの中の蒸着材料に衝突させて加熱すると、蒸着材料が蒸発し、２００ｎｍ程度の膜厚を有する銅等の金属層Ｍ１を絶縁基板１の表面に形成する。
【００３３】
また、イオンプレーティングで金属層Ｍ１を形成する場合は、まず、チャンバー内に絶縁基板１を配置し、真空ポンプよってチャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、上記真空蒸着と同様にるつぼの中の蒸着材料を蒸発させるとともに、絶縁基板１とるつぼの間に設けた誘導アンテナ部にアルゴン等の不活性ガスを導入し、チャンバー内のガス圧を０．０５〜０．１Ｐａに設定してプラズマを発生させる。そして、誘導アンテナに１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗの高周波のパワーを印加し、さらに絶縁基板１を載置している電極に高周波のパワーを印加して所望のバイアス電圧を発生させることによって、２００〜５００ｎｍ程度の膜厚を有する銅等の金属層Ｍ１を絶縁基板１の表面に形成する。
【００３４】
物理蒸着法によって絶縁基板１の表面に金属層Ｍ１を形成するにあたって、プラズマ処理を行わないで金属層Ｍ１を形成しても、回路形成が可能な程度の密着力を得ることは困難であるが、上記のように、絶縁基板１の表面を予めプラズマ処理によって化学的に活性化させることで、絶縁基板１の表面に対する金属層Ｍ１の密着性を高くしている。
【００３５】
なお、メタライジング処理には、上記以外に無電解めっき処理を用いてもよい。
【００３６】
次に、絶縁基板１の表面に設けた金属層Ｍ１で回路形成するパターニングを行う（図３（ｃ））。本実施形態では、絶縁基板１はその上面に凹部２を形成した三次元立体表面を有しており、この立体表面に金属層Ｍ１を形成した後に回路パターンを形成することによって、ＭＩＤ等の立体回路基板に仕上げる。
【００３７】
パターニングは、例えばレーザ法（微細三次元レーザ加工）によって行う。回路形成部分と回路非形成部分との境界領域に沿って金属層Ｍ１にレーザ光を照射し、この境界領域の金属層Ｍ１を除去することによって、回路形成部分の金属層Ｍ１を回路パターンとして、金属層Ｍ１の回路非形成部分から分離する。
【００３８】
次に、ピンゲート８を介して回路形成部分の金属層Ｍ１にのみ給電し、電気銅めっき処理を施して厚付けし、５〜２０μｍ程度の厚みを有する銅導電層Ｍ２を金属層Ｍ１の表面に形成する（図４（ａ））。この銅導電層Ｍ２は、硫酸銅、シアン化銅、ピロリン酸銅、ホウフッ化銅のいずれの銅めっきでもよい。
【００３９】
次に、ソフトエッチング処理を施すことで、回路非形成部分に残る金属層Ｍ１を除去し、銅導電層Ｍ２を表面に形成した回路形成部分は残存させることによって、所望のパターン形状の回路を形成した成形回路基板となる（図４（ｂ））。このソフトエッチング処理は、金属層Ｍ１が銅の場合、過硫酸アンモニウム、硝酸、硫酸、塩酸等を用いる。
【００４０】
次に、ピンゲート８を介して給電し、銅導電層Ｍ２の表面に電気ニッケルめっき処理を施して、数μｍ程度の厚みを有するニッケル導電層Ｍ３を形成する（図４（ｃ））。この電気ニッケルめっき処理は、ワット浴、スルファミン酸浴、クエン酸浴、ホウフッ化浴、全塩化物浴、全硫酸塩浴のいずれを用いてもよい。
【００４１】
次に、ピンゲート８を介して給電し、ニッケルめっき層Ｍ３の表面に電気金めっき処理を施して、数μｍ程度の厚みを有する金導電層Ｍ４を形成する（図４（ｄ））。
【００４２】
図３，図４では、１つの絶縁基板１に対する処理を示しているが、１つの成形体から複数の絶縁基板１を作る場合は、この成形体に対して上記一連の処理を施して、最後に絶縁基板１を個片毎に切断する。
【００４３】
実装用端子３、配線パターン５、金属膜６は、上記一連の処理による金属層Ｍ１、銅導電層Ｍ２，ニッケル導電層Ｍ３，金導電層Ｍ４で構成されるのであるが、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させるには、上記電気銅めっき処理において、銅のめっき液中にカーボンナノチューブ７を分散剤とともに添加して、該分散剤によりめっき液中にカーボンナノチューブ７を分散させ、このめっき液を用いて電気銅めっき処理を施すことにより、カーボンナノチューブ７が含まれている銅導電層Ｍ２を形成する。なお、めっき液は銅、あるいは銅を含む合金であればよい。
【００４４】
または、上記ニッケルめっき処理において、ニッケルのめっき液中にカーボンナノチューブ７を分散剤とともに添加することで、カーボンナノチューブ７が含まれているニッケル導電層Ｍ３を形成して、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させる。なお、めっき液はニッケル、あるいはニッケルを含む合金であればよい。
【００４５】
または、上記カーボンナノチューブ７が含まれている銅導電層Ｍ２と、上記カーボンナノチューブ７が含まれているニッケル導電層Ｍ３との両方を形成して、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させてもよい。
【００４６】
そして、図１に示すように、絶縁基板１の内側面および外側面には、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂが各々形成されており、銅導電層Ｍ２の銅または銅合金は導電性が高い（体積固有抵抗が低い）ので電磁波の反射による損失を大きくでき、ニッケル導電層Ｍ３のニッケルまたはニッケル合金は磁性損失による電磁波の吸収が大きいので、金属膜６ａ，６ｂが電磁波ノイズを反射，吸収し、さらにカーボンナノチューブ７が電磁波ノイズを吸収するので、凹部２の底面上に配置されたセンサ素子４は、周囲を包囲する金属膜６ａ，６ｂとカーボンナノチューブ７の相乗効果によって電磁波ノイズに対する優れたシールド性を得ることができ、外部からの電磁波ノイズの干渉やノイズの重畳を防止することができる。
【００４７】
さらに金属膜６だけでなく、実装用端子３、配線パターン５もカーボンナノチューブ７を混入しためっき液を用いてめっき処理することで、カーボンナノチューブ７を含有する実装用端子３、配線パターン５を形成してもよく、さらなるシールド性の向上を図ることができ、且つカーボンナノチューブ７を含む実装用端子３、配線パターン５は電気伝導性に優れたものとなる。
【００４８】
また、センサ素子４の代わりにノイズ源となる電子部品を凹部２内に配置すれば、周囲を包囲する金属膜６ａ，６ｂとカーボンナノチューブ７の相乗効果によって、外部へ放出される電磁波ノイズを抑制できる。
【００４９】
（実施形態２）
図５、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の立体回路部品Ａ２の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図６（ａ）は、図５のＸ２−Ｘ２’断面を示す。
