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JP2596217B2 - 電気回路のための電磁シールド - Google Patents

電気回路のための電磁シールド

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JP2596217B2
JP2596217B2 JP3506411A JP50641191A JP2596217B2 JP 2596217 B2 JP2596217 B2 JP 2596217B2 JP 3506411 A JP3506411 A JP 3506411A JP 50641191 A JP50641191 A JP 50641191A JP 2596217 B2 JP2596217 B2 JP 2596217B2
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Japan
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circuit
flange
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クアガン，ジェフリイ・フランク
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Motorola Solutions Inc
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Motorola Inc
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007—Casings
    • H05K9/002—Casings with localised screening
    • H05K9/0022—Casings with localised screening of components mounted on printed circuit boards [PCB]
    • H05K9/0024—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields
    • H05K9/0032—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields having multiple parts, e.g. frames mating with lids
    • H05K9/0035—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields having multiple parts, e.g. frames mating with lids with retainers mounted beforehand on the PCB, e.g. clips
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference
    • H04B15/02—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S174/35—Box or housing mounted on substrate or PCB

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  • Signal Processing (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般的に電磁遮蔽を行うシールド装置に関
する。さらに詳しくは、電気回路の動作中に発生した熱
を放散させる対流型熱放散面を有する電磁シールドに関
する。
高周波発振器を含む電気回路の動作中には、高周波電
磁信号が生成される。このような電磁信号は電気回路の
正常な動作の副産物であり、生成された信号は他の電気
回路の正常な機能に干渉するおそれがあるので望ましく
ない。このような干渉およびその望ましくない影響は電
子装置のユーザにはよく知られている。
干渉の影響を最小限に抑えるために、電気回路を覆う
ように電磁シールド材料が配置されることがよくある。
シールド材料は、シールドが覆う電気回路により生成さ
れる電磁信号ばかりでなく、他の回路により生成される
信号も吸収する。シールド材料は、金属またはその他の
導電性材料で構成される場合が多く、平らな表面または
電気回路を完全に包み込むハウジングの形をとる。
電磁エネルギを遮蔽する既知の種類のシールドは、電
磁エネルギを発生する電気回路上に配置される金属プレ
ート部材より構成される。金属プレート部材は、回路の
動作中に発生する電磁エネルギを吸収する。サイド・フ
