JP2004072051A

JP2004072051A - シールド構造及びその形成方法

Info

Publication number: JP2004072051A
Application number: JP2002233216A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yumi; 由見　英雄
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】低コストで確実な電磁波シールドを容易に実現できるシールド構造及びその形成方法を提供すること。
【解決手段】シールド構造は、例えば携帯電話に搭載された電子機器（電子部品）１の電磁波をシールド（遮蔽）するために、プリント基板３上に設けられるものである。つまり、プリント基板３上には、電子部品１の周囲を囲む様に壁部５が形成されており、この壁部５で囲まれた領域の上部を覆うように蓋体（シールド板）７が配置されている。プリント基板３上には、壁部５を形成する箇所に沿って、アースパターン９が形成され、アースパターン９上には壁部５が形成されている。この壁部５は、導電性（従って電磁波シールド性）を有する導電性エラストマからなる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子部品に影響を与える電磁波をシールド（遮蔽）するシールド構造及びその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば携帯電話等の電子機器においては、その電子部品に影響を与える電磁波をシールドするため、又は、電子部品から放射される電磁波が他の電子機器に影響を与えるのを防止するために、シールドケースが用いられている。
【０００３】
このシールドケースとしては、例えば金属板を折り曲げて、一方が開口した箱状にしたものや、ポリプロピレン等の樹脂を箱状に成形し、その表面をメッキや蒸着によって導電化したものが知られている。
この様なシールドケースは、電子部品を搭載したプリント基板に対して、電子部品を覆うように配置され、プリント基板上のアースパターンとシールドケースとが接触するようにして固定されている。例えば金属板からなるシールドケースの場合には、はんだ付けにより固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したシールドケースの場合には、下記の問題点があり、一層の改善が望まれていた。
例えば、金属板を折り曲げたシールドケースの場合には、金属板を折り曲げて作成するため、その形状に制約があり、また、側壁と側壁の合わせ目に隙間ができやすく、この部分から電磁波が漏れることがある。
【０００５】
また、シールドケースは、はんだ付けによりプリント基板に固定されるが、プリント基板（或いはシールドケース）が反っている場合には、はんだ付けできない箇所が発生することがある。更に、衝撃があると、はんだ付けが取れてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで確実な電磁波シールドを容易に実現できるシールド構造及びその形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）請求項１の発明は、基材（例えばプリント基板）上に配置された電子部品を覆って電磁波をシールドするシールド構造において、前記電子部品の周囲を囲むように、前記基材上に導電性エラストマにより壁部を設けるとともに、少なくとも前記壁部で囲んだ領域の上部を電磁波のシールドが可能な蓋体で覆ったことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、基材の表面に、（柔軟で且つ適度な弾性を有する）導電性エラストマにより壁部を設けているので、その壁部で囲んだ領域を（導電性を有する）蓋体で覆うことにより、低コストで確実な電磁波シールドを容易に実現することができる。
【０００９】
つまり、従来の様に、金属板を折り曲げてシールドケースを作成するのではないので、形状に制約がなく、設計の自由度が高いという効果がある。しかも、個々のシールドケースに対応した金型を製造する必要がなく、コスト的に有利である。
【００１０】
また、基材と壁部との間には、金属板製の場合の様な隙間が無いので、電磁波の漏れや侵入を確実に防止することができる。
更に、壁部は導電性エラストマから構成されているので、プリント基板等の基材が反っている場合でも、例えばネジやファスナで押圧して固定することにより、蓋体と壁部との間に隙間が生じることを防止できる。従って、この点からも、電磁波のシールド性が高い。しかも、衝撃があっても、隙間が生じ難いという利点がある。
【００１１】
（２）請求項２の発明は、前記蓋体として、金属板、樹脂層に金属層を積層したもの、及び導電布のうち、少なくとも１種を用いることを特徴とする。
本発明は、蓋体を例示したものである。例えば蓋体を金属板により形成することにより、広い面積を容易にシールドすることができる。