【００５０】
立体回路部品Ａ２は、矩形の枠体に成形された絶縁基板１１で構成され、絶縁基板１１の枠部１１ａの内側には矩形の孔１１ｂが形成されている。そして、枠部１１ａの互いに対向する２辺において、上面、内側面、下面の３面に亘って連続した複数本の配線パターン１２が各々形成され、枠部１１ａの残りの２辺の内側面にはカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａが形成され、さらに枠部１１ａの外側面にもカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｂが形成されている。
【００５１】
絶縁基板１１の成形時には、枠部１１ａの配線パターン１２を形成する２辺に沿って設けたサイドゲート１３を介して基材が供給される。
【００５２】
また、絶縁基板１１の表面に金属膜６、配線パターン１２を形成するプロセスは、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｄ）に示される実施形態１と同様の処理が行われ、図４（ａ）（ｃ）（ｄ）の電気めっき処理においては、配線パターン１２を形成した絶縁基板１１の２辺に沿って設けたサイドゲート１３を介して給電される。さらに、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させる処理も実施形態１と同様に行われる。
【００５３】
また、サイドゲート１３を介して複数の絶縁基板１を１つの成形体で構成すれば、サイドゲート１３に設けた配線パターン１４を介して各絶縁基板１に給電することで、複数の絶縁基板１において同時に電気めっき処理が可能となる。そして、最後にサイドゲート１３を切断して個片毎に分割することで、生産性が向上する。
【００５４】
そして、立体回路部品Ａ２は（図６（ａ））、ノイズ源となる電子部品２２を上面に実装したプリント配線板２１の上面に載置され、電子部品２２は絶縁基板１の孔１１ｂ内に位置し、プリント配線板２１上面の配線パターン２３は、絶縁基板１の枠部１１ａの下面に形成した配線パターン１２に半田Ｈ１を介して電気的に接続する（図６（ｂ））。さらに、立体回路部品Ａ２の上面には、ノイズ源となる電子部品２５を下面に実装したプリント配線板２４の下面が載置され、電子部品２５は絶縁基板１の孔１１ｂ内に位置し、プリント配線板２４下面の配線パターン２６は、絶縁基板１の枠部１１ａの上面に形成した配線パターン１２に半田Ｈ２を介して電気的に接続する（図６（ｃ））。すなわち、プリント配線板２１，２４は、立体回路部品Ａ２の配線パターン１２を介して互いに電気的に接続されている。
【００５５】
上記図６（ｃ）の状態で、電子部品２２，２５は、立体回路部品Ａ２の枠部１１ａの孔１１ｂ内に位置し、枠部１１ａの内側面、外側面に形成したカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂによってその周囲を包囲されている。したがって、周囲を包囲する金属膜６ａ，６ｂとカーボンナノチューブ７の相乗効果によって電磁波ノイズに対する優れたシールド性を得ることができ、外部へ放出される電磁波ノイズを抑制できる。また、電子部品２２，２５の代わりにセンサ素子をプリント配線板２１，２４上に実装すれば、外部からの電磁波ノイズの干渉やノイズの重畳を防止することができる。
【００５６】
このように、プリント配線板２１，２４に金属製のシールド部材を各々設ける必要がなく、１つの立体回路部品Ａ２によって、プリント配線板２１，２４を互いに電気的に接続しながら小型化が可能になるとともに、プリント配線板２１，２４に実装している電子部品に対して優れたシールド性を得ることができる。
【００５７】
（実施形態３）
図７、図８（ａ）（ｂ）、図９は、本実施形態の立体回路部品Ａ３の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図８（ａ）は、図７のＸ３−Ｘ３’断面を示す。
【００５８】
立体回路部品Ａ３において、絶縁基板１の凹部２の底面上に設けた実装用端子３は、凹部２の底面を上下方向に貫通するスルーホール３１を介して絶縁基板１の下面に設けた配線パターン３２に電気的に接続している（図９の一部拡大図参照）。したがって、実施形態１では、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂを、配線パターン５を避けて絶縁基板１の内側面および外側面に形成していたが、本実施形態では、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂを、絶縁基板１の内側面および外側面の全面に亘って形成することができ、シールド効果がさらに向上する。
【００５９】
なお、本実施形態では図８（ｂ）に示すように、３つの実装用端子３を設けて、センサ素子４は各実装用端子３を介して電源線、信号線、ＧＮＤ線に接続している。
【００６０】
（実施形態４）
図１０、図１１（ａ）（ｂ）は、本実施形態の立体回路部品Ａ４の構成を示しており、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図１１（ａ）は、図１０のＸ４−Ｘ４’断面を示す。
【００６１】
立体回路部品Ａ４は、絶縁基板１１の枠部１１ａの上面および下面に接続用端子４１，４３を複数設け、各接続用端子４１と各接続用端子４３とは枠部１１ａを上下方向に貫通するスルーホール４２を介して電気的に接続している（図１１（ｂ）の一部拡大図参照）。したがって、実施形態２では、絶縁基板１１の枠部１１ａの上面、内側面、下面に配線パターン１２を形成するために、枠部１１ａの内側面では配線パターン１２を避けてカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａを形成していたが、本実施形態では、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａを、枠部１１ａの内側面の全面に亘って形成することができ、シールド効果がさらに向上する。
【００６２】
（実施形態５）
図１２（ａ）（ｂ）に示す立体回路基板Ａ５は、実施形態１の立体回路基板Ａ１において絶縁基板１の内側面、外側面だけでなく、絶縁基板１の凹部２の底面にも、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｄを形成したもので、さらなるシールド効果の向上を図ることができる。
【００６３】
また、図１３（ａ）（ｂ）に示す立体回路基板Ａ６は、実施形態３の立体回路基板Ａ３において内側面、外側面だけでなく、絶縁基板１の凹部２の底面にも、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｄを形成したもので、さらなるシールド効果の向上を図ることができる。
