JP2009158586A

JP2009158586A - 高周波回路ユニット

Info

Publication number: JP2009158586A
Application number: JP2007332637A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Shiino; 弘子椎野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16
Also published as: CN101472456A; EP2076105A2; EP2076105A3

Abstract

【課題】カバー体の取付脚の片面を回路基板のランドに確実に半田付けできて小型化に好適な高周波回路ユニットを提供すること。
【解決手段】回路基板１の部品搭載面１ａに搭載された電子部品２が金属板からなるカバー体３に覆われており、カバー体３の四隅に突設された取付脚６が回路基板１のスルーホール４に挿入されていると共に、部品搭載面１ａでスルーホール４の周囲に設けられた銅箔ランド５と取付脚６とが半田付けされている高周波回路ユニットにおいて、取付脚６をその表裏両面の一方が凸面６ａで他方が凹面６ｂとなる樋状にプレス成形し、スルーホール４内でこの凸面６ａが回路基板１の外周側を向くように設定することにより、取付脚６の凸面６ａを銅箔ランド５と半田付けした。
【選択図】図４

Description

本発明は、回路基板の部品搭載面が金属板からなるカバー体に覆われている高周波回路ユニットに係り、特に、該部品搭載面のランドに半田付けされるカバー体の取付脚に関するものである。

無線通信機器などにおいては、高周波回路が配設された回路基板に金属板からなるカバー体（シールドカバー）を取り付けてモジュール化した高周波回路ユニットを用いることが多い。一般的に、このような高周波回路ユニットにおいては、箱形にフォーミングされたカバー体が回路基板の部品搭載面を覆うように配置され、このカバー体の底部に突設された複数の取付脚がそれぞれ回路基板のスルーホールに挿入されている。これらスルーホールは円形の貫通孔として回路基板に穿設されており、部品搭載面でスルーホールの周囲に設けられたランドと該スルーホールに挿入された取付脚とを半田付けすることによって、カバー体が回路基板に確実に取り付けられるようになっている。また、このランドが回路基板の接地パターンと接続されている場合には、カバー体が接地された状態となるため、部品搭載面に搭載されている電子部品をカバー体によって電磁的にシールドすることができる（例えば、特許文献１参照）。

図６は、従来のこの種の高周波回路ユニットにおけるカバー体の取付脚の半田接続構造を示す説明図である。同図に示すように、カバー体の取付脚１１は平板状に形成されており、この取付脚１１が回路基板の円形の貫通孔であるスルーホール１２に挿入されている。また、回路基板の部品搭載面にはスルーホール１２の開口端の周囲に銅箔ランド１３が円環状に形成されている。取付脚１１は金属板からなるカバー体の底部に突設されており、この取付脚１１の幅寸法ｗをスルーホール１２の口径ｄよりも僅かに小さく設定しておくことにより、スルーホール１２内での取付脚１１のガタを抑制することができるため、回路基板に対するカバー体の取付位置を精度良く規定できる。また、銅箔ランド１３上には予めクリーム半田が塗布されている。そして、取付脚１１をスルーホール１２に挿入して回路基板上にカバー体を搭載した状態で、クリーム半田をリフロー炉で加熱して溶融させることにより、溶融半田が固化してなる半田１４を介して、取付脚１１と銅箔ランド１３とが機械的かつ電気的に接続（半田付け）されるようになっている。なお、銅箔ランド１３上にクリーム半田を塗布する前に、回路基板の部品搭載面には予め所要の電子部品を実装しておく。

ところで、小型化が促進された高周波回路ユニットの場合、回路基板の部品搭載面でカバー体に覆われる領域には、カバー体の側板部近傍にも配線パターンや電子部品等を位置させるという回路設計が必要となるため、銅箔ランド１３の全周にクリーム半田を塗布しておくと短絡事故の危険性が高まる。そこで通常は図６に示すように、銅箔ランド１３上の一部（回路基板の外周に近い領域）にクリーム半田を塗布しておき、このクリーム半田を加熱溶融後に固化して得られる半田１４が取付脚１１の片面１１ａに主に付着されるようにしてある。つまり、平板状の取付脚１１の表裏両面のうち回路基板の外周側に向けて配置される片面１１ａを主たる半田付け面となし、カバー体に覆われた配線パターンや電子部品等に近い銅箔ランド１３上の他部（回路基板の外周から遠い領域）には半田が存しないという半田接続構造を採用することによって、高周波回路ユニットの小型化の促進で懸念される短絡事故を未然に防止している。
特開平５−８２９５３号公報

