JP2006114646A - 回路基板装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板上の電子部品を被覆するシールドケースおよびシールド構造においてシールド効果を向上させ得る回路基板装置を提供する。
【解決手段】電子部品１３が搭載される回路基板１にシールドケース２を被覆させ、このシールドケース２を回路基板１上の保持部材１４ａ、によって係合保持させる回路基板装置において、保持部材１４ａ、を、所定温度以上のときに所定形状となる形状記憶合金によって構成し、所定温度以上のときにシールドケース２と保持部材１４ａ、との係合状態を所定状態とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板上に配設された電子部品をシールドケースで被覆して成る回路基板装置に関するものである。

従来、高周波無線機や携帯用通信機器などを構成する回路基板に電子部品が搭載されており、その中には高周波を扱うものがある。そして、この電子部品に対する外部からの妨害波を遮蔽したり、逆にこの電子部品から放射される高周波が他の回路に影響を与えるのを抑制するように当該高周波を遮蔽するために、回路基板上には電子部品を被覆するようにシールドケースが設置されている。
このシールドケースは、底面が開口した概略筐体状を成し、表面上に導電性を持たせるために、外面に金属メッキが施されていたりシールドケース自体が金属部材で形成されている。
そして、シールドケースは、回路基板上の電子部品を被覆するとともに、回路基板上に設けられたアースパターンなどのアース部位に導電接合するように回路基板上に設置される。

このシールドケースは、従来、半田接合により回路基板上のアースパターンに接合され、回路基板上のアース部位とシールドケースとが導電接合されていた。
または、シールドケースの回路基板上への設置を容易にするために、回路基板上にシールドタブなどの保持部材を設けて、シールドケースをシールドタブにて保持して回路基板上に設置する。この場合、シールドタブは、回路基板のアースパターン上に半田接合により固定されるとともに、シールドケースの仕切り板を挟持してシールドケースを係合保持しているため、シールドケースは、シールドタブを介して回路基板上のアースパターンと電気的接続が行われる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−９００９３号

しかしながら、シールドケースを回路基板上に半田接合により固定する構成においては、シールドケースの脱着が容易でなく、工数を要するといった問題を有している。
また、シールドタブによりシールドケースを保持するものにおいては、このシールドタブが、通常の金属板により製造されるため、使用当初は、十分な弾力を有しておりシールドケースの挟持力、即ちシールドケースへの接触圧が大きく、シールドケースによるシールド効果を十分に得ることができる。しかし、長期間の使用により金属疲労が発生したり塑性変形したりして、シールドタブの弾力が弱まりシールドケースの挟持力が小さくなる場合がある。この場合、シールドタブのシールドケースに対する接触圧が弱まり、接触抵抗が増大して、シールドケースのシールド効果が劣るといった問題が生じる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールドケースの回路基板への脱着を容易に行えるとともに、該シールドケースのシールド効果を向上できる回路基板装置を提供することにある。

上記問題点を解決するため、本発明の回路基板装置は、電子部品が搭載される回路基板と、底面が開口した略筐体状に形成されて、少なくとも表面部分が導電性の材質で構成され、前記電子部品を被覆するように前記回路基板上に配設されるシールドケースと、前記回路基板上に設置され、前記シールドケースを前記回路基板上に係合保持する保持部材と、を備えた回路基板装置において、前記保持部材は、所定温度以上になると所定形状となる形状記憶合金によって構成されていることを特徴とする。
よって、保持部材は所定温度以上となるとシールドケースを所定の状態で係合保持し、保持部材のシールドケースに対する接触圧が所望の高い状態となって、保持部材によるシールドケースの係合保持を確実に行うことができるとともに、シールドケースのシールド効果を向上できる。

また、前記シールドケースは、前記回路基板上の回路ブロックを仕切る仕切り板を有し、前記保持部材は、前記仕切り板を挟持して前記シールドケースを係合保持することを特徴とする。
よって、保持部材によるシールドケースの係合保持を確実に行うことができ、シールドケースのシールド効果をより向上できる。

また、前記保持部材は、前記回路基板のアース部位に接合されて、前記シールドケースは、前記保持部材を介して前記回路基板上のアース部位に導電接合されることを特徴とする。
よって、シールドケースのアース接続を簡素な構造で確実に行うことができ、シールドケースのシールド効果をより向上できる。

また、前記保持部材が前記所定温度以上となり前記所定形状となるように変形した場合、前記保持部材が前記シールドケースを前記回路基板側へ付勢するように構成されている
ことを特徴とする。
よって、シールドケースの遮蔽効果を向上させて、シールドケースのシールド効果をより向上できる。