【００１２】
また、樹脂層に金属層を積層したものを用いる場合には、蓋体（従ってシールド構造）の軽量化を図ることができる。尚、この金属層（導電層）としては、金属箔、メッキ、蒸着、又はスパッタリングにより形成された層を用いることができる。
【００１３】
更に、導電布は加工が容易であり、この導電布としては、例えば金属細線又は金属コート繊維からなるマルチフィラメント糸或いはモノフィラメント糸を製織したものや、合成繊維糸を用いて製織した織布に金属コートを施したものなどが挙げられる。
【００１４】
（３）請求項３の発明は、前記蓋体の外側及び／又は内側に、フェライト板、板状電磁波吸収材、及び熱伝導材のうち、少なくとも１種を備えたことを特徴とする。
つまり、蓋体の表面にフェライト板や（フェライト板ではない複合材料からなる）板状電磁波吸収材を設けた場合には、電磁波シールド性を高めることができる。尚、板状電磁波吸収材としては、例えば電磁波吸収体の形成材料となる軟磁性材料を所定の割合で含む樹脂などが挙げられる。
【００１５】
また、熱伝導材を設けた場合には、放熱性を向上させることができる。尚、熱伝導材としては、例えば樹脂中に熱伝導フィラーを含むもの等、各種の熱伝導性に優れた材料を採用できる。
（４）請求項４の発明では、前記蓋体として、平板な板材、曲がった形状の板材、及び一方が開放された箱状の部材のうち、いずれかを用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、蓋体を例示したものである。
例えば壁部の高さが均一な場合には、平板な板材を壁部の上端に載せることにより、シールドする領域（シールド領域）の上部を覆うことができる。また、電子部品の高さが様々であり、そのため、壁部の高さが位置によって異なる場合には、その高さに合わせて曲げられた形状の板材を、壁部の上端に載せることにより、シールド領域を覆うことができる。更に、板材ではなく、箱状の部材を用いても、同様にシールド領域の上部を覆うことができる。
【００１７】
（５）請求項５の発明では、前記蓋体と前記壁部の上端とを密着させたことを特徴とする。
本発明では、蓋体と壁部の上端とを密着させて、隙間が無いようにしているので、一層電磁波シールド性が向上する。
【００１８】
（６）請求項６の発明は、壁部により、基材表面の所定の領域を、複数の領域に区分したことを特徴とする。
これにより、各領域にて電子部品を確実にシールドすることができる。
（７）請求項７の発明では、蓋体と基材とを、ネジ又はファスナにより固定することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、蓋体と基材とを、どの様な手段で固定するかを例示したものである。これにより、確実に又容易に、蓋体を基材に固定することができる。また、蓋体は壁部に押圧されて密着するので、電磁波シールド性が向上する。
（８）請求項８の発明は、前記請求項１〜７のいずれかに記載のシールド構造の形成方法であって、前記基材の表面に、前記壁部の材料を塗布することにより、前記壁部を形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明では、例えばディスペンサを用いて、基材の表面の所定の箇所に壁部の材料を塗布し、その後乾燥させることにより、基材の表面に所望の形状の壁部を容易に形成することができる。
また、本発明では、壁部の材料を順次積層することにより、壁部の高さを調節することができる。例えば壁部の高さが低い場合には、例えばディスペンサを用いて壁部の材料を例えば１回塗布すればよいが、壁部が高い場合には、その作業を繰り返すことにより、所望の高さの壁部を形成することができる。
【００２１】
尚、壁部の高さが部分的に異なっている場合には、必要な箇所にのみ壁部の材料を塗布することにより、壁部の高さを容易に調節することができる。
（９）請求項９の発明は、前記請求項１〜７のいずれかに記載のシールド構造の形成方法であって、前記基材の表面に、射出成形又は圧縮成形を含む導電性エラストマの成形方法により、前記壁部を形成することを特徴とする。
【００２２】
本発明では、壁部を形成する方法として、通常の導電エラストマの部材を形成する方法、例えば射出成形や圧縮成形などを採用することができる。
この方法により、所望の箇所に所望の形状や所望の高さの壁部を容易に形成することができる。
【００２３】
尚、前記導電性エラストマは、導電性及び弾性を有する材料であり、導電性エラストマとしては、導電性シリコーン接着剤や導電性エポキシ接着剤等の導電性接着剤自身を採用できる。
また、この導電性接着剤により他の導電性エラストマを接合したものなども採用できる。例えば導電性接着剤で接合される導電性エラストマとしては、シリコーンラバー等の弾性ゴムやクロロプレン、ネオプレン、サンプトプレン、ポリウレタン等の高分子発泡体に、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、炭素、グラファイト等の微粒子を混入したものが挙げられる。また、この他にも、金属箔や金属網等によって弾性ゴムや発泡体等を被覆したもの、弾性ゴムや発泡体等に金属成分をコーティングしたもの等があり、使用環境に応じて使い分けることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシールド構造及びその形成方法の実施の形態の例（実施例）を説明する。
