JP5347880B2 - 電磁シールド、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁シールド及びそれを備えた電子機器に関するものである。

一般に、携帯電話などの電子機器に用いられる高周波電子部品の周囲には、電磁波の侵入や漏洩を防止するための電磁シールドが設けられている（特許文献１参照）。図３は、従来の電磁シールドを示す断面模式図である。図３の電子機器においては、基板５５上に実装された電子部品５３の周囲を金属フレームからなる電磁シールド５１が覆っている。基板５５には電子部品と接続される各種配線が形成されており、これらの配線が基板端部に設けられた外部コネクタ５４に接続されている。図３では図示を省略したが、基板５５上には電子部品５３以外にも多数の配線及び電子部品が設けられており、これらの配線及び電子部品が電磁シールド５１と重ならない位置に配置されている。

特開２００５−１０１３６５号公報

しかしながら、従来の電子機器では、電子部品５３を電磁シールド５１で覆うために、電磁シールド５１を基板５５に接着するスペースが必要であり、また、その周囲に隣接させて他の電子部品を実装することが難しく、実装エリアの狭小化の一因となっている。また、携帯型電子機器の多機能化により、実装する部品点数が多くなり、これらの電子部品の実装面積を増やすために基板サイズを大きくする、或いは、サブボードと呼ばれるメイン基板５５とは別の基板に電子部品を実装しコネクタ等で接続するなどにより対応を図っているため、電子機器の小型化がますます困難となってきている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、電磁シールドの設置スペースを有効に活用し、基板上の実装面積を拡大することのできる電磁シールド及びそれを備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の電磁シールドは、電磁波を遮蔽する電磁シールドであって、導電性のリード部と導電性のシールド部とを有するフレームと、前記リード部と前記シールド部との少なくとも一部を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記リード部上の前記絶縁層に開口した開口部を介して前記リード部と電気的に接続された回路層と、を有し、前記リード部は前記シールド部と電気的に絶縁され、前記リード部の端部が外部端子として前記フレームの外周部に露出していることを特徴とする。

また、上記の課題を解決するため、本発明の電子機器は、基板と、前記基板の実装領域に実装された電子部品と、前記電子部品を覆って電磁波を遮蔽する電磁シールドと、を有する電子機器であって、前記基板上の前記実装領域の周囲には、中継電極とグラウンド電極とを含む第１回路層が設けられ、前記電磁シールドは、導電性のリード部と導電性のシールド部とを有するフレームと、前記リード部と前記シールド部との少なくとも一部を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記リード部上の前記絶縁層に開口した開口部を介して前記リード部と電気的に接続された第２回路層と、を有し、前記リード部は前記シールド部と電気的に絶縁され、前記リード部の端部は前記中継電極と電気的に接続されていると共に、前記シールド部の端部は前記グラウンド電極と電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、電磁シールドの設置スペースを回路層として有効利用することができる。そのため、実装面積が実質的に増大し、電子機器の小型化に寄与することができる。

本願発明の電磁シールドを備えた電子機器の平面図及び断面図である。 電磁シールドの導電性フレームの平面図及び側面図である。 従来の電磁シールドを備えた電子機器の断面図である。

図１は本発明の一実施形態に係る電子機器１００の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は電子機器１００の基板垂直方向から見た平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態の電子機器１００は、基板５と、基板５上に実装された電子部品３と、電子部品３を覆って電磁波を遮蔽する電磁シールド２０と、を有する。

基板５は、ガラスエポキシ基板等からなり、公知のプリント配線基板等が用いられる。基板５の実装領域には、半導体ＩＣ等の高周波電子部品３が実装されており、電子部品３の実装領域の周囲には、第１中継電極６ａ、６ｂ、６ｃと、該第１中継電極６ａ、６ｂ、６ｃと電気的に接続された第１配線１６と、グラウンド電極１０と、を含む第１回路層が設けられている。第１配線１６には、基板５上に実装されたコンデンサや抵抗等の電子部品１５が電気的に接続されている。

電磁シールド２０は、ワイヤ状に形成された導電性のリード部７と板状に形成された導電性のシールド部８とを有するフレーム１と、フレーム１のリード部７及びシールド部８を覆う樹脂フレーム（絶縁層）２と、樹脂フレーム２上に設けられた、第２中継電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、外部端子１４及びこれらに電気的に接続された第２配線１１を含む第２回路層と、を備えている。