本発明の回路基板装置によれば、シールドケースを保持部材によって係合保持し回路基板上に設置する構成としたことにより、シールドケースを回路基板上に容易に且つ確実に設置することができる。
さらに、この保持部材を、所定温度以上のときに所定形状となる形状記憶合金で構成したことにより、保持部材によるシールドケースの係合保持を確実に行うことができるとともに、シールドケースによる回路基板上の電子部品に対する遮蔽を好適に行うことができ、シールドケースのシールド効果を向上できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の回路基板装置の概観斜視図、図２は保持部材であるシールドタブの形状を示す斜視図、図３は図１における同シールドタブの概略断面図、図４は本発明の第２実施形態を示す概略断面図、図５は本発明の第３実施形態を示す概略側面図である。

図１に示されるように、回路基板１（以下、基板１）には、送信ブロック、受信ブロック等の各種回路ブロック１１が設けられており、該各種回路ブロック間は基板１上のアース部位であるアースパターン１２によって区切られている。そして、各種回路ブロック１１上の表面には、所定回路を構成する配線導体や電子部品１３を搭載するための電極パッドや外部回路と接続するための端子電極などの配線パターンが形成されている。このような配線パターン上には、電子部品１３などが半田接合されている。

また、基板１には、シールドケース２が各種回路ブロック１１の電子部品１３等を被覆するように配設されている。このシールドケース２は、この基板１に形成された回路から高周波ノイズが発生する場合に、そのノイズを遮断したり、また、外部回路や隣接する回路から飛び込む高周波ノイズなどを遮断して、基板１に形成した所定回路の安定動作を達成するものである。

シールドケース２は、各種回路ブロック１１の電子部品１３を覆うように、底面が開口した略筐体状に形成されている。シールドケース２は樹脂部材で形成されており、全面に金属メッキが施されている。このシールドケース２の上下面には、各種回路ブロック１１を仕切るための仕切り板２１が略鉛直方向に突設されている。なお下面側の仕切り板は図示していないが、その形状はシールドケース２を基板１に被せた際に該基板１のアースパターン１２に対向して接触する位置に設けられている。なおシールドケース２の上面側にも仕切り板２１を設けているのは、上面側にも別の基板を裏返しにして取り付けるためである。

また、基板１のアースパターン１２上の所定位置には、シールドケース２と係合して、該シールドケース２を基板１に保持する保持部材としてのシールドタブ１４ａが半田付けにより固定されている。このシールドタブ１４ａは、１枚の金属板を加工することによって製造されており、その構造は、図２に示されるように、平面状の底面１５から挟持部１６を立設して構成されている。

詳細には、このシールドタブ１４ａは、基板１のアースパターン１２に半田で固定される底面１５と、底面１５の両側辺を略直角に上方向に折り曲げて立設される挟持部１６と、その上端近傍を内側にくの字状に折り曲げて形成された圧接部１８とを設けて構成されている。そして、このシールドタブ１４ａは、加工形成される際に、図３の破線で示されるような断面形状で形成され、挟持部１６の各圧接部１８の隙間幅ａが、この挟持部１６に嵌合されるシールドケース２の仕切り板２１の厚さ幅ｂよりも短くなるように形成される。

そして、このシールドタブ１４ａは、導電性の形状記憶合金によって構成されており、通常の弾性力を有するとともに、所定温度以上となると図３に破線で示されるような加工形成時の形状（所定の形状）となるように構成されている。つまり、シールドタブ１４ａは、所定温度以上となると、挟持部１６における圧接部１８の隙間幅がシールドケース２の仕切り板２１の厚さ幅ｂよりも短く設定された所定幅aとなるように構成されている。

次に、本発明にかかる回路基板装置の製造方法について説明する。
まず、保持部材であるシールドタブ１４ａを図１に示す基板１のアースパターン１２上の所定位置に装着する。そして該基板１をリフローしてシールドタブ１４ａの底面１５（図１参照）をアースパターン１２に半田付けする。

そして該基板１上にシールドケース２を被せ、シールドタブ１４ａにシールドケース２の仕切り板２１を嵌合させる。このとき、図３に実線で示すように圧接部１８の隙間が押し広げられて、挟持部１６が弾性変形することとなり、シールドタブ１４ａの弾性力によって圧接部１８が仕切り板２１の側面に圧接する。よって、仕切り板２１がシールドタブ１４ａの挟持部１６に挟持され、シールドケース２とシールドタブ１４ａとは電気的・機械的に確実に接続されることとなる。この構成により、シールドケース２は、シールドタブ１４ａに係合保持されるとともに、シールドタブ１４ａを介して基板１上のアースパターン１２に電気的に接続されることとなる。