【００６４】
（実施形態６）
図１４、図１５（ａ）（ｂ）は、本実施形態の立体回路部品Ａ７の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６５】
立体回路部品Ａ７は、絶縁基板１の対向する２辺の外縁部の各上面において、その辺方向の略中央に凹部６１を各々設け、配線パターン５が凹部６１内を通って、絶縁基板１の内側面、外側面に連続するように形成されている。
【００６６】
そして、凹部６１を除く絶縁基板１の外縁部の上面全体には、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｃが、絶縁基板１の内側面、外側面の金属膜６ａ，６ｂに連続して形成されている。そして、金属製の蓋６２が凹部２の開口を塞ぐように絶縁基板１の上面に配置され、この金属製の蓋６２の下面は、絶縁基板１の外縁部の上面に設けた金属膜６ｃに半田Ｈ３を介して接続している。したがって、立体回路部品Ａ７の金属膜６と蓋６２とが同電位になり、シールド効果がさらに向上する。
【００６７】
また、図１５（ａ）に示すように、プリント配線板６３上に、蓋６２を覆設した立体回路部品Ａ６を実装し、絶縁基板１の外側面に設けた金属膜６ｂをプリント配線板６３のＧＮＤ電位に半田Ｈ４を介して接続し、金属膜６、蓋６２をプリント配線板６３のＧＮＤ電位と同電位にすることで、シールド効果はさらに一層向上する。
【００６８】
さらに、本実施形態では、凹部６１を除く絶縁基板１の外縁部の上面全体に金属膜６ｃを形成することで、金属膜６ｃと蓋６２との接触面積を最大限にとっており、蓋６２によるシールド機能を効果的にしている。
【００６９】
（実施形態７）
図１６は、本実施形態の立体回路部品Ａ８の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７０】
立体回路部品Ａ８は、絶縁基板１の対向する２辺の外縁部の各上面において、その辺方向の略中央に凹部６１を各々設け、配線パターン５が凹部６１内を通って、絶縁基板１の内側面、外側面に連続するように形成されている。
【００７１】
そして、金属製の蓋６２が凹部２の開口を塞ぐように絶縁基板１の上面に配置され、この金属製の蓋６２の下面は、絶縁基板１の外縁部の上面に設けた２箇所の金属膜６ｃに半田Ｈ５を介して接続している。したがって、立体回路部品Ａ７の金属膜６と蓋６２とが同電位になり、シールド効果がさらに向上する。
【００７２】
また、この絶縁基板１の外縁部の上面に設けた２箇所の金属膜６ｃを、図４（ａ）（ｃ）（ｄ）の電気めっき処理における給電線として用いれば、給電線を別途設ける必要がなく、構造の単純化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態１の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）同上の製造方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）同上の製造方法を示す断面図である。
【図５】実施形態２の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）同上の使用形態を示す断面図である。
【図７】実施形態３の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および平面図である。
【図９】同上の一部を示す拡大断面図である。
【図１０】実施形態４の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および一部拡大断面図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）実施形態５の立体回路部品の構成を示す斜視図および平面図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）同上の別の立体回路部品の構成を示す斜視図および平面図である。
【図１４】実施形態６の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および一部拡大図である。
【図１６】実施形態７の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ１立体回路部品
１ 絶縁基板
２ 凹部
３ 実装用端子
４ センサ素子
５ 配線パターン
６ 金属膜
７ カーボンナノチューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体回路部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体回路部品において、ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を実装することがある、例えば、センサ素子等は微弱電流で動作するため、外部からの電磁波ノイズの影響を強く受けて、誤動作を引き起こしやすい。
【０００３】
また、従来の電磁波シールド体としては、ポリアミド樹脂と炭素繊維を溶融混練して成形したものや（例えば、特許文献１参照）、カーボンナノチューブを含んだ熱可塑性樹脂よりなる制電層または導電層を基板上に設けたもの（例えば、特許文献２，３参照）がある。
【特許文献１】特開平２００２−２３４９５０号公報
【特許文献２】特開平２００４−２３０６９０号公報
【特許文献３】特開平２００４−２５３７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の電磁波シールド体は、樹脂に炭素繊維やカーボンナノチューブを混ぜていることから絶縁体とはならず、電気めっき処理による回路形成が不可能であるので、立体回路部品の基板材料に用いることはできなかった。