ランジがプレート部材から下方に延び、フランジに支持
された導電性ブレード部材または導電性ゴム材がシール
ドを電気回路に対して電気的に接続する。通常、シール
ドは電気回路の接地面、またはその他の類似の接地基準
面に電気的に接続される。あるいは、シールドはアンテ
ナとして機能して、他の電気回路により送られた電磁エ
ネルギを受け取ることができる。
ブレードまたは導電性ゴム部材をフランジの底面に形
成された凹部に挿入することにより、ブレードまたは導
電性ゴム材は、プレート部材から下方に延びたフランジ
と物理的に接続されている。シールドと回路との物理的
接続を行うためには、ブレードまたは導電性ゴム材を用
いることが望ましい。
電気回路の正常な動作のもうひとつの副産物は、熱エ
ネルギ、すなわち熱である。熱が放散されないと、熱の
蓄積により電気回路の異常動作を引き起こすこともあ
り、回路の構成素子を破損してしまうことさえある。そ
れゆえ、熱を放散する手段が電気回路のすぐそばに配置
されることが多い。たとえば、対流面を含むヒート・シ
ンクを形成する熱伝導性材料が、電気回路のすぐそばに
配置されて、電気回路に伝わる熱を放散させるようにす
る場合が多い。
１つあるいは多数の電気回路を含む電子装置はますま
す小型化されて、より小さなパッケージに収納できるよ
うになりつつある。このような小型化を実現するために
は、上記のような電磁シールド装置と放熱装置とはさら
に小さなパッケージに収納できるように、同様に小型化
しなければならない。たとえば、電気回路の動作中に発
生する熱を放散するヒート・シンクとしても機能する電
磁シールド装置が開発されている。
ますます小型化されつつある電子装置のこのような例
として、ハンドヘルド携帯無線電話がある。無線電話の
パッケージがますます小型化されるにつれて、無線電話
のハウジングに内蔵される電磁シールド装置および放熱
装置は、それに合わせて小型化しなければならない。
上述したようなシールド装置を、携帯無線電話に用い
ることができる。しかし、設計上の制約により、このよ
うなシールドをさらに小型化することは制限される。シ
ールドの部分を形成する金属プレート部材と、そこから
突出するフランジとは、通常ダイカスト法または押し出
し法により作成される。ダイカスト法で形成されるフラ
ンジ部分の寸法は、0.025インチあるいはもっと薄くす
ることができるが、フランジはブレードまたは導電性ゴ
ム材を支持する溝を形成できるだけの幅を持っていなけ
ればならない。ブレードまたは導電性ゴム材は、フラン
ジ部分の底に凹部を形成することにより、フランジ部分
の底に接続され、ブレードまたは導電性ゴム材は0.015
インチの寸法であるので、フランジ部分の底に形成され
る凹部の幅はそれに対応する幅でなければならない。凹
部を形成する側壁は工法上の制約により0.025インチの
寸法でなければならないので、それに応じて、できあが
るフランジの幅は少なくとも0.065インチでなければな
らない。シールドのフランジ部分は一般に電気回路の周
囲に延びるので、フランジ部分全体は、シールド板の幅
方向および長さ方向で0.065インチの２倍、すなわち0.1
30インチでなければならない。上述のように、ハンドヘ
ルド携帯式無線電話はますます小型化されているので、
シールド板のフランジ部分に必要なこの面積は、無線電
話のパッケージをさらに小型化する際の設計上の制約に
なることが増えてきている。その他の電子装置のシール
ド装置に対する寸法条件も同様に、さらに小型化を進め
る上の制約になっている。
したがって、電子装置をさらに小型化するためには、
シールドと放熱のための改良された手段と方法とが必要
とされる。
発明の概要 したがって本発明の目的は、電気回路のための、寸法
を小さくしたシールド装置を提供することである。
本発明の他の目的は、寸法を小さくしたシールド装置
であって、さらに電気回路の動作中に発生される熱を放
散するための対流表面領域を有するシールド装置を提供
することである。
本発明のさらに他の目的は、電磁エネルギ吸収シール
ドを電気回路に電気的に接続して、電磁エネルギを正し
くシールドすることができる改良された接続手段を提供
することである。
したがって、本発明により、電気回路を絶縁するシー
ルドが開示される。電磁エネルギ吸収材料からなるシー
ルド面が、電気回路と対面関係に配置されて、少なくと
も電気回路の一部を覆う。シールド面は電気回路の回路
経路と電気的に接続されている。電気回路と対面関係に
配置して、その回路経路と適切に位置合わせをして電気
的接続を行なうと、電気回路により放射されるあるいは
電気回路に向かって伝えられる電磁エネルギが吸収され
る。
シールド面は熱伝導材料より構成され、電気回路の動
作中に発生した熱が放散される対流面がシールド面によ
りさらに形成されるようになっていることが好ましい。