次に、本発明にかかる回路基板装置の作用を説明する。
まず、シールドケース２で覆われる基板１の各種回路ブロック１１に搭載されている電子部品１３は、電源が供給されると発熱するため、各種回路ブロック１１内は、温度が上昇する。
そして、電子部品１３の発熱などに伴いシールドタブ１４ａ自体の温度が所定温度以上に上昇すると、シールドタブ１４ａは、加工形成時の形状となるように、即ち挟持部１６における隙間幅が仕切り板２１の厚さ幅ｂよりも短い所定幅ａとなるように変形する。しかし、圧接部１８には仕切り板２１が嵌合しているので、圧接部１８が仕切り板２１の側面に当接した状態でシールドタブ１４ａの変形が抑制されることとなり、圧接部１８は仕切り板２１の側面に圧接する。よって、シールドタブ１４ａによるシールドケース２の仕切り板２１の挟持力を大きい状態とすることができ、シールドタブ１４ａの圧接部１８におけるシールドケース２への接触圧も高い状態とすることができる。
よって、シールドタブ１４ａとシールドケース２との電気的接続を確実に行うことができるとともに、シールドケース２によりシールド効果を向上させることができる。

なお、シールドタブ１４ａに金属疲労や塑性変形が発生するなどしてシールドタブ１４ａの弾性力が低減した場合であっても、基板１上の電子部品１３の発熱などを利用して所定温度以上となったときにシールドタブ１４ａを所定形状となるように変形させることにより、シールドタブ１４ａに大きい挟持力を発生させることができ、シールドタブ１４ａの圧接部１８におけるシールドケース２の仕切り板２１に対する接触圧も高くすることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態は、シールドタブ１４ａの形状やシールドケース２の仕切り板２１がシールドタブ１４ａの挟持部１６によって挟持される構成は上述した第１実施形態と同一であるが、図４に示されるように、シールドケース２の仕切り板２１の側面に凹部２２が形成されている点で第１実施形態と相違する。

本実施形態においても、シールドタブ１４ａは、圧接部１８の隙間幅が仕切り板２１の厚さ幅ｂよりも短くなるように加工成形されているため、挟持部１６に仕切り板２１が嵌合されると、挟持部１６は押し広げられるように弾性変形し、この弾性力によって仕切り板２１を挟持する。
ただし、挟持部１６の圧接部１８に対向する側面に凹部２２が形成されているため、圧接部１８の下方に形成されている傾斜部２３が凹部２２の段差部２４に当接し、シールドタブ１４ａの弾性力によって段差部２４が傾斜部２３から斜め下方向の応力を受けることとなる。
よって、シールドタブ１４ａは、段差部２４に当接して仕切り板２１を挟持することにより、シールドケース２を係合保持するとともに基板１側へ付勢する。

本実施形態においてもシールドタブ１４ａは、形状記憶合金で形成され、所定温度以上となると図４に破線で示されるような加工形成時の形状となるように構成されている。
そして、電子ブロック１１内の電子部品１３の発熱などによってシールドタブ１４ａが所定温度以上となると、シールドタブ１４ａは図４に破線で示す形状に変形しようとするため、仕切り板２１は傾斜部２３が段差部２４に当接した状態でシールドタブ１４ａに挟持されるとともに基板１側に付勢される。
よって、シールドタブ１４ａに金属疲労や塑性変形が発生してシールドタブ１４ａの弾力が弱まり、シールドケース２の仕切り板２１への接触圧が減少した場合であっても、シールドタブ１４ａが電子部品１３の発熱などに伴い所定温度以上となると所定形状となるように変形することにより、第1実施形態と同様にシールドケース２の仕切り板２１を確実に挟持して、シールドケース２を係合保持することができる。

また、本実施形態においては、シールドタブ１４ａがシールドケース２を基板１側へ付勢する構成としたので、シールドケース２と基板１との間における隙間の発生を抑制でき、シールドケース２による各種回路ブロックと外部や他の回路ブロックとの遮蔽を効果的に行うことができ、シールドケース２のシールド効果をより向上させることができる。
なお、第１実施形態と同様に、シールドタブ１４ａをアースパターン１２に半田付け等により接合して、シールドケース２がシールドタブ１４ａを介して基板１上のアースパターン１２に電気的に接続される構成としたが、シールドタブ１４ａのシールドケース２を基板１側へ付勢する力を利用して、シールドケース２を基板１上のアースパターン１２に直接接合させるように構成してもよい。