樹脂フレーム２には、リード部７と重なる位置に開口部１３Ｈが形成されており、該開口部１３Ｈを介して第２中継電極１３とリード部７とが電気的に接続されている。リード部７の端部は基板５上に設けられた第１中継電極６と接しており、これにより両者の導通が図られている。また、シールド部８の端部は基板５上に設けられたグラウンド電極１０と接しており、これにより両者の導通が図られている。第２配線１１には、樹脂フレーム２上に実装されたコンデンサや抵抗等の電子部品１２と接続されている。また、外部端子１４にはフレキシブルコネクタ（外部コネクタ）４が接続されている。

図２はフレーム１の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）はフレーム１の基板垂直方向から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。

フレーム１は、天板部１ａと側壁部１ｂとを有する平面視矩形状の有頂筒状のキャップ構造を有する。第１リード部７ａ、第２リード部７ｂ、及び、第３リード部７ｃは、それぞれ天板部１ａの中央部から側壁部１ｂの外周端部に至るように短冊状（帯状）に複数設けられ、その側壁部１ｂ側の端部が基板５と接続する外部端子としてフレーム１の外周部に露出している。図２（ａ）では、第１リード部７ａをフレーム１の第１辺に沿って６本設け、第２リード部７ｂを第１辺と隣接する第２辺に沿って２本設け、第３リード部７ｃを第１辺と隣接し第２辺と対向する第３辺に沿って３本設けているが、各リード部７ａ，７ｂ，７ｃの設置位置及び本数はこれに限らない。

第１リード部７ａの本数は、基板５上の第１中継電極６ａの数及び樹脂フレーム２上の第２中継電極１３ａの数と同じである。第１リード部７ａと第１中継電極６ａ及び第２中継電極１３ａとはそれぞれ１対１に対応しており、第１リード部７ａの一端部は、対応する第１中継電極６ａ上に配置されてこれと電気的に接続され、第１リード部７ａの他端部は、対応する第２中継電極１３ａと接触し、これと電気的に接続されている。

第２リード部７ｂ及び第３リード部７ｃについても同様である。第２リード部７ｂの本数は、基板５上の第１中継電極６ｂの数及び樹脂フレーム２上の第２中継電極１３ｂの数と同じであり、各第２リード部７ｂの一端部は、対応する第１中継電極６ｂ上に配置されてこれと電気的に接続され、第２リード部７ｂの他端部は、対応する第２中継電極１３ｂと接触し、これと電気的に接続されている。第３リード部７ｃの本数は、基板５上の第１中継電極６ｃの数及び樹脂フレーム２上の第２中継電極１３ｃの数と同じであり、各第３リード部７ｃの一端部は、対応する第１中継電極６ｃ上に配置されてこれと電気的に接続され、第３リード部７ｃの他端部は、対応する第２中継電極１３ｃと接触し、これと電気的に接続されている。

フレーム１の第１辺に設けられた複数の第１リード部７ａは、互いに接触しないように一定の間隔を空けて配置されている。隣接する第１リード部７ａ同士の間隔は、電磁遮蔽を行う対象となる電磁波がその隙間を通して侵入又は漏洩しないように、該電磁波の波長よりも十分に小さい間隔（例えば、電磁波の波長の半分以下の大きさ）とされている。

リード部７ａ，７ｂ，７ｃは、対応する第１中継電極６ａ，６ｂ，６ｃと第２中継電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを電気的に接続するための接続配線として機能する。そのため、各リード部７ａ，７ｂ，７ｃは互いに電気的に絶縁されると共に、シールド部８とも電気的に絶縁されている。具体的には、フレーム１の天板部１ａの中央部に平面視矩形枠状の絶縁部９が設けられており、該絶縁部９の第１辺に第１リード部７ａの端部が接続され、該第１辺と隣接する第２辺に第２リード部７ｂが接続され、該第１辺と隣接し該第２辺と対向する第３辺に第３リード部７ｃの端部が接続され、さらに、リード部７ａ，７ｂ，７ｃの配置されていない領域（矩形枠状に形成された絶縁部９の枠内領域を含む）にシールド部８が設けられ、該シールド部８が絶縁部９と接続されている。