図面の簡単な説明 本発明は以下の添付の図面と照合して読むとさらによ
く理解されるだろう。
第１図は、本発明のシールドの平面図である。
第２図は、本発明のシールドの一部を形成する１個の
クリップ部材の側面図である。
第３図は、第２図のクリップ部材の直線III−IIIに沿
った断面図である。
第４図は、プリント回路基板上に配列された電気回路
上に配置した本発明のシールドの分解図であり、本発明
のシールドと電気回路との関係を示すものである。
第５図は、正面の拡大図で、本発明の部分を形成する
クリップ部材とプリント回路基板上に配列された電気回
路の回路経路との接続を示すものである。
第６図は、本発明のシールドを採用できる携帯式無線
電話の等角図である。
第７図は、第６図の直線VII−VIIに沿った断面図で、
回路基板と本発明のシールドとの配置を示している。
好適な実施例の詳細な説明 まず第１図には、概して参照番号10で記される、本発
明のシールドの平面図を示す。シールド10は、プリント
回路基板上に配列された電気回路などの、電気回路を実
質的に覆う幅寸法と長さ寸法との表面を有するプレート
12より構成される。第１図のシールド10は、長さ方向に
細長い。しかし、プレート10の寸法はシールド10が絶縁
する回路（または回路群）の寸法に対応するものである
ことが好ましいことを留意されたい。したがって、プレ
ート12はその他のさまざまな形状が可能である。
サイド・フランジ14は、シールド10の周囲に延びてい
る。本発明の好適な実施例において、プレート12とフラ
ンジ14とはダイカスト処理中に一体的に形成され、それ
によって単一材料による単一構造を形成している。第１
図のシールド10はさらに、サイド・スパン・フランジ
（side−spanning flanges）15を含み、これもダイカス
ト処理中にプレート12と一体的に形成されることが好ま
しい。サイド・スパン・フランジ15により、プレート12
は回路基板上に配列されたいくつかの異なる回路を互い
に絶縁することができる。
複数のクリップ部材16はそれぞれのフランジに沿った
選択された位置で、フランジ14または15に接続されてい
る。また、第１図には、プレート12の対向するコーナー
部分で、長さ方向の選択された位置において形成された
アパーチャ18も示されている。アパーチャ18には、ネジ
式になったシャフト部材を挿入することができる。
プレート12は、無線周波数の電磁エネルギを吸収する
材料より構成され、亜鉛または好ましくはマグネシウム
合金などの多くの金属材料（または、たとえば金属被覆
されたプラスチックなど）のうち任意のもので構成され
てもよい。マグネシウムは、その軽量特性のために好ま
しい構造材である。フランジ14,15は、いずれも電磁エ
ネルギ吸収材より構成され、前述のようにプレート12と
一体的に形成されることが好ましい。
第２図には、１個のクリップ部材16の側面図を示す。
クリップ部材16は、導電性材料より構成され、締め付け
部20と、そこから突き出している突出タブ22とを含む。
締め付け部20によりクリッフ部材16はフランジ14または
15に接続され、突出タブ22は、クリップの下に配置され
た電気回路の回路経路と係合して、その間で電気的接続
を行なう。好適な実施例において、第３図の断面図に示
されるように、締め付け部20は脚4,26,28を有するＵ字
型のベースよりなり、脚はその間に溝29を形成する。こ
れらにより形成された溝29は、クリップ16の部分20をフ
ランジ14または15の周囲に配置し、そこに締め付けるの
に適した寸法となっている。
突出タブ22は部分20の脚28より突き出している。好適
な実施例において、クリップ部材16は順送り型法（prog
ressive die process）により作成され、突出タブ22
は、部分20をなすＵ字型ベースの脚28の部分より作られ
る。タブ22は、クリップ締め付け部20の脚28よりタブ22
のパターンの３辺を打ち抜いて、その後タブ22が望まし
い方向に突出するように曲げることにより形成される。
本発明の好適な実施例においては、３個のタブがそれぞ
れのクリップ部材16の脚28より切り出される。ここで重
要なのは、クリップ部材16は、締め付け部20をフランジ
14または15の周囲に配置するだけでフランジ14および15
に締め付けられるので、クリップ部材16をフランジに締
め付けるためにはんだを必要としないことである。さら
に、クリップ部材はフランジ14または15に沿った位置に
配置され、そこに締め付けられる。クリップ部材16はフ
ランジに対して解放可能に係合されるので、必要ならば
フランジに対し再配置や、再締め付けが可能である。
本発明の好適な実施例においては、クリップ部材16は
ベリリウム−銅材料で構成され、その材料のために疲労
破壊を起こさずに突出タブを繰り返し、大きく放射状に
