JP2005537635A - 配線板上の電子部品用の遮蔽装置 - Google Patents

Abstract

配線板（２）に配置された電子回路をカバーする遮蔽キャップ（２０）が設けられており、この遮蔽キャップは配線板の実装面（４）に対して空隙（５）を置いた縁部（３）を有しており、さらに、空隙内に配置されて遮蔽キャップと配線板の導電性の周（７）とを電気的に接続するコンタクト部材（６）が設けられており、前記遮蔽キャップの縁部に舌片（８）が成形されており、この舌片を介して遮蔽キャップが配線板上に固定されかつコンタクト部材に弾性力がかかる遮蔽装置において、前記コンタクト部材は空隙を包囲する弾性封止体（２２）として構成されており、電磁波を吸収する。

Description

本発明の分野
本発明は、配線板に配置された電子回路をカバーする遮蔽キャップが設けられており、この遮蔽キャップは配線板の実装面に対して空隙を置いた縁部を有しており、さらに、空隙内に配置され遮蔽キャップと配線板の導電性の周とを電気的に接続するコンタクト部材が設けられており、前記遮蔽キャップの縁部に舌片が成形されており、この舌片を介して遮蔽キャップが配線板上に固定されかつコンタクト部材に弾性力がかかる、遮蔽装置に関する。

従来の技術
電子回路技術では、しばしば、所定の領域の内部または外部の電場または磁場を弱めることが必要になる。障害除去手段として、障害的な電磁放射の出射および入射を減衰する遮蔽ケーシングが使用される。配線板上ではここに存在する電子部品そのものからの障害的な入射も発生する。微細化された電子部品（例えばＳＭＤ技術で被着されている電子部品）では障害ソースと障害シンクとがしばしば直接に隣接する。場のパラメータが時間的に変化するなかで遮蔽効果を得るために、遮蔽装置を複数の部分に分けて小さな構造体ごとに使用することも行われている。

遮蔽装置はたいていの場合、中間壁によって個々の室を分割し、配線板にはんだ付けされる遮蔽フレームから成っている。遮蔽装置によって覆われた電子部品はテストの際にアクセスできなければならず、このため遮蔽フレームは取り外し可能なカバー部分を介して閉鎖されている。遮蔽フレームは配線板へのはんだ付けによってはじめて機械的に安定するので、微細化された遮蔽装置を実装する際には部分フレームおよび部分カバーを一緒に扱う必要がある。ただしカバーの組み込みおよび取り外しは煩雑であり、実装にも時間がかかる。

一体型の金属遮蔽装置が独国実用新案第２９８０８６２０号から公知である。その固定は、配線板を背面側から把持する係止部材によって行われている。遮蔽装置と配線板とのアースコンタクトはばね式の複数のタブによって形成される。これらのタブにより遮蔽部材を実装する際に弾性力が生じ、線または点の接触によって電気的なコンタクトが形成される。ただしこれは粗い駆動条件のもとではコンタクトの一部が機械的な作用または腐食を受けて機能しなくなることがある。この場合、障害除去手段の遮蔽効率も損なわれる。また別の欠点として、遮蔽装置を実装する際、個々のタブのばね力に対抗するために押圧力が必要となることが挙げられる。この押圧力は遮蔽部材にかかるので、配線板に吸収させなければならない。遮蔽作用は接触のばね力および個々のコンタクトポイントの距離に依存する。ばね式の複数のタブが弾性変形されると相応に高い押圧力が必要となり、微細化された電子部品において配線板が許容不能に変形してしまうこともある。このときには導体構造体にマイクロリスが発生しかねない。

独国実用新案第２９７１３４１２号から公知の遮蔽部材においても、遮蔽部材の縁部に延在するコンタクトばねによるコンタクトが行われている。

なおこうした周知の一体型遮蔽装置は複雑な製造ツールを必要とする。新たな遮蔽ジオメトリまたは形状の製造に必要なこうしたツールの変更には高いコストがかかる。

本発明の概要
本発明の課題は、冒頭に言及した形式の遮蔽装置において、遮蔽効率を改善し、また配線板の領域ごとに遮蔽を行う種々の大きさの遮蔽装置を僅かなコストで製造できるようにすることである。

