JP2005020766A

JP2005020766A - 携帯無線機

Info

Publication number: JP2005020766A
Application number: JP2004205447A
Authority: JP
Inventors: Tatsuto Araki; 達人荒木; Hidekatsu Kobayashi; 英克小林; Kazuya Odagiri; 一哉小田桐
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】高密度実装化及び小型化に適したシールド構造を有する携帯無線機を提供することである。
【解決手段】携帯無線機であって、表面及び裏面が導電処理された樹脂モールド製シールドシャーシと；表面上に実装された高周波発振器と、高周波フィルタと、アイソレータとを有し、前記シールドシャーシに搭載された多層プリント配線板と；本体部分と該本体部分に対して概略直角に折り曲げられた弾性変形可能な舌片とを有し、該舌片が前記シールドシャーシに圧接され、前記高周波発振器と前記高周波フィルタ及び前記アイソレータとを隔離するように前記多層プリント配線板に取り付けられた金属シールド板と；前記金属シールド板を前記多層プリント配線板に対して位置決めする位置決め手段とを具備して構成する。
【選択図】図１１

Description

本発明は携帯電話機、コードレス電話機等の携帯無線機の内蔵アンテナ取付構造及びシールド構造に関する。

近年、通信需要の拡大に伴って、携帯電話機等の携帯無線機が広く実用に供されている。携帯無線機は、通常携帯時における受信機能を確保するために、装置筐体内にアンテナを内蔵している。

この内蔵アンテナは、共振周波数、帯域幅、利得等について所望の電気的特性が得られていることを前提に、小型化及び軽量化に適し、且つ組み立て性に優れたものであることが要求される。

また、携帯無線機は、小型軽量化の要請により薄肉化されたケースの使用が必要であり、ケース内部には高密度実装された多数の電子部品が収容される。このような携帯無線機には、準マイクロ波帯と呼ばれる８００〜９００ＭＨｚ前後の高周波帯域が利用されるため、ケースの軽量化を図りながらケース内部の電磁シールドを強化して、電磁干渉による様々な障害を防止する必要がある。

従来の携帯電話機の内蔵アンテナとしては板状逆Ｆ形アンテナが知られている。この逆Ｆ形アンテナをプリント配線板に直接実装し、待機時における受信機能を確保している。

また、携帯電話機の従来のシールド構造は、プリント配線板のグランドパターンにＵ字形ばねを半田付けし、リブを有する樹脂モールドケース内面にメッキ、静電塗装、アルミニウムの蒸着等により金属皮膜を形成し、Ｕ字形ばねをリブにかみ合わせてモールドケース内面に接触させていた。

しかし、上述したような従来の内蔵アンテナ取付構造では、プリント配線板上に内蔵アンテナを実装していたため、プリント配線板の部品実装領域を確保するのが容易ではなく、携帯無線機の小型化・薄型化が困難であった。

従来のシールド構造では、プリント配線板にＵ字形ばねを半田付けしていたため、ばねの取付工数が多くかかるという問題があると共に、高密度実装化には対応できないという問題があった。

よって本発明の目的は、部品の高密度実装化に適した携帯無線機の内蔵アンテナ取付構造及びシールド構造を提供することである。

本発明によると、携帯無線機であって、表面及び裏面が導電処理された樹脂モールド製シールドシャーシと；表面上に実装された高周波発振器と、高周波フィルタと、アイソレータとを有し、前記シールドシャーシに搭載された多層プリント配線板と；本体部分と該本体部分に対して概略直角に折り曲げられた弾性変形可能な舌片とを有し、該舌片が前記シールドシャーシに圧接され、前記高周波発振器と前記高周波フィルタ及び前記アイソレータとを隔離するように前記多層プリント配線板に取り付けられた金属シールド板と；前記金属シールド板を前記多層プリント配線板に対して位置決めする位置決め手段とを具備したことを特徴とする携帯無線機が提供される。

本発明によれば、金属シールド板の足を多層プリント配線板のグランド層に接続されたパッドに半田付けし、舌片をシールドシャーシに圧接しているため、多層プリント配線板上に高密度実装された高周波発振器と高周波フィルタ及びアイソレータとの間を効果的に電磁シールドすることができる。

本発明のシールド構造によれば、高密度実装された電子部品間を効果的に電磁シールドすることが可能となり、携帯無線機の小型化、薄型化及びコストダウンを図ることができる。

発明の実施する為の最良の形態

図１を参照すると、本発明の内蔵アンテナ取付構造及びシールド構造を有する携帯電話機の分解斜視図が示されている。符号２はプリント配線板アセンブリであり、液晶ディスプレイ１０を有している。