しかしながら、前述した従来の高周波回路ユニットでは、図６に示すように、カバー体の取付脚１１の幅方向中央部とスルーホール１２の内壁との間隔が若干広くなってしまうため、この幅方向中央部に溶融半田が付着しないことがあり、その場合、取付脚１１と銅箔ランド１３との半田付け強度が不足するため信頼性の低下を余儀なくされる。すなわち、取付脚１１の片面１１ａを主たる半田付け面となしている半田接続構造では、取付脚１１の表裏両面を半田付け面となしている半田接続構造に比べて、取付脚１１の半田接触面積が約半分しか確保できないため、この片面１１ａの幅方向中央部に溶融半田が付着していないと、半田１４との接触面積が極端に少なくなって回路基板に対するカバー体の取付強度不足を招来しやすい。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、カバー体の取付脚の片面を回路基板のランドに確実に半田付けできて小型化に好適な高周波回路ユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、回路基板の部品搭載面に搭載された電子部品が金属板からなるカバー体に覆われており、このカバー体の底部に突設された取付脚が前記回路基板に穿設された円形の貫通孔に挿入されていると共に、前記部品搭載面で前記貫通孔の周囲に設けられたランドと前記取付脚とが半田付けされている高周波回路ユニットにおいて、前記取付脚をその表裏両面の一方が凸面で他方が凹面となる形状にプレス成形し、前記貫通孔内で前記取付脚の前記凸面が前記回路基板の外周側を向くように設定すると共に、この凸面を前記ランドと半田付けするという構成にした。

このように構成された高周波回路ユニットは、円形の貫通孔（スルーホール）に挿入された樋状の取付脚の凸面と該貫通孔の内壁との間隔が狭くなっているため、短絡事故を回避するためにランド上の一部（回路基板の外周に近い領域）だけに塗布されたクリーム半田が加熱溶融されたときに、該クリーム半田に近接して対向している取付脚の凸面に溶融半田を容易かつ広範囲に付着させることができる。また、樋状に成形された取付脚の凸面は、平板状の取付脚の片面（平坦面）に比べて表面積が広くなるため、この点からも半田接触面積の増大を図りやすい。それゆえ、カバー体の取付脚の片面（凸面）を回路基板のランドに確実に半田付けすることができ、高周波回路ユニットの小型化を促進してもカバー体の取付強度不足が起こりにくくなる。さらに、取付脚を樋状にプレス成形することで、平板状の取付脚よりも機械的強度を高めることができるため、カバー体が変形しにくくなる。

上記の構成において、取付脚の横断面形状がＬ字状または円弧状であれば、取付脚のプレス成形が容易に行える。

また、上記の構成において、カバー体の取付脚の先端が回路基板の貫通孔内に存するように、つまり回路基板の底面から取付脚が突出しないようにしてあれば、マザーボード上に面実装できる高周波回路ユニットが得られる。

また、上記の構成において、取付脚をカバー体の隅部（例えば四隅）に配設すれば、少ない取付脚でカバー体を安定した姿勢に保持できるようになる。

本発明の高周波回路ユニットによれば、円形の貫通孔（スルーホール）に挿入されるカバー体の取付脚をその表裏両面の一方が凸面で他方が凹面となる形状にプレス成形し、この取付脚の凸面が貫通孔内で回路基板の外周側を向くようにしてあるため、取付脚の凸面がランド上のクリーム半田に近接して対向することになり、よって取付脚の凸面に溶融半田を容易かつ広範囲に付着させることができる。また、取付脚の凸面は平坦面に比べて表面積が広くなるため、この点からも半田接触面積の増大が図りやすい。それゆえ、カバー体の取付脚の片面（凸面）を回路基板のランドに確実に半田付けすることができ、高周波回路ユニットの小型化を促進してもカバー体の取付強度不足が起こりにくくなる。しかも、取付脚を樋状にプレス成形することで機械的強度が高まるため、カバー体が変形しにくくなるという付随効果も期待できる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る高周波回路ユニットの平面図、図２は該高周波回路ユニットの側面図、図３は該高周波回路ユニットに備えられるカバー体の取付脚を示す要部斜視図、図４は該取付脚の半田接続構造を示す説明図である。ただし、図１および図２では半田を図示省略してある。