この課題は本発明の請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。有利な実施形態は従属請求項に関連している。

本発明の遮蔽装置では、コンタクト部材は空隙を包囲する弾性封止体として構成されており、電磁波を吸収する材料から製造されている。本発明にとって特徴的なのは、複数のコンタクトポイントを線または点で接触させるのではなく、弾性材料から成る平面的な封止部材によって接触させるということである。すなわち圧縮力によって配線板のたわみや非平面性が良好に適合化される。機械的な衝突や振動があってもアースコンタクトでの低オームの接合抵抗が得られる。また継ぎ目を包囲している封止体は遮蔽ケーシングと配線板とのあいだをしっかりと封止し、遮蔽装置の内部空間に侵入してくる汚れも防止する。

遮蔽フレームのコンタクトについてのこうした構造的手段により、装置の製造も簡単化される。つまり遮蔽キャップの製造ツールを簡単にすることができる。製造ツールを変更するコストも小さくなる。遮蔽キャップは低コストな大量生産において、打ち抜き屈曲部材として金属プレートなどから形成することができる。封止体は型または半製品であってもよい。全体としては、装置は種々の大きさの配線板上の各領域が部分ごとに遮蔽されるように製造されるが、これは僅かなコストで実現される。

驚くべきことに、ＨＦ領域に対してきわめて良好な遮蔽効率を有する数ｍｍ幅のＥＭＶ封止体が既に製造されている。

電磁放射を減衰させる作用を備えた材料は種々の組成のものが知られており、市販で入手可能である。

遮蔽キャップを簡単に配線板に固定するためには、配線板に開口を設け、この開口を通して舌片が出口側へ突出し、舌片の可塑変形された端部区間が配線板の背面側を把持するように構成する。こうして形状による接合が簡単に実現される。端部区間の可塑変形は屈曲、型押しまたはプレスによって行うことができる。テストの際に簡単にキャップを取り外せるようにするために、各舌片の端部は交差タブとして構成されている。

製造コストの面で有利には、遮蔽キャップは金属から成る均一かつ一体の材料、例えば金属薄板から形成される。金属薄板は錫めっきで保護されている。

本発明の別の実施形態では、縁部は直角のエッジとして構成され、遮蔽キャップの実装された状態において実装面に対してほぼ平行に延在する。また各舌片は外周に一体成形され、遮蔽キャップの壁の延長部に段付けされた状態で設けられている。これにより遮蔽キャップを打ち抜き過程および屈曲過程で製造することができる。

こうした打ち抜き屈曲部材では、封止体が平面的な封止部材として構成され、導電性の接着剤を介して遮蔽キャップの縁部または実装面に固定されることにより、きわめて有効な遮蔽が実現される。さらにこの場合、実装の際に、遮蔽キャップを封止体とともに１つの部材として扱えるという利点も得られる。

コンタクトの確実性を向上させるために、配線板の導電性の周にドーム状のコンタクトポイントを設け、これを平面的な封止部材へ押し込むとよい。この場合コンタクトポイントの表面は弾性を有する平面的な封止部材を介して密閉され、腐食に対して良好に保護される。

配線板の一部のみを遮蔽すればよい場合には、遮蔽キャップの遮蔽ジオメトリを配線板のパターンに合わせて矩形状に構成すると有利である。個別の構造によって製造コストやロジスティクスコストを節約することができる。

遮蔽装置の内部空間に空気を充填する場合、または真空にする場合には、遮蔽キャップのカバーおよび／または壁に通流孔を設け、これを冷却空気の導入口にする。通流孔の大きさは遮蔽すべき周波数スペクトルに合わせて調整する。

配線板上の各領域ごとに異なる遮蔽効果を要する場合には、配線板上に遮蔽効率のそれぞれ異なる複数の遮蔽キャップを配置する。

さらなるコスト低減のために、市販で入手可能なＥＭＶ材料を使用することができる。材料は例えばポリマー材料であり、特に有利には金属コーティングされているか金属繊維で編まれたポリアミドフリースである。