プリント配線板アセンブリ２上にキーパッド８が搭載され、フロントケース４及びリアケース６でプリント配線板アセンブリ２をサンドイッチして、ネジ１８を締めつけることによりプリント配線板アセンブリ２、フロントケース４及びリアケース６が一体的に組み立てられる。

リアケース６には通話時に引き出して使用されるロッドアンテナ１６が引き出し及び収納可能に取り付けられている。フロントケース４にはカバー１２及び表示窓１４が取り付けられる。

図２を参照すると、プリント配線板アセンブリ２を背面側から見た分解斜視図が示されている。プリント配線板アセンブリ２は、多層プリント配線板２０をシールドシャーシ２２及びフロントシールド２４でサンドイッチして構成する。

シールドシャーシ２２は樹脂モールド製であり、アンテナ搭載面４０及びバイブレータ搭載面４１を除いてその表面及び裏面が斜線で示す如く導電処理されている。バイブレータ２５がバイブレータ搭載面４１に搭載される。

同様に、フロントシールド２４も樹脂モールド製であり、その全表面が導電処理されている。具体的には、この導電処理は無電解メッキで行われ、まず下地の銅をメッキした後、銅メッキの上にニッケルメッキが施される。

符号２６は逆Ｆ形の内蔵アンテナを示しており、例えば銅等の金属板を折り曲げ加工及び打ち抜き加工して形成される。図４に最もよく示されているように、内蔵アンテナ２６は平板状のアンテナエレメント２８と、アンテナエレメント２８に対して概略直角に折り曲げられた連結部３２と、アンテナエレメント２８に平行なグランドエレメント３４と、短絡板（ショートピン）３０を含んでいる。

符号３８は同軸ケーブルの外部導体半田付け固定部であり、グランドエレメント３４に導通している。アンテナエレメント２８と連結部３２との間にはスリット３３が形成されている。アンテナエレメント２８は位置決め用の穴２９を有している。グランドエレメント３４は、グランドエレメント３４をシールドシャーシ２２に固定する係合突起３６を有している。

図３を参照すると、シールドシャーシ２２はアンテナ搭載面４０を有している。アンテナ搭載面４０はメッキ処理されていずに絶縁性であり、格子状のリブ４５と２つの位置決め用リブ４４，４６を含んでいる。

格子状リブ４５の中央にはアンテナエレメント２８に形成された穴２９に挿入される位置決め用の突起４２が設けられている。

アンテナ２６をシールドシャーシ２２のアンテナ搭載面４０に搭載するには、アンテナエレメント２８の両サイドエッジを位置決め用リブ４４，４６の内側に合わせ、更にアンテナエレメント２８の穴２９中に位置決め用突起４２を挿入することにより、アンテナ２６をアンテナ搭載面４０に位置決めして搭載する。

この時、図５に示すようにばね性を有する短絡板３０とアンテナエレメント２８でシールドシャーシ２２のエッジ部を挟み込む。短絡板４０はシールドシャーシ２２に形成されたニッケルメッキ膜４８に圧接される。

更に、図６に示すようにグランドエレメント３４に形成された係合突起３６がシールドシャーシ２２に形成された穴２３に係合し、グランドエレメント３４がシールドシャーシ２２に固定される。

好ましくは、アンテナエレメント２８のアンテナ搭載面４０への固定を確実にするために、両面粘着テープを使用してアンテナエレメント２８をアンテナ搭載面４０に接着する。

図７に示すように、同軸ケーブル５０の一端にはプリント配線板２０に搭載された送受信回路に接続される同軸コネクタ５２が接続されている。同軸ケーブル５０の他端部では外被が除去されて外部導体５６がアンテナ２６の外部導体固定部３８に半田付けされている。

アンテナエレメント２８には同軸ケーブルの配線方向と概略平行なブリッジ５７が形成されており、このブリッジ５４の下を絶縁皮膜５４を被った芯線（内部導体）５８をくぐらせ、給電点６０で芯線５８がアンテナエレメント２８に半田付けされている。

即ち、図８（Ａ）に示すように芯線５８をブリッジ５４の下をくぐらせ、図８（Ｂ）に示すように芯線５８の直径よりもわずかばかり広い間隔を有する一対の突起６２の間に芯線５８を通すことにより、芯線を位置決めし、芯線５８をアンテナエレメント２８に半田付けする。

これにより、アンテナ２６の給電点６０を短絡板３０からあらかじめ計算した所定距離離間して設けることができる。同軸ケーブル５０の配線方向と概略平行方向に伸長するブリッジ５４の下を芯線５８をくぐらせてから芯線をアンテナエレメント２８に半田付けしているため、給電点６０での芯線５８への負荷を少なくすることができる。