（実施例１）
ａ）まず、本実施例のシールド構造の構成について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す様に、本実施例のシールド構造は、例えば携帯電話に搭載された電子機器（電子部品）１に影響を及ぼす電磁波や、電子部品１から外部に放出される電磁波をシールド（遮蔽）するためのものである。
つまり、プリント基板３上には、電子部品１の周囲を囲む様に壁部５が形成されるとともに、この壁部５で囲まれた領域（シールド領域）の上部が蓋体（シールド板）７で覆われており、これにより、シールド構造が構成されている。
【００２６】
以下、詳細に説明する。
プリント基板３上には、壁部５を形成する箇所に沿って、アースパターン９が形成されている。このアースパターン９は、電子部品１が配置された領域の外周を囲む様に環状に形成されているとともに、電子部品１が配置された領域を３つに区分する様に、略Ｔ字状に形成されている。
【００２７】
前記アースパターン９上には、アースパターン９に沿って線状に長尺の壁部５が形成されている。従って、壁部５もアースパターン９と同様に、環状部分と略Ｔ字状の部分とから構成されている。
この壁部５は、導電性（従って電磁波シールド性）を有する導電性エラストマからなり、その上端は平坦面とされている。尚、導電性エラストマは、導電性及び弾性を有する柔軟な材料であり、この導電性エラストマとしては、導電性シリコーン接着剤や導電性エポキシ樹脂等の導電性接着剤を採用できる。
【００２８】
図２にシールド構造の断面（図１のＡ−Ａ断面）を示す様に、前記壁部５の上端には、電子部品１が配置された領域の上部を覆うように、蓋体７が密着されている。この蓋体７は、例えば銅やアルミニウム等の導電性（従って電磁波シールド性）を有する平板状の金属板から構成されており、従って、壁部５と蓋体７とは電気的に接続されている。
【００２９】
また、図３に蓋体７を示す様に、蓋体７の表面（電子部品１側の表面）には、その四方に、ネジ止め用の硬質の樹脂（例えばポリプロピレン）からなるボス１１が、接着剤等により接合されている。
このボス１１には、ネジ孔１３が形成されており、ボス１１の高さは、ネジ締め時に壁部５を高さ方向に押圧するように、ネジ締め前の壁部５の高さより低く設定されている。
【００３０】
ｂ）次に、前記シールド構造の形成方法について、図４に基づいて説明する。尚、図４では厚み方向の寸法を拡大して示している。
まず、図４（ａ）に示す様に、金属板を打ち抜いて、蓋体７を製造する。
次に、図４（ｂ）に示す様に、蓋体７のプリント基板３側の面７ａ上にて、壁部５の内側に位置する箇所に、ボス１１を接着する。
【００３１】
一方、図４（ｃ）に示す様に、プリント基板３の上面（電子部品１の搭載側の表面）３ａにて、壁部５を形成する位置（即ちアースパターン９の形成位置）に、例えば（材料を押し出して線状に塗布することが可能な）周知のディスペンサを用いて液状の導電性エラストマ（例えば導電シリコーン接着剤）を塗布し、加熱して乾燥させる。
【００３２】
次に、図４（ｄ）に示す様に、壁部５の高さに合わせて、同様な箇所に重ね合わせるようにして、同様に導電性エラストマを塗布・乾燥する作業を繰り返し、所望の高さの壁部５を形成する。
その後、図４（ｅ）に示す様に、蓋体７によって、電子部品１を配置した領域の上方を覆うとともに、蓋体７の外周端を壁部５の上面に密着させる。
【００３３】
そして、図５に一部を拡大して示す様に、プリント基板３のネジ孔１５にネジ１７をはめ込み、ボス１１のネジ孔１３に螺合させることにより、プリント基板３と蓋体７側とを一体に固定する。
ｄ）次に、上述した構成による効果を説明する。
【００３４】
▲１▼本実施例では、プリント基板３の表面に、導電性エラストマからなる壁部５を設けることにより、従来の金属製の箱体の様なつなぎ目がなく、電磁波のシールド性が向上する。
▲２▼プリント基板３の表面上に、任意のパターンで壁部５を形成できるので、設計の自由度が高いという効果がある。
【００３５】
▲３▼従来の様な金型が不要であり、金型費等のコストを低減することができる。
▲４▼壁部５により、プリント基板３上をいくつかの領域に分けてシールドすることができるので、シールド性が高いという利点がある。
▲５▼壁部５は、適度な弾性及び柔軟性のある導電性エラストマから構成されているので、たとえプリント基板３等が反った場合でも、壁部５がその反りに追従でき、変形にも強いシールド構造とすることができる。
【００３６】