図面の簡単な説明
本発明を以下に図示の実施例に即して詳細に説明する。図１には配線板全体が１つの遮蔽キャップでカバーされる本発明の遮蔽装置の分解斜視図が示されている。図２には下側から見た遮蔽キャップの詳細な拡大図が示されている。図３には配線板に実装された遮蔽装置の縁部の断面図が示されている。図４には隙間を埋めるように斜めに配置されたコンタクトポイントを有する配線板の導電性の周の部分図が示されている。

本発明の実施例
図１には本発明の遮蔽装置１の実施例の分解斜視図が示されている。遮蔽装置１は遮蔽キャップ２０とコンタクト部材６とから成っている。遮蔽キャップ２０は図示の実施例では配線板２の領域全体をカバーしている。ただし以下の説明はこの実施例のみに限定されるものではなく、複数の遮蔽キャップが配線板上の個々の各領域を遮蔽する実施例にも当てはまる。

図１にはフレームすなわち遮蔽キャップ２０の縁部３の外周側に舌片８が成形されていることが示されている。この舌片を介して遮蔽キャップ２０は配線板２の実装面４に固定される。配線板２の実装面４には導電性の周７が存在しており、その輪郭は遮蔽キャップ２０の周に相応する。導電性の周７は後述するコンタクトポイントから成っており、エッチング技術でパターンに応じて製造されたものである。コンタクト部材６は延在する封止体２２として構成されている。遮蔽装置を実装する際には、遮蔽キャップ２０は配線板２のほうへ傾けられる。傾斜の際に配線板２のほうへ向いた舌片８が配線板２の開口１０内へ沈みこむ。さらにこの傾斜に続いて弾性封止体２２が押圧される。封止体材料の良好な圧縮特性により、この押圧にはわずかな押圧力しか要さない。さらなる沈みこみにより、舌片８の各端部９は開口を通過し、背面側へ突出する。遮蔽キャップ２０を固定するために開口の出口側に交差タブが突出して両側で撓み、可塑変形する。こうして遮蔽キャップ２０と配線板２とのあいだは形状によって接合される。前述したように、変形は屈曲、型押し、プレスなどにより行われる。遮蔽キャップの縁部と実装面とのあいだの空隙に弾性封止体２２が挟みこまれる。空隙５内へ浸透する電磁放射のエネルギは封止体材料の減衰特性により大幅に減衰される。実装の際には封止体材料が圧縮されるため小さな押圧力のみがあればよい。

図１の遮蔽キャップでは長手方向に２つ、幅方向に１つの固定用タブが設けられている。もちろん固定用タブの数は遮蔽キャップの大きさに相応に変更することができる。内部空間への空気の充填または真空化に用いられる通流孔１５は縮尺よりもかなり大きく示されている。実際にはこれらの孔の径はきわめて小さく、遮蔽すべき交流場の周波数に合わせて調整されている。遮蔽キャップ２０は一体型の打ち抜き屈曲部材として錫めっきされた金属薄板から製造されている。

図２，図３には遮蔽キャップの縁部の拡大図が示されている。遮蔽キャップ２０の縁部３には直角のエッジ１２が設けられている。エッジ１２の外周に舌片８が成形されている。舌片８の端部９は交差タブ１１として構成されている。図３の断面図からわかるように、舌片８は配線板２の開口１０を通して差し込まれている。端部９はその両側が撓むことにより、開口へ向かう軸線を中心として可塑変形する。これにより交差タブ１１は配線板２を背面側から把持する。遮蔽キャップが閉鎖されると、封止体２２は、外部１９から侵入してくるほこりまたは汚れから内部空間１８を保護する。図３の断面図では、封止体２２は平面的な封止部材１３として示されている。配線板２と縁部１２とのあいだの空隙５には弾性力がかかる。平面的な封止部材１３の表面は接着剤１４でコーティングされており、これにより封止体と遮蔽キャップとが実装の際に一体のユニットを形成し、容易に取り扱えるようになる。平面的な封止部材１３の下面は実装面４の導電性の周７に沿って延在している。導電性の周７はドーム状の複数のコンタクトポイント２１によって形成されており、これらは相応のレイアウトにより相互に電気的に接続されている。空隙５内へ押し込まれることにより封止体材料は弾性変形する。コンタクトポイント２１は平面的な封止部材の下面に押しつけられる。ドーム状の表面のカバーによりコンタクト位置は外部影響からきわめて良好に保護される。コンタクト領域での腐食はほぼ抑圧される。こうしてきわめて長い耐用期間にわたってアースコンタクトが低オームの接合抵抗のまま維持される。外周７は一貫した導体路または他のコンタクトパターンから形成することができる。もちろん平面的な封止部材１３の下面を導電性の接着剤によってコーティングしてもよい。