移動させることが可能であり、メッキ性も維持されるの
で、電食および／または酸化腐食を減少させることがで
きる。
さらに、クリップ部材16は、その下に位置する電気回
路の動作中に発生する熱エネルギをプレーと12に伝え
る。プレート12の表面は、対流面を形成し、そこに伝導
された熱エネルギの放散を促進する。そのためシールド
10のプレート12は、電磁エネルギを吸収する働きをする
だけでなく、伝導された熱エネルギを放散するヒート・
シンクとしても機能する。
第４図の分解図には、本発明のシールド10がプリント
回路基板32上に配列され、その上に電気回路34のような
電気回路が配置されている。従来、回路基板32のような
プリント回路基板は、その上にエッチングされた共通接
地経路36を含み、それに対して基板32上に配置されたす
べての回路が接続されている。好適な実施例において
は、この共通接地経路36に対して、クリップ部材16の突
出タブ22が接続している。もちろん、その他の接点も同
様に可能である。
ダイカスト法で、プレート12と一体に形成されるフラ
ンジ14,15のパターンは、シールドが配置されるプリン
ト回路基板32の共通接地経路36と対応することが好まし
い。クリップ部材16をプリント回路基板32の共通接地経
路36と位置合わせして、シールド10を回路基板32と対面
関係に置くだけで、シールド10は、クリップ16のタブ22
の接地経路36に対する接触により、電気回路と電気的に
接続される。それによりシールド10は、電気回路34によ
り発生した電磁エネルギを吸収し、そこに伝えられた電
磁エネルギを吸収する。シールド10の下に配置された電
気回路により発生した熱エネルギは、フランジ14,15を
通じて伝導され、プレート12の表面により形成された対
流面により放散される。さらに第４図には、ネジ式のシ
ャフト部材38が示されるが、これはシールド10のアパー
チャ18を通り、回路基板32を通って延びるアパーチャ40
に挿入されると、シールド10を回路基板32に対して位置
の合った対面関係をもって固定させる。
第５図は、シールド10のフランジ14に締め付けられた
１個のクリップ部材16の正面の拡大図である。プリント
回路基板32の共通接地経路36はタブ22の下に位置合わせ
される。前述のように、クリップ部材16には、順送り型
法によりクリップ部材16の締め付け部20の脚部から打ち
抜かれた３個の突出タブ22が含まれることが好ましい。
もちろん、任意の数の突出タブ22や、その他の形成手段
も可能である。クリップ部材16が共通接地経路36に対し
て適切に位置合わせされると、シールド10は回路基板32
上に対面する関係に下げられる。回路基板32上にシール
ド10を置くと、突出タブ22は図の矢印44により示される
方向に、放射状にたわむ。それによって突出タブ22は、
共通接地経路36と電気的に接触し、接地36とシールドの
プレート12の表面との間に電気的接続を実現する。その
ため、シールド10は、下方に置かれた電気回路34により
発生した電磁エネルギを吸収し、かつ、その他の電気回
路によって発生され、電気回路34に対して伝えられる電
磁エネルギを吸収する働きをする。
回路基板32の熱による屈曲により起こる振動力，落下
力，屈曲応力はタブ22により吸収される。同様に、ダイ
カスト・ハウジング（または押し出し成形されたハウジ
ング、またはプラスチック成形されたハウジング）の応
力緩和（クリープ）により生じる力もタブ22により吸収
される。好適な実施例においてはクリップ部材16は、ベ
リリウム−銅材料により構成されるので、これらの力は
突出タブ22の疲労破壊を起こさない。
そのため、接地経路36とシールド10のプレート12との
電気的な接続を維持しながら、上記の力による突出タブ
22の繰り返しの放射状運動が可能となる。さらに、クリ
ップ部材16と、フランジ14および15と、プレート12とは
熱伝導材料により構成されるので、回路34のような電気
回路の動作中に発生した熱は、表面12に対流し、そこで
熱は放散される。そのため、シールド10は電磁エネルギ
を吸収するだけでなく、ヒート・シンクとしても機能し
て電気回路の動作中に発生した熱を放散する。
第６図の等角図には、概して参照番号50で記される、
携帯用無線電話が示されている。たとえば、無線電話50
は、セルラ無線電話システムで利用される、モトローラ
社製無線電話モデル番号no.F09NFD8444AAでもよい。無
線電話50のような無線電話は、ますます小型化されてき
ており、その携帯性が増大している。本発明のシールド
を無線電話50の部品として利用すると有利である。シー
ルド10は寸法の小さくなった電磁シールドやヒート・シ
ンクとして機能するだけでなく、さらに、クリップ部材
16の構造により、シールド10は無線電話50に含まれる回
路基板の振動力，落下力，熱による屈曲がよく起こる環