これらの図に示す高周波回路ユニットは、略矩形状の回路基板１と、この回路基板１の部品搭載面１ａに搭載された各種の電子部品２と、電子部品２等を覆って回路基板１に取り付けられた金属板からなる箱形のカバー体３とによって主に構成されている。

回路基板１は、部品搭載面１ａ上の電子部品２が接続される図示せぬ配線パターンや接地パターン等を有しており、これらパターンや電子部品２等によって高周波回路が構成されている。また、回路基板１におけるカバー体３の四隅と対応する箇所には、カバー体３の取付脚６を挿入させるためのスルーホール４と、この取付脚６を半田７を介して機械的かつ電気的に接続するための銅箔ランド５とが設けられている（図４参照）。スルーホール４は円形の貫通孔として回路基板１に穿設されており、銅箔ランド５はスルーホール４の部品搭載面１ａ側の開口端の周囲に円環状に形成されている。銅箔ランド５上には一部（回路基板１の外周に近い領域）だけにクリーム半田が塗布され、このクリーム半田を加熱溶融してスルーホール４内の取付脚６が銅箔ランド５と半田付けされるようになっている。すなわち、カバー体３に覆われた配線パターンや電子部品２等に近い銅箔ランド５上の他部（回路基板１の外周から遠い領域）には半田が存しないという半田接続構造を採用することによって、高周波回路ユニットの小型化の促進で懸念される短絡事故を未然に防止している。

カバー体３は１枚の金属板を箱形にフォーミングしたものであり、シールドカバーとして用いられている。このカバー体３は、回路基板１の部品搭載面１ａに対向する天板部３ａと、天板部３ａの周縁で略直角に折り曲げられて部品搭載面１ａに沿って延在する側板部３ｂと、カバー体３の四隅で側板部３ｂの底部から下方へ延出する取付脚６とを備えている。図３と図４に示すように、この取付脚６は表裏両面の一方が凸面６ａで他方が凹面６ｂとなる樋状にプレス成形されており、その横断面形状はＬ字状である。また、取付脚６の基部は側板部３ｂと連続する三角形状の絞り部６ｃとなっている。図１に示すように、カバー体３の四隅に存する取付脚６は全て凸面６ａが外側を向いているので、各取付脚６が回路基板１の対応するスルーホール４に挿入されると、全ての取付脚６の凸面６ａが回路基板１の外周側を向くことになる。

なお、図４において、取付脚６の幅寸法Ｗはスルーホール４の口径Ｄよりも僅かに小さく設定されているため、スルーホール４内での取付脚６のガタを抑制することができ、これにより回路基板１に対するカバー体３の取付位置が精度良く規定できるようになっている。また、取付脚６の長さは、スルーホール４に挿入しても取付脚６の先端がスルーホール４内に存するように、つまり回路基板１の底面から取付脚６が突出しないように設定してあるので、この高周波回路ユニットはマザーボード上に面実装できる。また、銅箔ランド５は図示せぬ接地パターンと接続されているため、銅箔ランド５に半田付けされたカバー体３は接地された状態で回路基板１に取り付けられており、それゆえ部品搭載面１ａ上の電子部品２をカバー体３によって電磁的にシールドすることができる。