また、その電磁波シールド性も十分ではなかった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた電磁波シールド性を得ることができる立体回路部品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板を備え、絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜を設けることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、金属による電磁波の反射または吸収と、カーボンナノチューブによる電磁波の吸収との相乗効果によって、優れた電磁波シールド性を得ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記金属膜は、銅または銅を含む合金であることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、銅は導電性が高い（体積固有抵抗が低い）ので、電磁波の反射による損失を大きくできる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、前記金属膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ニッケルは磁性損失が大きいので、電磁波の吸収による損失を大きくできる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面に設けた凹部を形成されて、当該凹部の底面上に設けた前記電子部品を実装する実装用端子と、絶縁基板の外面に設けた配線パターンと、実装用端子と配線パターンとを接続するスルーホールとを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、凹部の内側面を配線パターンが通らないので、内側面全体にカーボンナノチューブを含む金属膜を形成でき、電磁波に対するシールド効果がさらに向上する。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面および底面に設けた凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、電磁波に対するシールド効果がさらに向上する。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記絶縁基板は、一面に開口を有する凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置し、凹部の内側面および絶縁基板の前記一面にカーボンナノチューブを含む前記金属膜を設け、絶縁基板の前記一面には、凹部の開口を塞ぐとともに前記一面に設けた金属膜に接触する金属製の蓋を覆設することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、電磁波に対するシールド効果がさらに向上する。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６において、前記絶縁基板の一面に設けた金属膜は、他の金属膜を形成するときに行う電気めっき処理の給電線として用いることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、給電線を別途設ける必要がなく、構造の単純化を図ることができる。
【００２０】
請求項８の発明は、絶縁基板の表面をプラズマ処理して表面の活性化を行った後、絶縁基板の表面を被覆する金属層を形成し、次に回路形成部分と非回路形成部分の境界領域にレーザ光を照射して境界領域の金属層を除去し、次に回路形成部分の金属層にめっき処理を施すことで金属膜を形成する立体回路部品の製造方法において、ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜をめっき処理によって形成することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、金属膜による電磁波の反射または吸収と、カーボンナノチューブによる電磁波の吸収との相乗効果によって、優れた電磁波シールド性を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明では、優れた電磁波シールド性を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１、図２（ａ）（ｂ）（図２（ａ）は、図２（ｂ）のＸ１−Ｘ１’断面を示す。但し、図２（ｂ）において、センサ素子４は省略。）は、本実施形態の立体回路部品Ａ１の構成を示しており、直方体に成形された絶縁基板１の上面に凹部２が形成され、凹部２の底面には一対の実装用端子３，３が形成され、実装用端子３，３上にはセンサ素子４が配置され、センサ素子４は実装用端子３，３に電気的に接続している。実装用端子３からは配線パターン５が延設されており、配線パターン５は、各実装用端子３から互いに反対方向に伸びて、凹部２の底面，絶縁基板１の内側面、絶縁基板１の外縁部の上面，絶縁基板１の外側面に亘って直線状に形成され、立体回路部品Ａ１の外部に電気的に接続される。なお、センサ素子４が自己の容量や抵抗値の変化を検知して出力する場合は、図１に示すように一対の実装用端子３、一対の配線パターン５を形成して、各々を信号線、ＧＮＤ線として用いるが、センサ素子４に電源が必要な場合は、３つの実装用端子３、３つの配線パターン５を形成して、各々を電源線、信号線、ＧＮＤ線として用いる。
【００２５】
そして、本実施形態では、配線パターン５近傍以外の絶縁基板１の内側面に金属膜６ａ、外側面に金属膜６ｂを形成し、さらに絶縁基板１の外縁部の上面には、内側面と外側面の金属膜６ａ，６ｂを連結する金属膜６ｃを２箇所に形成しており、これらの金属膜６（以降、金属膜６ａ，６ｂ，６ｃ，．．．を示すときは金属膜６と称す）はカーボンナノチューブ７を含有している。
【００２６】
以下、絶縁基板１の表面に、実装用端子３、配線パターン５、金属膜６を形成するプロセスについて、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。まず、絶縁基板１は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐熱性に優れたポリマー基材、またはアルミナ（９２〜９９％）、窒化アルミ、炭化ケイ素等のセラミックス基材からなり、配線パターン５が形成されない互いに対向する絶縁基板１の外側面に設けたピンゲート８を介して基材が供給されて直方体に成形され、上面には凹部２が形成される（図３（ａ））。なお、好ましいポリマー基材としては、熱可塑性樹脂であって、上記以外に例えば、６ナイロン（ＰＡ６）、６−６ナイロン（ＰＡ６−６）、４−６ナイロン（ＰＡ４６）、１１ナイロン（ＰＡ１１）、６−１０ナイロン、ＰＡ−ＭＸＤ−６、芳香族ポリアミド（ＰＡ６Ｔ、ＰＡ９Ｔ等）等のポリアミド、またはポリフェニレンサルファイド、またはポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン等のポリケトン、または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等のポリエステル、またはポリエーテルイミド、またはポリイミド等を例示することができる。
【００２７】