更に、内蔵アンテナ２６（逆Ｆ型アンテナ）のグランド面はプリント配線板２０をシールドするシールドシャーシ２２の導電性裏面と共通化することができる。

従って、アンテナエレメント２８をシールドメッキされていないシャーシのアンテナ搭載面４０に搭載することを可能とし、且つプリント配線板２０にアンテナ搭載領域を設ける必要がない。よって、プリント配線板を小型化でき、携帯電話機自身の小型化を達成できる。

図９を参照すると、本発明の他の実施形態の内蔵アンテナ取付構造が示されている。本実施形態では、アンテナ搭載面４０の格子状リブ４５で画成されたポケット４７中に誘電体６４を挿入する。

これにより、内蔵アンテナ２６のアンテナ特性を向上することができ、より小さな内蔵アンテナでも十分な性能を発揮することができる。本実施形態の他の構成は、上述した実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

次に図１０を参照して、本実施形態にかかる携帯電話機の送信信号の流れを概略的に説明する。送信信号の流れに沿って、電圧制御発振器（高周波発振器）６６、アイソレータ７０及び高周波フィルタ７２をプリント配線板２０上に高密度実装するためには、電圧制御発振器６６の近くにアイソレータ７０及び高周波フィルタ７２を実装しなければならない。

プリント配線板２０の裏面に実装されたミキサー６４で主信号Ｓと電圧制御発振器６６からのキャリアがミキシングされ、プリアンプ６８で増幅される。このプリアンプ６８で増幅された信号がアイソレータ７０及び高周波フィルタ７２を介してロッドアンテナ１６に接続されたコネクタ７４に供給される。

このように、電圧制御発振器６６の近くにアイソレータ７０及び高周波フィルタ７２を実装しているため、プリアンプ６８で増幅された信号が電圧制御発振器６６に回り込み変調精度を劣化させていた。これを防止するために、電圧制御発振器６６とアイソレータ７０及び高周波フィルタ７２との間を電磁シールドする必要がある。

図１１を参照すると、本発明シールド構造の第１実施形態分解斜視図が示されている。プリント配線板２０は内部にグランド層を有する多層プリント配線板であり、その表面にはこのグランド層に接続された一対の（１つのみ図示）パッド９２が露出している。

プリント配線板２０上には電圧制御発振器６６に隣接してアイソレータ７０及び高周波フィルタ７２が実装されている。符号７６は受信用の電子部品を示している。

符号８０はリン青銅から形成された金属シールド板であり、アイソレータ７０及び高周波フィルタ７２の配置に応じた屈曲した形状をしている。金属シールド板８０はプリント配線板２０に対して垂直に実装される本体部分８２と、この本体部分８２に対して概略直角に折り曲げられた複数の屈曲部８４を有している。各屈曲部８４には舌片８６が切り起こしにより形成されている。各舌片８６はばね性を有しており、弾性変形可能である。

金属シールド板８０の本体部分８２から下方に突出して一対の位置決め用突起８８が設けられており、更に半田付け用の一対の足９０が横方向に突出している。

プリント配線板２０にはこの位置決め用の突起８８が挿入される一対の（１つのみ図示）位置決め穴８９が形成されている。

しかして、金属シールド板８０の一対の突起８８をプリント配線板２０の位置決め穴８９に挿入することにより、金属シールド板８０を位置決めしてプリント配線板２０に実装する。そして、金属シールド板８０の一対の足９０をプリント配線板２０のパッド９２に半田付けする。

プリント配線板２０の上からその表面がニッケルメッキされたシールドシャーシ２２をかぶせ、両者をねじ止めすることにより金属シールド板８０の舌片８６がシールドシャーシ２２に圧接され、電圧制御発振器６６とアイソレータ７０及び高周波フィルタ７２との間を効果的に電磁シールドすることができる。

本実施形態のシールド構造は、金属シールド板８０の本体部分８２を立ててプリント配線板２０に実装し、本体部分８２に対して概略９０°折り曲げられた舌片８６をシールドシャーシ２２に圧接しているので、シールド板８０の設置にあまりスペースを取ることなく、高密度実装された電子部品間を効果的に電磁シールドすることができる。

図１２を参照すると、本発明シールド構造の第２実施形態分解斜視図が示されている。本実施形態の金属シールド板８０′は金属シールド板を位置決めするための位置決め構造が上述した第１実施形態と相違する。本実施形態の他の構成は上述した第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