次に、カバー体３を回路基板１に取り付ける手順について説明する。まず、予め回路基板１の部品搭載面１ａに所要の電子部品２を実装しておく。そして、スルーホール４の周囲の銅箔ランド５上の一部（回路基板１の外周に近い領域）にクリーム半田を塗布した後、部品搭載面１ａ上の電子部品２等を覆うようにカバー体３を配置して、各取付脚６を対応するスルーホール４に挿入する。前述したように、四隅の取付脚６をスルーホール４に挿入することによってカバー体３は回路基板１に対する取付位置が精度良く規定される。また、スルーホール４に挿入された取付脚６は凸面６ａが回路基板１の外周側を向くため、この凸面６ａが銅箔ランド５上のクリーム半田と近接して対向する主たる半田付け面となる。この状態で、リフロー炉にてクリーム半田を加熱溶融することにより、溶融半田が取付脚６の凸面６ａに広く付着するため、銅箔ランド５と取付脚６とが半田付けされる。その結果、カバー体３は四隅の取付脚６が半田７を介して銅箔ランド５に固定されることになるため、安定した姿勢で回路基板１に取り付けられて高周波回路ユニットが完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係る高周波回路ユニットは、回路基板１のスルーホール４に挿入された樋状の取付脚６の凸面６ａとスルーホール４の内壁との間隔が狭くなっているため、短絡事故を回避するために銅箔ランド５上の一部（回路基板１の外周に近い領域）だけに塗布されたクリーム半田が加熱溶融されたときに、該クリーム半田に近接して対向する凸面６ａに溶融半田を容易かつ広範囲に付着させることができる。また、樋状に成形された取付脚６の凸面６ａは、平板状の取付脚の片面（平坦面）に比べて表面積が広くなるため、この点からも半田接触面積の増大が図りやすい。それゆえ、カバー体３の取付脚６の片面（凸面６ａ）を回路基板１の銅箔ランド５に確実に半田付けすることができて、取付脚６と銅箔ランド５との半田付け強度が高まり、高周波回路ユニットの小型化を促進してもカバー体３の取付強度不足が起こりにくくなっている。しかも、取付脚６を樋状にプレス成形することで、平板状の取付脚よりも機械的強度を高めることができるため、カバー体３が変形しにくくなっている。

図５は本発明の第２実施形態例に係る取付脚の半田接続構造を示す説明図であって、図４と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

この第２実施形態例は、金属板からなるカバー体の取付脚６を、横断面形状が円弧状で凸面６ａが半円筒面からなる樋状にプレス成形した点が、前述した第１実施形態例と異なっている。したがって、図５に示す取付脚６では、その凸面６ａ全体をスルーホール４の内壁に対してむらなく近接させることができる。また、取付脚６の凸面６ａが半円筒面であれば、平坦面に比べて表面積が広くなる。それゆえ、この第２実施形態例においても、取付脚６の片面（凸面６ａ）を回路基板の銅箔ランド５に確実に半田付けすることができて、取付脚６と銅箔ランド５との半田付け強度が高まると共に、取付脚６の機械的強度を高めることができる。

なお、カバー体３の取付脚６は、凸面６ａおよび凹面６ｂを有する樋状にプレス成形することが容易であれば良いので、取付脚６の横断面形状はＬ字状や円弧状に限定されるわけではなく、例えば取付脚６の横断面形状が丸みを帯びた山形状などであっても良い。また、箱形のカバー体３の四隅に取付脚６が配設してあれば、少ない取付脚６でカバー体３を安定した姿勢に保持できるので好ましいが、カバー体３の四隅以外の箇所に取付脚６を設けても、上記した各実施形態例とほぼ同様の効果が得られる。

本発明の第１実施形態例に係る高周波回路ユニットの平面図である。該高周波回路ユニットの側面図である。該高周波回路ユニットに備えられるカバー体の取付脚を示す要部斜視図である。図３に示す取付脚の半田接続構造を示す説明図である。本発明の第２実施形態例に係る取付脚の半田接続構造を示す説明図である。従来例に係る取付脚の半田接続構造を示す説明図である。

符号の説明

１回路基板
１ａ部品搭載面
２電子部品
３カバー体
４スルーホール（貫通孔）
５銅箔ランド
６取付脚
６ａ凸面
６ｂ凹面
７半田

Claims

回路基板の部品搭載面に搭載された電子部品が金属板からなるカバー体に覆われており、このカバー体の底部に突設された取付脚が前記回路基板に穿設された円形の貫通孔に挿入されていると共に、前記部品搭載面で前記貫通孔の周囲に設けられたランドと前記取付脚とが半田付けされている高周波回路ユニットであって、
前記取付脚をその表裏両面の一方が凸面で他方が凹面となる形状にプレス成形し、前記貫通孔内で前記取付脚の前記凸面が前記回路基板の外周側を向くように設定すると共に、この凸面を前記ランドと半田付けしたことを特徴とする高周波回路ユニット。
請求項１の記載において、前記取付脚の横断面形状がＬ字状または円弧状であることを特徴とする高周波回路ユニット。
請求項１または２の記載において、前記取付脚の先端が前記貫通孔内に存することを特徴とする高周波回路ユニット。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記取付脚を前記カバー体の隅部に配設したことを特徴とする高周波回路ユニット。