次に、絶縁基板１の表面にＲＦプラズマ処理を施して、絶縁基板１の表面を活性化させる。プラズマ処理は、チャンバー内に一対の電極を対向配置し、一方の電極に高周波電源を接続するとともに他方の電極を接地して構成されるプラズマ処理装置を用いて行われる。そして、絶縁基板１の表面をプラズマ処理するにあたっては、絶縁基板１を一方の電極上にセットし、チャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、チャンバー内にＮ２やＮＨ３等の化学的反応が活性なガスを導入して流通させるとともに、チャンバー内のガス圧を８〜１５Ｐａに制御し、次に高周波電源によって電極間に高周波電圧（ＲＦ：１３．５６ＭＨｚ）を１０〜１００秒程度印加する。このとき、電極間の高周波グロー放電による気体放電現象によって、チャンバー内の活性ガスが励起され、陽イオンやラジカル等のプラズマが発生し、陽イオンやラジカル等がチャンバー内に形成される。
【００２８】
そして、この陽イオンやラジカル等が絶縁基板１の表面に衝突することによって、絶縁基板１の表面が活性化され、後述するメタライジング処理において絶縁基板１と金属層Ｍ１との間で化学的結合が形成されて、密着性を高めることができる。特に、陽イオンが絶縁基板１に誘引衝突すると、絶縁基板１の表面に金属と結合しやすい窒素極性基や酸素極性基が導入されるので、金属層Ｍ１との密着性がより向上する。
【００２９】
なお、プラズマ処理の条件は上記に限定されるものではなく、絶縁基板１の表面がプラズマ処理によって過度に粗面化されない範囲で任意に設定して行うことができる。また、プラズマの種類も特に限定されるものではないが、窒素プラズマ処理が望ましい。窒素プラズマ処理では、酸素プラズマ処理のように樹脂のエステル結合が切断されて炭酸ガスを脱離することが少ないので、絶縁基板１の表層部の強度低下を抑制することができ、金属層Ｍ１の密着性が低下することを防ぐことができる。
【００３０】
そして、上記のように絶縁基板１をプラズマ処理した後、スパッタリングまたは真空蒸着またはイオンプレーティング等の物理蒸着法（ＰＶＤ法）により、絶縁基板１の表面に金属層Ｍ１を形成するメタライジング処理を行う（図３（ｂ））。ここで、絶縁基板１をチャンバー内でプラズマ処理した後、このチャンバー内を大気開放することなく、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等のいずれかの処理を連続プロセスで行うことが望ましい。金属層Ｍ１を形成する金属としては銅、ニッケル、金、アルミニウム、チタン、モリブデン、クロム、タングステン、スズ、鉛、黄銅、ニクロム等の単体、あるいは合金を用いることができる。
【００３１】
スパッタリングとしては、例えば、ＤＣスパッタ方式を適用する。まず、チャンバー内に絶縁基板１を配置し、真空ポンプよってチャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、チャンバー内にアルゴン等の不活性ガスを０．１Ｐａのガス圧となるように導入する。そして、５００Ｖの直流電圧を絶縁基板１に印加することによって、銅ターゲットをボンバードし、２００〜５００ｎｍ程度の膜厚を有する銅等の金属層Ｍ１を絶縁基板１の表面に形成する。
【００３２】
また、真空蒸着としては、例えば、電子線加熱式真空蒸着方式を適用する。まず、チャンバー内に絶縁基板１を配置し、真空ポンプよってチャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、４００〜８００ｍＡの電子流を発生させ、この電子流をるつぼの中の蒸着材料に衝突させて加熱すると、蒸着材料が蒸発し、２００ｎｍ程度の膜厚を有する銅等の金属層Ｍ１を絶縁基板１の表面に形成する。
【００３３】
また、イオンプレーティングで金属層Ｍ１を形成する場合は、まず、チャンバー内に絶縁基板１を配置し、真空ポンプよってチャンバー内を真空引きして１０−４Ｐａ程度に減圧した後、上記真空蒸着と同様にるつぼの中の蒸着材料を蒸発させるとともに、絶縁基板１とるつぼの間に設けた誘導アンテナ部にアルゴン等の不活性ガスを導入し、チャンバー内のガス圧を０．０５〜０．１Ｐａに設定してプラズマを発生させる。そして、誘導アンテナに１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗの高周波のパワーを印加し、さらに絶縁基板１を載置している電極に高周波のパワーを印加して所望のバイアス電圧を発生させることによって、２００〜５００ｎｍ程度の膜厚を有する銅等の金属層Ｍ１を絶縁基板１の表面に形成する。
【００３４】
物理蒸着法によって絶縁基板１の表面に金属層Ｍ１を形成するにあたって、プラズマ処理を行わないで金属層Ｍ１を形成しても、回路形成が可能な程度の密着力を得ることは困難であるが、上記のように、絶縁基板１の表面を予めプラズマ処理によって化学的に活性化させることで、絶縁基板１の表面に対する金属層Ｍ１の密着性を高くしている。
【００３５】
なお、メタライジング処理には、上記以外に無電解めっき処理を用いてもよい。
【００３６】
次に、絶縁基板１の表面に設けた金属層Ｍ１で回路形成するパターニングを行う（図３（ｃ））。本実施形態では、絶縁基板１はその上面に凹部２を形成した三次元立体表面を有しており、この立体表面に金属層Ｍ１を形成した後に回路パターンを形成することによって、ＭＩＤ等の立体回路基板に仕上げる。
【００３７】
パターニングは、例えばレーザ法（微細三次元レーザ加工）によって行う。回路形成部分と回路非形成部分との境界領域に沿って金属層Ｍ１にレーザ光を照射し、この境界領域の金属層Ｍ１を除去することによって、回路形成部分の金属層Ｍ１を回路パターンとして、金属層Ｍ１の回路非形成部分から分離する。
【００３８】
次に、ピンゲート８を介して回路形成部分の金属層Ｍ１にのみ給電し、電気銅めっき処理を施して厚付けし、５〜２０μｍ程度の厚みを有する銅導電層Ｍ２を金属層Ｍ１の表面に形成する（図４（ａ））。この銅導電層Ｍ２は、硫酸銅、シアン化銅、ピロリン酸銅、ホウフッ化銅のいずれの銅めっきでもよい。
【００３９】
次に、ソフトエッチング処理を施すことで、回路非形成部分に残る金属層Ｍ１を除去し、銅導電層Ｍ２を表面に形成した回路形成部分は残存させることによって、所望のパターン形状の回路を形成した成形回路基板となる（図４（ｂ））。このソフトエッチング処理は、金属層Ｍ１が銅の場合、過硫酸アンモニウム、硝酸、硫酸、塩酸等を用いる。
【００４０】
次に、ピンゲート８を介して給電し、銅導電層Ｍ２の表面に電気ニッケルめっき処理を施して、数μｍ程度の厚みを有するニッケル導電層Ｍ３を形成する（図４（ｃ））。この電気ニッケルめっき処理は、ワット浴、スルファミン酸浴、クエン酸浴、ホウフッ化浴、全塩化物浴、全硫酸塩浴のいずれを用いてもよい。
【００４１】
次に、ピンゲート８を介して給電し、ニッケルめっき層Ｍ３の表面に電気金めっき処理を施して、数μｍ程度の厚みを有する金導電層Ｍ４を形成する（図４（ｄ））。
【００４２】