尚、本実施例では、蓋体７として導電性を有する金属板を用いたが、それ以外に、例えばポロプロピレンなどの樹脂製の基板の表面（少なくとも壁部側の表面）に、Ｃｕ等の導電性の金属のメッキや蒸着やスパッタリングなどによって導電層を形成したり、或いは樹脂製の基板の表面に金属箔などを貼り付け、これを蓋体７としてもよい。
【００３７】
また、ボス１１は、蓋体７側ではなく、プリント基板３側に設けてもよく（この場合は、蓋体７側からネジ締めする）、或いは、ボス１１によるネジ止めではなく、導電性接着剤を用いて、蓋体７とプリント基板３とを接合してもよい。
更に、蓋体７において、壁部５と当接する位置に、導電性を有する突起を設け、この突起を壁部５の上端に押し込むことにより、蓋体７と壁部５とを電気的に接続してもよい。
【００３８】
尚、本実施例では、壁部５によりシールド構造内を複数の領域に区分したが、複数の領域に区分しなくともよい。
（実施例２）
次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００３９】
本実施例では、ネジではなくファスナにより固定するものである。
図６に示す様に、本実施例のシールド構造では、蓋体２１とプリント基板２３とを、ファスナ２５により、所定間隔を保った状態で固定する。
このファスナ２５は、弾性を有する樹脂から構成され、支柱２７の両端に固定機構２９、３１を備えたものであり、この固定機構２９、３１は、それぞれ弾性凸部２９ａ、３１ａと弾性逆止片２９ｂ、３１ｂから構成されている。
【００４０】
従って、蓋体２１に設けられた貫通孔３３に、ファスナ２５の一方の弾性凸部２９ａを通すことにより、この一方の弾性凸部２９ａと弾性逆止片２９ｂによって蓋体２１が狭持され、ファスナ２５自身が蓋体２１に固定される。同様に、プリント基板２３に設けられた貫通孔３５に、ファスナ２５の他方の弾性凸部３１ａを通すことにより、この他方の弾性凸部３１ａと弾性逆止片３１ｂによってプリント基板３５が狭持され、ファスナ２５自身がプリント基板２３に固定される。
【００４１】
これにより、蓋体２１とプリント基板２３とが、所定の間隔、即ち壁部３７の高さの間隔を保って互いに固定される。
尚、この所定の間隔は、壁部３７を高さ方向（同図の上下方向）に押圧するように、固定前の壁部３７の高さより小さく設定されている。
【００４２】
また、本実施例では、ファスナ２５は、壁部３７で囲まれて電子部品３９が配置された領域（同図左方）の外側に配置されている。従って、壁部３７は、プリント基板２３の外周端ではなく、それより内側に形成されている。
本実施例においても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、蓋体２１とプリント基板２３とをファスナ２５で固定するので、ボス等が不要であり、しかも、その固定が簡単であるという利点がある。
【００４３】
尚、ファスナ２５で、蓋体２１とプリント基板２３とを固定する場合に、壁部３７で囲まれた領域の外側の位置で固定するときには、ファスナ２５の材料として導電性を有しない材料を使用できるが、壁部３７で囲まれた領域の内側の位置で固定するときには、電磁波シールド性を高めるために、ファスナ２５の材料として導電性を有する材料を使用することが望ましい。
（実施例３）
次に、実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００４４】
本実施例のシールド構造では、図７に示す様に、壁部４１を、複数の導電性エラストマ部材４５から構成している。
つまり、帯状の導電性エラストマ部材４５を、導電性接着剤４７により接合して壁部４１を形成する。
【００４５】
例えば導電性接着剤４７で接合される導電性エラストマ部材４５としては、シリコーンラバー等の弾性ゴムやクロロプレン、ネオプレン、サンプトプレン、ポリウレタン等の高分子発泡体に、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、炭素、グラファイト等の微粒子を混入したものが挙げられる。
【００４６】
また、この他にも、金属箔や金属網等によって弾性ゴムや発泡体等を被覆したもの、弾性ゴムや発泡体等に金属成分をコーティングしたもの等があり、使用環境に応じて使い分けることができる。
本実施例においても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、壁部４１を容易に高くできるので好適である。
（実施例４）
次に、実施例４について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００４７】
本実施例のシールド構造は、前記実施例１とは、壁部の形成方法が異なる。
本実施例では、図８（ａ）に示す様に、まず、型枠５１の表面に、壁部に対応する溝５３を設け、この溝５３に導電性接着剤５５を充填する。
そして、その溝５３を覆う様に、（壁部の配置となるように）プリント基板５７を載置し、この状態で導電性接着剤５５を加熱し、乾燥させる。
【００４８】
これにより、導電性接着剤５５が、壁部の形状に凝固するとともにプリント基板５７の表面に接合する。