境でも良好に機能する。
第７図は、第６図を直線VII−VIIに沿って切断した断
面図である。この断面図は、本発明のシールド10が、電
気回路34により放射される電磁エネルギと、そこに伝え
られる電磁エネルギとを吸収するように、回路基板32上
に配置される様子を示す。さらに、シールド10は、熱伝
導材料より構成されるので、電気回路34の動作中に発生
した熱はシールド10のプレート12の表面により形成され
た対流面に伝えられ、そこで対流により熱エネルギが放
散される。回路基板32は、従来の方法で無線電話50のハ
ウジング52に固定される。ダイカスト法でプレート12と
一体に形成されたフランジ14,15は、回路基板32の共通
接地経路36に対応するようにパターン化される。アパー
チャ18,40を通って延びるネジ式のシャフト部材38によ
り、シールド10は回路34に対して対面関係に維持され
る。突出タブ22は、接地経路36と電気的に接触して、シ
ールド10の細長いプレート12と電気回路34との間の電気
的接続を行う。振動力，落下力，熱屈曲力および材料の
応力緩和（クリープ）力は突出タブ22のたわみにより吸
収され、プレート12と回路34との間の電気的接続が維持
される。
本発明は、さまざまな図面に示される好適な実施例に
関連して説明してきたが、その他の同様な実施例を用い
たり、解説された実施例に改良や追加を加えることによ
り、本発明から逸脱することなく本発明と同一の機能を
実施できることを理解されたい。それゆえ、本発明は１
つの実施例に限られるものではなく、添付の請求項の説
明による範囲内で構築されるものである。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回路基板上に配置され少なくとも１つの回
    路経路を有する電気回路を、絶縁するシールドであっ
    て： 前記電気回路の少なくとも一部を覆う表面を有するシー
    ルド面を形成する手段であって、前記シールド面は、前
    記電気回路によりあるいはそこに向かって放射される電
    磁エネルギを吸収するための導電性電磁波吸収材料より
    構成されかつ熱伝導材料より形成されて対流面を成し、
    かつ、前記回路経路に整列するため前記表面より延びた
    フランジ部を有する、ことを特徴とするシールド面形成
    手段； 導電材料から成りかつ底部により相互に接続された平行
    側部から形成された少なくとも１つのクリップ部材を形
    成する手段であって、前記平行側部および底部が一緒に
    なってＵ字形断面を形成しかつ前記平行側部の間に溝を
    形成し、前記溝は前記シールド面の前記フランジ部の幅
    寸法にほぼ等しくわずかに狭い幅寸法を有し、それによ
    り前記平行側部自体をその弾性変形により前記フランジ
    部に解放可能に固定し、以て圧縮力を及ぼす、ことを特
    徴とするクリップ部材形成手段；および 少なくとも１つのクリップ部材と一体となっている少な
    くとも２つの導電材料製突出タブであって、両突出タブ
    が互いに離れる方向に拡開しており、各突出タブの一端
    が前記クリップ部材の底部に枢着され、前記フランジ部
    が前記回路経路に整合し、前記フランジ部を前記回路経
    路へと位置づけるときに前記突出タブがそれらの拡開枢
    動により前記回路基板に対向して、前記シールド面を前
    記電気回路に電気的に接続する、ことを特徴とする突出
    タブ； から構成されることを特徴とするシールド。
  2. 【請求項２】前記シールド面がマグネシウム合金材料か
    ら成る、ことを特徴とする請求項１記載のシールド。
  3. 【請求項３】前記突出タブが前記クリップ部材の底部の
    一部から形成される、ことを特徴とする請求項１記載の
    シールド。
  4. 【請求項４】前記シールド面を構成する前記導電性電磁
    波吸収材料が無線周波数を吸収する、ことを特徴とする
    請求項１記載のシールド。
  5. 【請求項５】前記シールド面と前記回路基板とを相互接
    続するネジ式シャフト部材をさらに含み、前記シールド
    面のフランジ部が前記電気回路の回路経路と整列関係に
    維持される、ことを特徴とする請求項１記載のシール
    ド。
JP3506411A 1990-03-30 1991-03-14 電気回路のための電磁シールド Expired - Fee Related JP2596217B2 (ja)

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CA (1) CA2048649C (ja)
DE (1) DE4190697C1 (ja)
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