図３，図４では、１つの絶縁基板１に対する処理を示しているが、１つの成形体から複数の絶縁基板１を作る場合は、この成形体に対して上記一連の処理を施して、最後に絶縁基板１を個片毎に切断する。
【００４３】
実装用端子３、配線パターン５、金属膜６は、上記一連の処理による金属層Ｍ１、銅導電層Ｍ２，ニッケル導電層Ｍ３，金導電層Ｍ４で構成されるのであるが、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させるには、上記電気銅めっき処理において、銅のめっき液中にカーボンナノチューブ７を分散剤とともに添加して、該分散剤によりめっき液中にカーボンナノチューブ７を分散させ、このめっき液を用いて電気銅めっき処理を施すことにより、カーボンナノチューブ７が含まれている銅導電層Ｍ２を形成する。なお、めっき液は銅、あるいは銅を含む合金であればよい。
【００４４】
または、上記ニッケルめっき処理において、ニッケルのめっき液中にカーボンナノチューブ７を分散剤とともに添加することで、カーボンナノチューブ７が含まれているニッケル導電層Ｍ３を形成して、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させる。なお、めっき液はニッケル、あるいはニッケルを含む合金であればよい。
【００４５】
または、上記カーボンナノチューブ７が含まれている銅導電層Ｍ２と、上記カーボンナノチューブ７が含まれているニッケル導電層Ｍ３との両方を形成して、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させてもよい。
【００４６】
そして、図１に示すように、絶縁基板１の内側面および外側面には、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂが各々形成されており、銅導電層Ｍ２の銅または銅合金は導電性が高い（体積固有抵抗が低い）ので電磁波の反射による損失を大きくでき、ニッケル導電層Ｍ３のニッケルまたはニッケル合金は磁性損失による電磁波の吸収が大きいので、金属膜６ａ，６ｂが電磁波ノイズを反射，吸収し、さらにカーボンナノチューブ７が電磁波ノイズを吸収するので、凹部２の底面上に配置されたセンサ素子４は、周囲を包囲する金属膜６ａ，６ｂとカーボンナノチューブ７の相乗効果によって電磁波ノイズに対する優れたシールド性を得ることができ、外部からの電磁波ノイズの干渉やノイズの重畳を防止することができる。
【００４７】
さらに金属膜６だけでなく、実装用端子３、配線パターン５もカーボンナノチューブ７を混入しためっき液を用いてめっき処理することで、カーボンナノチューブ７を含有する実装用端子３、配線パターン５を形成してもよく、さらなるシールド性の向上を図ることができ、且つカーボンナノチューブ７を含む実装用端子３、配線パターン５は電気伝導性に優れたものとなる。
【００４８】
また、センサ素子４の代わりにノイズ源となる電子部品を凹部２内に配置すれば、周囲を包囲する金属膜６ａ，６ｂとカーボンナノチューブ７の相乗効果によって、外部へ放出される電磁波ノイズを抑制できる。
【００４９】
（実施形態２）
図５、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の立体回路部品Ａ２の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図６（ａ）は、図５のＸ２−Ｘ２’断面を示す。
【００５０】
立体回路部品Ａ２は、矩形の枠体に成形された絶縁基板１１で構成され、絶縁基板１１の枠部１１ａの内側には矩形の孔１１ｂが形成されている。そして、枠部１１ａの互いに対向する２辺において、上面、内側面、下面の３面に亘って連続した複数本の配線パターン１２が各々形成され、枠部１１ａの残りの２辺の内側面にはカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａが形成され、さらに枠部１１ａの外側面にもカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｂが形成されている。
【００５１】
絶縁基板１１の成形時には、枠部１１ａの配線パターン１２を形成する２辺に沿って設けたサイドゲート１３を介して基材が供給される。
【００５２】
また、絶縁基板１１の表面に金属膜６、配線パターン１２を形成するプロセスは、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｄ）に示される実施形態１と同様の処理が行われ、図４（ａ）（ｃ）（ｄ）の電気めっき処理においては、配線パターン１２を形成した絶縁基板１１の２辺に沿って設けたサイドゲート１３を介して給電される。さらに、金属膜６にカーボンナノチューブ７を含有させる処理も実施形態１と同様に行われる。
【００５３】
また、サイドゲート１３を介して複数の絶縁基板１を１つの成形体で構成すれば、サイドゲート１３に設けた配線パターン１４を介して各絶縁基板１に給電することで、複数の絶縁基板１において同時に電気めっき処理が可能となる。そして、最後にサイドゲート１３を切断して個片毎に分割することで、生産性が向上する。
【００５４】
そして、立体回路部品Ａ２は（図６（ａ））、ノイズ源となる電子部品２２を上面に実装したプリント配線板２１の上面に載置され、電子部品２２は絶縁基板１の孔１１ｂ内に位置し、プリント配線板２１上面の配線パターン２３は、絶縁基板１の枠部１１ａの下面に形成した配線パターン１２に半田Ｈ１を介して電気的に接続する（図６（ｂ））。さらに、立体回路部品Ａ２の上面には、ノイズ源となる電子部品２５を下面に実装したプリント配線板２４の下面が載置され、電子部品２５は絶縁基板１の孔１１ｂ内に位置し、プリント配線板２４下面の配線パターン２６は、絶縁基板１の枠部１１ａの上面に形成した配線パターン１２に半田Ｈ２を介して電気的に接続する（図６（ｃ））。すなわち、プリント配線板２１，２４は、立体回路部品Ａ２の配線パターン１２を介して互いに電気的に接続されている。
【００５５】
上記図６（ｃ）の状態で、電子部品２２，２５は、立体回路部品Ａ２の枠部１１ａの孔１１ｂ内に位置し、枠部１１ａの内側面、外側面に形成したカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂによってその周囲を包囲されている。したがって、周囲を包囲する金属膜６ａ，６ｂとカーボンナノチューブ７の相乗効果によって電磁波ノイズに対する優れたシールド性を得ることができ、外部へ放出される電磁波ノイズを抑制できる。また、電子部品２２，２５の代わりにセンサ素子をプリント配線板２１，２４上に実装すれば、外部からの電磁波ノイズの干渉やノイズの重畳を防止することができる。
【００５６】