本実施例でも、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、一度の処理で壁部を形成できるので、製造工程を簡易化できるという利点がある。
【００４９】
また、上述した方法とは別に、射出成形（ＬＩＭ）や圧縮成型等の通常の樹脂の成形方法により、壁部を形成してもよい。
例えば図８（ｂ）に示す様に、まず、型枠６１の表面に、壁部に対応する溝６３を設け、この型枠６１をプリント基板６５上に配置して、導電性エラストマの材料６７を注入し、加熱して溶融し、その後冷却して凝固させるようにして壁部を形成してもよい。
（実施例５）
次に、実施例５について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００５０】
本実施例のシールド構造は、前記実施例１とは、蓋体及び壁部の形状が異なる。
図９に示す様に、本実施例における蓋体７１は、平板状の金属板ではなく、例えば中央部で厚み方向（図の上下方向）に曲がった形状を有する金属板からなる。
【００５１】
一方、壁部７３は、蓋体７１の曲がり形状に応じてその高さ（厚み）が変更されている。つまり、蓋体７１が同図の上方に曲がってプリント基板７５との間隔が大きくなって部分７１ａは、壁部７３が高く形成され、一方、蓋体７１が同図の下方に曲がってプリント基板７５との間隔が小さくなって部分７１ｂは、壁部７３が低く形成されている。
【００５２】
本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、プリント基板７５上に搭載された電子部品７７の高さや形状に合わせて、コンパクトで最適な形状のシールド構造とすることができる。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００５３】
例えば導電性を有する薄膜の金属板（或いは金属箔）と＋樹脂フィルムをラミネートすることにより、蓋体を形成してもよい。この場合には、金属板側に壁部を形成する。
また、蓋体の外側や内側に、熱伝導材（例えば板材）を配置してもよく、この場合には、放熱性が向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のシールド構造を分解して示す斜視図である。
【図２】実施例１のシールド構造を破断して示す説明図である。
【図３】実施例１における蓋体を示す斜視図である。
【図４】実施例１のシールド構造の形成方法を示す説明図である。
【図５】実施例１の蓋体をプリント基板に固定した状態を拡大して示す説明図である。
【図６】実施例２のシールド構造を示す説明図である。
【図７】実施例３のシールド構造を示す説明図である。
【図８】（ａ）は実施例４のシールド構造の形成方法を示す説明図、（ｂ）は他のシールド構造の形成方法を示す説明図である。
【図９】実施例５のシールド構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１、３９、７７…電子部品
３、２３、５７、６５、７５…プリント基板
５、３７、４１、７３…壁部
７、２１、７１…蓋体
９…アースパターン
２５…ファスナ
４５…導電性エラストマ部材

Claims

基材上に配置された電子部品を覆って電磁波をシールドするシールド構造において、
前記電子部品の周囲を囲むように、前記基材上に導電性エラストマにより壁部を設けるとともに、少なくとも前記壁部で囲んだ領域の上部を電磁波のシールドが可能な蓋体で覆ったことを特徴とするシールド構造。
前記蓋体として、金属板、樹脂層に金属層を積層したもの、及び導電布のうち、少なくとも１種を用いることを特徴とする前記請求項１に記載のシールド構造。
前記蓋体の外側及び／又は内側に、フェライト板、板状電磁波吸収材、及び熱伝導材のうち、少なくとも１種を備えたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のシールド構造。
前記蓋体として、平板な板材、曲がった形状の板材、及び一方が開放された箱状の部材のうち、いずれかを用いることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載のシールド構造。
前記蓋体と前記壁部の上端とを密着させたことを特徴とする前記請求項１〜４に記載のシールド構造。
前記壁部により、前記基材表面の所定の領域を、複数の領域に区分したことを特徴とする前記請求項１〜５のいずれかに記載のシールド構造。
前記蓋体と前記基材とを、ネジ又はファスナにより固定することを特徴とする前記請求項１〜６のいずれかに記載のシールド構造。
前記請求項１〜７のいずれかに記載のシールド構造の形成方法であって、
前記基材の表面に、前記壁部の材料を塗布することにより、前記壁部を形成することを特徴とするシールド構造の形成方法。
前記請求項１〜７のいずれかに記載のシールド構造の形成方法であって、
前記基材の表面に、射出成形又は圧縮成形を含む導電性エラストマの成形方法により、前記壁部を形成することを特徴とするシールド構造の形成方法。