ドーム状のコンタクトポイント２１を導電性の周７に沿って配置した様子が図４の拡大平面図に示されている。コンタクトポイント２１は相互にオフセットされた孔として配置されている。コンタクトポイントの間隔はアースコンタクトの長手方向で見て例えば４ｍｍである。コンタクトポイントのドームは錫めっきされており、径は１．３ｍｍである。平面的なＥＭＶ封止体は、８５％までの高い圧縮力を有し、きわめて可撓性の高いポリアミドスパンボンドフリースから成っている。

ＥＭＶ封止体はもちろん他の材料から他の形態で製造することもできる。封止体は例えば導電性および導磁性の粒子の添加されたオープンセルの発泡材料であってよい。また導電性材料から成る繊維を含むフリース材料、化合物材料なども適している。

金属メッシュは錫および銅でコーティングされた鉄線（鉄繊維）であってよい。この場合、封止体は鉄メッシュによって編まれる。また金属メッシュをポリマー固定部材を通して封止体内へ埋め込んでもよい。

配線板全体が１つの遮蔽キャップでカバーされる本発明の遮蔽装置の分解斜視図である。

下側から見た遮蔽キャップの詳細な拡大図である。

遮蔽装置の縁部の断面図である。

コンタクトポイントを有する配線板の導電性の周の部分図である。

Claims (13)

1. 配線板（２）に配置された電子回路をカバーする遮蔽キャップ（２０）が設けられており、該遮蔽キャップは配線板の実装面（４）に対して空隙（５）を置いた縁部（３）を有しており、
   さらに、空隙内に配置され、遮蔽キャップと配線板の導電性の周（７）とを電気的に接続するコンタクト部材（６）が設けられており、
   前記遮蔽キャップの縁部に舌片（８）が成形されており、該舌片を介して遮蔽キャップが配線板上に固定されかつコンタクト部材に弾性力がかかる
   遮蔽装置において、
   コンタクト部材は空隙内に延在する弾性封止体（２２）として構成されており、電磁波を吸収する
   ことを特徴とする遮蔽装置。
2. 配線板に開口（１０）が設けられており、遮蔽キャップ（２０）を固定する際に開口を通して舌片（８）が出口側へ突出し、舌片の可塑変形された端部区間（９）が配線板（２）の背面側を把持する、請求項１記載の装置。
3. 舌片（８）の端部は交差タブ（１１）として構成されている、請求項２記載の装置。
4. 遮蔽キャップ（２０）は金属から成る均一かつ一体の材料から形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 縁部（３）は直角のエッジ（１２）として構成され、遮蔽キャップ（２０）の実装された状態において実装面に対してほぼ平行に延在しており、また各舌片（８）は外周に一体成形され、遮蔽キャップ（２０）の壁（１７）の延長部に段付けされた状態で設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 封止体（２２）は平面的な封止部材（１３）として構成されており、導電性の接着剤（１４）を介して遮蔽キャップの縁部（３）または実装面（４）に固定されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 導電性の周は実装面にパターンに応じて配置されたドーム状のコンタクトポイント（２１）によって形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 遮蔽キャップは打ち抜き屈曲部材として構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 遮蔽キャップは矩形状に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 遮蔽キャップのカバー（１６）および／または壁（１７）に通流孔（１５）が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 配線板（２）上に遮蔽効率のそれぞれ異なる複数の遮蔽キャップ（２０）が配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 封止体（２２）はポリマー材料、有利には金属コーティングされているか金属線で編まれたメッシュ状のポリアミドフリースから形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 封止体（２２）は錫および銅でコーティングされた鉄線で編まれたメッシュ状の導電性のエラストマーから形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。

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