このように、プリント配線板２１，２４に金属製のシールド部材を各々設ける必要がなく、１つの立体回路部品Ａ２によって、プリント配線板２１，２４を互いに電気的に接続しながら小型化が可能になるとともに、プリント配線板２１，２４に実装している電子部品に対して優れたシールド性を得ることができる。
【００５７】
（実施形態３）
図７、図８（ａ）（ｂ）、図９は、本実施形態の立体回路部品Ａ３の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図８（ａ）は、図７のＸ３−Ｘ３’断面を示す。
【００５８】
立体回路部品Ａ３において、絶縁基板１の凹部２の底面上に設けた実装用端子３は、凹部２の底面を上下方向に貫通するスルーホール３１を介して絶縁基板１の下面に設けた配線パターン３２に電気的に接続している（図９の一部拡大図参照）。したがって、実施形態１では、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂを、配線パターン５を避けて絶縁基板１の内側面および外側面に形成していたが、本実施形態では、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａ，６ｂを、絶縁基板１の内側面および外側面の全面に亘って形成することができ、シールド効果がさらに向上する。
【００５９】
なお、本実施形態では図８（ｂ）に示すように、３つの実装用端子３を設けて、センサ素子４は各実装用端子３を介して電源線、信号線、ＧＮＤ線に接続している。
【００６０】
（実施形態４）
図１０、図１１（ａ）（ｂ）は、本実施形態の立体回路部品Ａ４の構成を示しており、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図１１（ａ）は、図１０のＸ４−Ｘ４’断面を示す。
【００６１】
立体回路部品Ａ４は、絶縁基板１１の枠部１１ａの上面および下面に接続用端子４１，４３を複数設け、各接続用端子４１と各接続用端子４３とは枠部１１ａを上下方向に貫通するスルーホール４２を介して電気的に接続している（図１１（ｂ）の一部拡大図参照）。したがって、実施形態２では、絶縁基板１１の枠部１１ａの上面、内側面、下面に配線パターン１２を形成するために、枠部１１ａの内側面では配線パターン１２を避けてカーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａを形成していたが、本実施形態では、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ａを、枠部１１ａの内側面の全面に亘って形成することができ、シールド効果がさらに向上する。
【００６２】
（実施形態５）
図１２（ａ）（ｂ）に示す立体回路基板Ａ５は、実施形態１の立体回路基板Ａ１において絶縁基板１の内側面、外側面だけでなく、絶縁基板１の凹部２の底面にも、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｄを形成したもので、さらなるシールド効果の向上を図ることができる。
【００６３】
また、図１３（ａ）（ｂ）に示す立体回路基板Ａ６は、実施形態３の立体回路基板Ａ３において内側面、外側面だけでなく、絶縁基板１の凹部２の底面にも、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｄを形成したもので、さらなるシールド効果の向上を図ることができる。
【００６４】
（実施形態６）
図１４、図１５（ａ）（ｂ）は、本実施形態の立体回路部品Ａ７の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６５】
立体回路部品Ａ７は、絶縁基板１の対向する２辺の外縁部の各上面において、その辺方向の略中央に凹部６１を各々設け、配線パターン５が凹部６１内を通って、絶縁基板１の内側面、外側面に連続するように形成されている。
【００６６】
そして、凹部６１を除く絶縁基板１の外縁部の上面全体には、カーボンナノチューブ７を含有する金属膜６ｃが、絶縁基板１の内側面、外側面の金属膜６ａ，６ｂに連続して形成されている。そして、金属製の蓋６２が凹部２の開口を塞ぐように絶縁基板１の上面に配置され、この金属製の蓋６２の下面は、絶縁基板１の外縁部の上面に設けた金属膜６ｃに半田Ｈ３を介して接続している。したがって、立体回路部品Ａ７の金属膜６と蓋６２とが同電位になり、シールド効果がさらに向上する。
【００６７】
また、図１５（ａ）に示すように、プリント配線板６３上に、蓋６２を覆設した立体回路部品Ａ６を実装し、絶縁基板１の外側面に設けた金属膜６ｂをプリント配線板６３のＧＮＤ電位に半田Ｈ４を介して接続し、金属膜６、蓋６２をプリント配線板６３のＧＮＤ電位と同電位にすることで、シールド効果はさらに一層向上する。
【００６８】
さらに、本実施形態では、凹部６１を除く絶縁基板１の外縁部の上面全体に金属膜６ｃを形成することで、金属膜６ｃと蓋６２との接触面積を最大限にとっており、蓋６２によるシールド機能を効果的にしている。
【００６９】
（実施形態７）
図１６は、本実施形態の立体回路部品Ａ８の構成を示しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７０】
立体回路部品Ａ８は、絶縁基板１の対向する２辺の外縁部の各上面において、その辺方向の略中央に凹部６１を各々設け、配線パターン５が凹部６１内を通って、絶縁基板１の内側面、外側面に連続するように形成されている。
【００７１】
そして、金属製の蓋６２が凹部２の開口を塞ぐように絶縁基板１の上面に配置され、この金属製の蓋６２の下面は、絶縁基板１の外縁部の上面に設けた２箇所の金属膜６ｃに半田Ｈ５を介して接続している。したがって、立体回路部品Ａ７の金属膜６と蓋６２とが同電位になり、シールド効果がさらに向上する。
【００７２】
また、この絶縁基板１の外縁部の上面に設けた２箇所の金属膜６ｃを、図４（ａ）（ｃ）（ｄ）の電気めっき処理における給電線として用いれば、給電線を別途設ける必要がなく、構造の単純化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態１の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）同上の製造方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）同上の製造方法を示す断面図である。
【図５】実施形態２の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）同上の使用形態を示す断面図である。
【図７】実施形態３の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および平面図である。
【図９】同上の一部を示す拡大断面図である。