本実施形態では、シールドケース２の仕切り板２１の側面に凹部２２を設けて、シールドタブ１４ａを段差部２４に当接させることによりシールドタブ１４ａがシールドケース２を基板側へ付勢する構成としたが、このような構成に限定されることなく、シールドタブ１４ａがシールドケース２を係合保持するとともにシールドケース２を基板１側へ付勢する構成であればよい。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、図５に示すように、シールドケース２を係合保持するシールドタブ１４ｂがシールドケース２と基板１との間に配設されている。詳細には、仕切り板２１の下端側に形成される溝部２５にシールドタブ１４ｂが配設され、シールドタブ１４ｂの下端が基板１上のアースパターン１２に半田接合などにより固定され、上端が仕切り板２１の溝部２５の上面に係合固定されている。そして、シールドケース２はシールドタブ１４ｂを介して基板１上のアースパターン１２に電気的に接続される。
そして、シールドタブ１４ｂは、形状記憶合金で加工成形されており、所定温度以上となると、上下方向に収縮するように構成されている。

そして、電子部品１３の発熱などによりシールドタブ１４ｂが所定温度以上となると、シールドタブ１４ｂは、上下方向に収縮してシールドケース２を基板１側に付勢することとなる。なお、シールドタブ１４ｂは、収縮時に上下端が仕切り板やアースパターン１２から離脱しないように構成されている。
よって、本実施形態においては、シールドタブ１４ｂを形状記憶合で形成し、所定温度以上のときに上下方向に収縮するように構成したので、シールドタブ１４ｂが所定温度以上のときに、シールドケース２はシールドタブ１４ｂから基板１側への付勢力を受けることとなり、シールドケース２による各種回路ブロックと外部や他の回路ブロックとの遮蔽を効果的に行うことができ、シールドケース２のシールド効果をより向上させることができる。
なお、シールドケース２を基板１上のアースパターン１２に直接接合させるようにしてもよく、この場合にはシールドタブ１４ｂの付勢力によってシールドケース２のアースパターン１２への導電接合をも好適に行うことができる。

なお、上述した実施形態では、シールドタブ１４ｂを所定温度以上となると上下方向に収縮する構成としたが、上下方向に伸長するように構成してもよい。この場合、シールドタブ１４ｂは所定温度以上となると上下方向に伸長するため、シールドタブ１４ｂの上端部とシールドケース２との接合及びシールとタブ１４ｂの下端部とアースパターン１２との接合がより強化される。よって、シールドケース２のアースパターン１２への導電接合がより確実に且つ効果的に行われ、シールドケース２のシールド効果を向上できる。なお、この場合、シールドケース２と基板１との間に隙間が発生することを抑制するために、シールドケース２を基板１上に保持するための保持部材が別途設けられている。

以上で本発明の回路基板装置についての説明を終了するが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、第１，２実施形態では、シールドケース２の仕切り板２１をシールドタブ１４ａの挟持部１６によって挟持する構成としたが、シールドタブ１４ａが仕切り板２１を挟持しなくとも、該仕切り板２１に係合してシールドケース２を保持するような構成とし、シールドタブ１４ａが所定温度以上となると、シールドタブ１４ａのシールドケース２に対する接触が所定状態となるような構成とすればよい。
また、シールドケース２は、樹脂部材で形成されて表面に金属メッキが施される構成としたが、少なくとも表面部分が導電性の材質で構成されればよく、例えばシールドケース２自体をアルミなどの金属部材で形成するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる回路基板装置の概観斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかるシールドタブの形状を示す概略斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかるシールドケースの保持構造を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるシールドケースの保持構造を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるシールドケースの保持構造を示す概略側面図である。

符号の説明

１ 回路基板、２ シールドケース、１１ 回路ブロック、１２ アースパターン、１３ 電子部品、１４ａ，１４ｂ シールドタブ、１５ 底面、１６ 挟持部、１８ 圧接部、２１ 仕切り板、２２ 凹部、２３ 傾斜部、２４ 段差部、２５ 溝部

Claims (4)

1. 電子部品が搭載される回路基板と、
   底面が開口した略筐体状に形成されて、少なくとも表面部分が導電性の材質で構成され、前記電子部品を被覆するように前記回路基板上に配設されるシールドケースと、
   前記回路基板上に設置され、前記シールドケースを前記回路基板上に係合保持する保持部材と、を備えた回路基板装置において、
   前記保持部材は、所定温度以上になると所定形状となる形状記憶合金によって構成されている
   ことを特徴とする回路基板装置。
2. 前記シールドケースは、前記回路基板上の回路ブロックを仕切る仕切り板を有し、
   前記保持部材は、前記仕切り板を挟持して前記シールドケースを係合保持する
   ことを特徴とする請求項１記載の回路基板装置。
3. 前記保持部材は、前記回路基板のアース部位に接合されて、
   前記シールドケースは、前記保持部材を介して前記回路基板上のアース部位に導電接合される
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の回路基板装置。
4. 前記保持部材が前記所定温度以上となり前記所定形状となるように変形した場合、前記保持部材が前記シールドケースを前記回路基板側へ付勢するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３記載の回路基板装置。

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