JP2012009471A - 高周波装置及びプリント基板保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板とケースとをリフロー方式により半田付けする際に、簡素な工程で安定した半田付けを行うことができ、さらに良好な電気的特性を得ることが可能な高周波装置及びプリント基板保持構造を提供することを目的としている。
【解決手段】前記ケースの内側に突出するように形成された突起部と、前記ケースと前記プリント基板とを接合する半田を前記ケースの内周側から外周側に誘導するために前記突起部に形成された半田誘導孔と、前記プリント基板において、前記突起部と対応する位置に形成された基板凹部と、前記プリント基板上に前記基板凹部の縁に沿って形成されたランド面と、を有し、前記プリント基板を前記ケースへ内挿した状態において、前記半田誘導孔の一部が前記ランド面よりも上方へ位置するように前記プリント基板が配置されたている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製のケースと前記ケースに内挿されるプリント基板とを有する高周波装置及びプリント基板保持構造に関する。

テレビ受信機等に用いる高周波装置では、電子回路が実装されたプリント基板を、シールド板を兼ねた金属製のケースに内挿して固定する構造を有するものがある。このような高周波装置では、クリーム半田を用いたリフロー方式にてプリント基板とケースを半田付けして固定する。以下に図１０を参照して従来の高周波装置におけるプリント基板とケースとの固定について説明する。図１０は、プリント基板とケースとの固定の例を説明する図である。

通常、プリント基板とケースとは、それぞれの寸法誤差を考慮して、プリント基板をケースに組み込んだ際にプリント基板とケースとの間に０．１〜０．２ｍｍの隙間ができるように設計されている。プリント基板とケースとを半田付けする際には、半田によりこの隙間を埋めてプリント基板とケースとを固定する。

図１０（Ａ）は、ケース１とプリント基板２との間の隙間Ｈを埋めるために、ケース１とプリント基板２との間にクリーム半田３が塗布された状態を示している。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の状態で、リフロー方式にて加熱されクリーム半田が溶解した状態を示している。図１０（Ｃ）は、ケース１とプリント基板２とが固定された際の理想的な半田の状態を示している。

しかしながら実際には、リフロー方式で半田を溶解した図１０（Ｂ）の状態において、隙間Ｈとケース１とプリント基板２との熱容量の差により、加熱後のケース１への半田の広がり（半田形状）にバラツキが生じ、図１０（Ｃ）のようにはならないことが多い。

そこで従来では、このバラツキを軽減させるための工夫が成されている。例えば特許文献１には、側板から折り曲げられて突出した受け部の端部の上方又は下方に延びる爪部と、内側に突出する突起部とを有する枠体と、爪部が挿通される透孔を有し突起部で受けられるプリント基板とが記載されている。

特許文献２には、少なくとも上方が開放された端面を備えた側板を有する枠と、枠の内部の側板の内面に取り付けられたプリント基板と有する構造が記載されている。特許文献３には、基板との接続部の両端に対応する金属フレームに凹部を設けた構成が記載されている。

特開平８−５６０８５号公報 特開平１１−１２１９４５号公報 特開平７−１２２８７４号公報

しかしながら、例えば特許文献１及び特許文献２記載の発明では、枠体に開口部が形成されるためにシールドとしての効果が薄れ、ＧＮＤ特性やシールド特性等の電気的特性を良好に保つことが困難である。さらに枠体に開口部が形成されているため、枠体の強度を充分に保つことが難しい。また特許文献３記載の発明では、金属フレームに凹部が設けられているが、この凹部の面積が大きいために半田の広がりが不充分となり、基板との接合部を安定した半田形状とすることが困難である。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、プリント基板とケースとをリフロー方式により半田付けする際に、簡素な工程で安定した半田付けを行うことができ、さらに良好な電気的特性を得ることが可能な高周波装置及びプリント基板保持構造を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために以下の如き構成を採用した。

本発明は、金属製のケース（１１０）と前記ケース（１１０）に内挿されるプリント基板（１２０）とを有する高周波装置（１００）であって、
前記ケース（１１０）の内側に突出するように形成された突起部（１１３）と、
前記ケース（１１０）と前記プリント基板（１２０）とを接合する半田を前記ケース（１１０）の内周側から外周側に誘導するために前記突起部（１１３）に形成された半田誘導孔（１１４）と、
前記プリント基板（１２０）において、前記突起部（１１３）と対応する位置に形成された基板凹部（１２２）と、
前記プリント基板（１２０）上に前記基板凹部（１２２）の縁に沿って形成されたランド面（１２３）と、を有し、
前記プリント基板（１２０）を前記ケース（１１０）へ内挿した状態において、前記半田誘導孔（１１４）の一部が前記ランド面（１２３）よりも上方へ位置するように前記プリント基板（１２０）が配置された構成とした。

また本発明の高周波装置において、前記突起部（１１３）は、
前記突起部（１１３）が形成された前記ケース（１１０）の側板の長辺方向又は短辺方向において、前記側板と連続するように形成されても良い。

また本発明の高周波装置（１００）において、
前記プリント基板（１２０）は、前記突起部（１１３）の先端（１１３ｃ）が前記ランド面（１２３）と同一平面上に位置するように配置されても良い。