リード部７ａ，７ｂ，７ｃ、シールド部８、及び、絶縁部９は、例えば、絶縁シートにＣｕや４２アロイ、ＳＵＳ等の金属板を貼り付けたものをプレス加工することにより、一体で形成される。樹脂フレーム２は、フレーム１上にインジェクション等により液晶ポリマー等の熱可塑性のエンジニアリングプラスチックやエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を配置することで形成される。本実施形態の場合、樹脂フレーム２は、フレーム１の天板部１ａ及び側壁部１ｂの全体を覆っているが、樹脂フレーム２は、フレーム１のリード部７ａ，７ｂ，７ｃ及びシールド部８の少なくとも一部を覆っていればよく、好ましくは、天板部１ａの全面を覆っているのが良い。天板部１ａの全面に樹脂フレーム２を設けることにより、第２配線や外部端子１４の設置面積（第２回路層の面積）を大きくすることが可能である。

樹脂フレーム２上の第２配線１１や外部端子１４は、導電性ペーストや、導電膜を成膜してエッチングすること等により形成され、第２配線１１上には必要に応じてレジスト等の保護膜が形成される。樹脂フレーム２の開口部１３Ｈは、レーザやドリル等により形成され、この開口部１３Ｈを介して第２配線１１とリード部７（７ａ，７ｂ，７ｃ）とを接続する第２中継電極１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は、メッキや導電性ペースト等により形成される。フレーム１のリード部７及びシールド部８は、基板５上に設けられた第１中継電極６とリフロー等の方法により半田接続される。

以上の構成を有する本実施形態の電子機器１００においては、電磁シールド２０のフレーム１の一部をワイヤ状に形成し、これを基板５上の第１回路層と樹脂フレーム２上の第２回路層とを接続する接続配線（リード部７ａ，７ｂ，７ｃ）として用いているため、電磁シールド２０の設置スペースを回路層として有効利用することができる。そのため、基板５上の実装面積を実質的に増大させることができ、電子機器の小型化に寄与することが可能となる。

１…フレーム、１ａ…天板部、１ｂ…側壁部、２…樹脂フレーム（絶縁層）、３…電子部品、４…フレキシブルコネクタ（外部コネクタ）、５…基板、６，６ａ，６ｂ，６ｃ…第１中継電極、７，７ａ，７ｂ，７ｃ…リード部、８…シールド部、１０…グラウンド電極、１３Ｈ…開口部、１４…外部端子、２０…電磁シールド、１００…電子機器

Claims (8)

1. 電磁波を遮蔽する電磁シールドであって、
   導電性のリード部と導電性のシールド部とを有するフレームと、
   前記リード部と前記シールド部との少なくとも一部を覆う絶縁層と、
   前記絶縁層上に設けられ、前記リード部上の前記絶縁層に開口した開口部を介して前記リード部と電気的に接続された回路層と、を有し、
   前記リード部は前記シールド部と電気的に絶縁され、前記リード部の端部が外部端子として前記フレームの外周部に露出していることを特徴とする電磁シールド。
2. 前記リード部は前記フレームの外周に沿って複数設けられ、隣接する前記リード部同士の間隔は前記電磁波の波長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の電磁シールド。
3. 前記フレームは、天板部と側壁部とを有する有頂筒状に形成され、前記リード部は、前記天板部から前記側壁部の外周端部に至るように形成され、前記絶縁層は、前記フレームの天板部の上面全体に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁シールド。
4. 前記回路層には外部端子が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁シールド。
5. 基板と、前記基板の実装領域に実装された電子部品と、前記電子部品を覆って電磁波を遮蔽する電磁シールドと、を有する電子機器であって、
   前記基板上の前記実装領域の周囲には、中継電極とグラウンド電極とを含む第１回路層が設けられ、
   前記電磁シールドは、導電性のリード部と導電性のシールド部とを有するフレームと、前記リード部と前記シールド部との少なくとも一部を覆う絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記リード部上の前記絶縁層に開口した開口部を介して前記リード部と電気的に接続された第２回路層と、を有し、
   前記リード部は前記シールド部と電気的に絶縁され、前記リード部の端部は前記中継電極と電気的に接続されていると共に、前記シールド部の端部は前記グラウンド電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
6. 前記リード部は前記フレームの外周に沿って複数設けられ、隣接する前記リード部同士の間隔は前記電磁波の波長よりも短いことを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 前記フレームは天板部と側壁部とを有する有頂筒状に形成され、前記リード部は前記天板部から前記側壁部の外周端部に至るように形成され、前記絶縁層は前記フレームの天板部の上面全体に設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の電子機器。
8. 前記第２回路層には、外部コネクタと接続する外部端子が設けられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電子機器。

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