【図１０】実施形態４の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および一部拡大断面図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）実施形態５の立体回路部品の構成を示す斜視図および平面図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）同上の別の立体回路部品の構成を示す斜視図および平面図である。
【図１４】実施形態６の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す断面図および一部拡大図である。
【図１６】実施形態７の立体回路部品の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ１立体回路部品
１ 絶縁基板
２ 凹部
３ 実装用端子
４ センサ素子
５ 配線パターン
６ 金属膜
７ カーボンナノチューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板を備え、絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜を設けることを特徴とする立体回路部品。
【請求項２】
前記金属膜は、銅または銅を含む合金であることを特徴とする請求項１記載の立体回路部品。
【請求項３】
前記金属膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金であることを特徴とする請求項１記載の立体回路部品。
【請求項４】
前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面に設けた凹部を形成されて、当該凹部の底面上に設けた前記電子部品を実装する実装用端子と、絶縁基板の外面に設けた配線パターンと、実装用端子と配線パターンとを接続するスルーホールとを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の立体回路部品。
【請求項５】
前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面および底面に設けた凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の立体回路部品。
【請求項６】
前記絶縁基板は、一面に開口を有する凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置し、凹部の内側面および絶縁基板の前記一面にカーボンナノチューブを含む前記金属膜を設け、
絶縁基板の前記一面には、凹部の開口を塞ぐとともに前記一面に設けた金属膜に接触する金属製の蓋を覆設することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の立体回路部品。
【請求項７】
前記絶縁基板の一面に設けた金属膜は、他の金属膜を形成するときに行う電気めっき処理の給電線として用いることを特徴とする請求項６記載の立体回路部品。
【請求項８】
絶縁基板の表面をプラズマ処理して表面の活性化を行った後、絶縁基板の表面を被覆する金属層を形成し、次に回路形成部分と非回路形成部分の境界領域にレーザ光を照射して境界領域の金属層を除去し、次に回路形成部分の金属層にめっき処理を施すことで金属膜を形成する立体回路部品の製造方法において、
ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜をめっき処理によって形成することを特徴とする立体回路部品の製造方法。
【請求項１】
ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板を備え、絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜を設けることを特徴とする立体回路部品。
【請求項２】
前記金属膜は、銅または銅を含む合金であることを特徴とする請求項１記載の立体回路部品。
【請求項３】
前記金属膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金であることを特徴とする請求項１記載の立体回路部品。
【請求項４】
前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面に設けた凹部を形成されて、当該凹部の底面上に設けた前記電子部品を実装する実装用端子と、絶縁基板の外面に設けた配線パターンと、実装用端子と配線パターンとを接続するスルーホールとを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の立体回路部品。
【請求項５】
前記絶縁基板は、カーボンナノチューブを含む前記金属膜を内側面および底面に設けた凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の立体回路部品。
【請求項６】
前記絶縁基板は、一面に開口を有する凹部を形成されて、当該凹部内に前記電子機器を配置し、凹部の内側面および絶縁基板の前記一面にカーボンナノチューブを含む前記金属膜を設け、
絶縁基板の前記一面には、凹部の開口を塞ぐとともに前記一面に設けた金属膜に接触する金属製の蓋を覆設することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の立体回路部品。
【請求項７】
前記絶縁基板の一面に設けた金属膜は、他の金属膜を形成するときに行う電気めっき処理の給電線として用いることを特徴とする請求項６記載の立体回路部品。
【請求項８】
絶縁基板の表面をプラズマ処理して表面の活性化を行った後、絶縁基板の表面を被覆する金属層を形成し、次に回路形成部分と非回路形成部分の境界領域にレーザ光を照射して境界領域の金属層を除去し、次に回路形成部分の金属層にめっき処理を施すことで金属膜を形成する立体回路部品の製造方法において、
ノイズ源となる電子部品、またはノイズから遮断されることが必要な電子部品を包囲する内側面を設けた絶縁基板の少なくとも前記内側面にカーボンナノチューブを含む１層以上の金属膜をめっき処理によって形成することを特徴とする立体回路部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２８２００（Ｐ２００８−２８２００Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９９９４８（Ｐ２００６−１９９９４８）
【出願日】平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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