即ち、本実施形態の金属シールド板８０′は、図１３に最も良く示されるように受信用電子部品７６にかぶせられる一対の位置決め用の当て９４と、図１４に最もよく示されるように、金属シールド板８０′がアイソレータ７０と受信用電子部品７６との間に挿入されたとき、アイソレータ７０に当接する位置決め用の切り起こし９６とを有している。

このように、一対の当て９４が電子部品７６にかぶせられるため、金属シールド板８０′を位置決めすることができ、更に切り起こし９６がアイソレータ７０に当接するため、金属シールド板８０′をがたつくことなくプリント配線板２０上に実装することができる。金属シールド板８０′の足９０はプリント配線板２０のパッド９２に半田付けされる。

本実施形態でも図１１に示すようにシールドシャーシ２２がプリント配線板２０に上方からかぶせられるため、金属シールド板８０′の舌片８６がシールドシャーシ２２に圧接される。

また、上述した第１実施形態と同様に、高密度実装された電子部品間を効果的に電磁シールドすることができる。更に本実施形態では、プリント配線板２０に位置決め用の穴を設ける必要がないので、多層プリント配線板のパターニングの自由度が大きくなる。

上述した第２実施形態では、位置決め用の当て９４を受信用電子部品７６にかぶせているが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属シールド板８０′の形状を変えて当て９４をアイソレータ７０又は高周波フィルタ７２に当接させるようにしてもよい。

更に、位置決め用の当て９４は必ずしも一対設ける必要はなく、１つのみ設けていずれかの電子部品７０，７２，７６の一面に当てを押しつけることにより、金属シールド板８０′を位置決めするようにしてもよい。

本発明の内蔵アンテナ取付構造及びシールド構造を有する携帯電話機の分解斜視図である。プリント配線板アセンブリの分解斜視図である。内蔵アンテナのシールドシャーシへの取り付けを示す分解斜視図である内蔵アンテナ斜視図である。短絡板とシールドシャーシの係合状態を示す拡大図である。図３のＡ部分拡大断面図である。内蔵アンテナの背面図である。同軸ケーブル芯線の固定方法説明図である。内蔵アンテナの取付構造の他の実施形態分解斜視図である。送信信号の流れを示す概略図である。本発明シールド構造の第１実施形態分解斜視図である。本発明シールド構造の第２実施形態分解斜視図である。図１２のＡ方向矢視図である。図１２のＢ方向矢視図である。

符号の説明

２プリント配線板アセンブリ
４フロントケース
６リアケース
２０プリント配線板
２２シールドシャーシ
２６内蔵アンテナ
２８アンテナエレメント
３０短絡板
３４グランドエレメント
４０アンテナ搭載面
６６電圧制御発振器
７０アイソレータ
７２高周波フィルタ
８０，８０′ 金属シールド板
８６舌片

Claims

携帯無線機であって、
表面及び裏面が導電処理された樹脂モールド製シールドシャーシと；
表面上に実装された高周波発振器と、高周波フィルタと、アイソレータとを有し、前記シールドシャーシに搭載された多層プリント配線板と；
本体部分と該本体部分に対して概略直角に折り曲げられた弾性変形可能な舌片とを有し、該舌片が前記シールドシャーシに圧接され、前記高周波発振器と前記高周波フィルタ及び前記アイソレータとを隔離するように前記多層プリント配線板に取り付けられた金属シールド板と；
前記金属シールド板を前記多層プリント配線板に対して位置決めする位置決め手段とを具備したことを特徴とする携帯無線機。
前記多層プリント配線板は内部グランド層と、該内部グランド層に接続された表面に露出した少なくとも一対のパッドとを有しており、前記金属シールド板は前記本体部分に対して概略直角に折り曲げられた少なくとも一対の足を有しており、前記足が前記パッドに半田付けされている請求項１記載の携帯無線機。
前記位置決め手段は前記金属シールド板の本体部分及び舌片に対して概略直角に折り曲げられた位置決め用当てを含んでおり、該位置決め用当てを前記高周波フィルタ及び前記アイソレータのいずれか一方の一面に押し当てることにより前記金属シールド板を位置決めする請求項１記載の携帯無線機。
前記高周波フィルタ及び前記アイソレータのいずれか一方に近接して前記多層プリント配線板上に実装された電子部品を更に含んでおり；
前記位置決め手段は前記金属シールド板の本体部分及び舌片に対して概略直角に折り曲げられた位置決め用当てを含んでおり、該位置決め用当てを前記電子部品の一面に押し当てることにより前記金属シールド板が位置決めされる請求項１記載の携帯無線機。
前記位置決め手段は前記多層プリント配線板に形成された一対の穴と、前記金属シールド板と一体的に形成された一対の位置決め突起とを含んでいる請求項１記載の携帯無線機。