また本発明の高周波装置（１００）において、前記突起部（１１３）の外周面には、前記突起部（１１３）の形状に沿ったケース凹部（１１３Ａ）が形成されていても良い。

本発明は、金属製のケース（１１０）と前記ケース（１１０）に内挿されるプリント基板（１２０）とを有し、前記プリント基板（１２０）を保持するプリント基板保持構造であって、
前記ケース（１１０）の内側に突出するように形成された突起部（１１３）と、
前記ケース（１１０）と前記プリント基板（１２０）とを接合する半田を前記ケース（１１０）の内周側から外周側に誘導するために前記突起部（１１３）に形成された半田誘導孔（１１４）と、
前記プリント基板（１２０）の前記突起部（１１３）と対応する位置に形成された基板凹部（１２２）と、
前記プリント基板（１２０）上に前記基板凹部（１２２）の縁に沿って形成されたランド面（１２３）と、を有し、
前記プリント基板（１２０）を前記ケース（１１０）へ内挿した状態において、前記半田誘導孔（１１４）の一部が前記ランド面（１２３）よりも上方へ位置するように前記プリント基板（１２０）が配置された構成とした。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、プリント基板とケースとをリフロー方式により半田付けする際に、簡素な工程で安定した半田付けを行うことができ、さらに良好な電気的特性を得ることができる。

本実施形態の高周波装置の構成の概略を説明する図である。 図１をＡ方向からみた側面図である。 図１に示す高周波装置のＢ−Ｂ断面図と上面図である。 本実施形態のケースとプリント基板との半田付けについて説明する図である。 本実施形態のケースとプリント基板とが半田付けされた状態を説明する図である。 クリーム半田の塗布について説明する図である。 第一の変形例を示す図である。 第二の変形例を示す図である。 第三の変形例を示す図である。 プリント基板とケースとの固定の例を説明する図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明では、金属製のケースに、ケースと一体形成されておりケース内側に突出した突起部を形成した。この突起部の一部には、半田をケース内側から外側へ引き込むための半田誘導孔が形成されており、この突起部をプリント基板の凹部に嵌め合わせてリフロー方式により半田付けを行う。

図１は、本実施形態の高周波装置の構成の概略を説明する図である。本実施形態の高周波装置１００は、金属製のケース１１０にプリント基板１２０が嵌め込まれている。ケース１１０には、映像信号の入出力を行うコネクタを接続するための開口部１１１ａ，１１１ｂと、プリント基板１２０を嵌め込む位置を決めるための切欠部１１２が形成されている。プリント基板１２０には、高周波装置１００として機能させるための各種電子回路が実装されている（図示せず）。またプリント基板１２０には爪部１２１かせ形成されており、この爪部１２１が切欠部１１２に嵌め込むことで、プリント基板１２０を固定する位置が決められる。尚図１では図示していないが、ケース１１０にはプリント基板１２０を覆う底板と蓋部とが設けられる。

また本実施形態のケース１１０には、プリント基板１２０とケース１１０とを半田付けするための突起部１１３が形成されている。本実施形態のケース１１０には、開口部１１１ａと開口部１１１ｂとの間との間に２箇所形成されている。また突起部１１３は、開口部１１１ａ，１１１ｂが形成された側板１１０Ａと直行する２枚の側板１１０Ｂ，１１０Ｃにそれぞれひとつずつ形成されている。突起部１１３の構成の詳細は説明する。

本実施形態のプリント基板１２０は、突起部１１３が嵌められる凹部１２２が形成されている。凹部１２２は、プリント基板１２０がケース１１０に固定された際に突起部１１３が嵌め込まれる位置に形成されている。またプリント基板１２０には、凹部１２２の形状に沿ってランド部１２３が形成されている。本実施形態のランド部１２３は、例えば半円の形状や、楕円を半分にした形状となるように形成しても良いし、半円の先端を直線状に切り取った形状（図３参照）にしても良い。

以下に本実施形態の突起部１１３についてさらに説明する。図２は、図１をＡ方向からみた側面図である。本実施形態では、ケース１１０の側板１１０Ａを外側から内側に押圧して突起部１１３を形成しても良い。本実施形態の突起部１１３は、側板１１０Ａの内側に対して「くの字」型に突出した形状とした。

図３は、図１に示す高周波装置のＢ−Ｂ断面図と上面図である。図３（Ａ）は、高周波装置１００のＢ−Ｂ断面図であり、図３（Ｂ）は突起部１１３が凹部１２２に嵌め込まれた状態の上面図である。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態の突起部１１３は、側板１１０Ａの一部をケース１１０の内側に凹ませた「くの字」形状として形成されている。また本実施形態では、突起部１１３の上端部１１３ａ及び下端部１１３ｂは、側板１１０Ａと分離されておらず、突起部１１３は紙面Ｙ−Ｙ方向において側板１１０Ａと連続するように形成されている。

また本実施形態では、ケース１１０の内側に突出した突起部１１３を形成することによりケース１１０の外周面に形成される凹部１１３Ａに、溶解した半田をケース１１０の側に誘導するための半田誘導孔１１４が形成されている。

さらに本実施形態の突起部１１３の上端部１１３ａから下端部１１３ｂまでの幅をＨ１とした場合、プリント基板１２０は、上端部１１３ａからプリント基板１２０上のランド部１２３までの幅がＨ２となるように配置される。本実施形態では幅Ｈ２は、幅Ｈ１の１／２の幅とし、突起部１１３の先端部１１３ｃがランド部１２３と同一平面上に位置するようにプリント基板１２０を配置した。

尚幅Ｈ２は幅Ｈ１の１／２でなくても良い。本実施形態では、プリント基板１２０は、Ｙ−Ｙ方向における半田誘導孔１１４の幅Ｈ３の範囲内にランド部１２３が位置するように配置されれば良い。このように配置すれば、ランド部１２３に塗布されたクリーム半田が液状となったときに、後述するように液状の半田を半田誘導孔１１４に引き込むことができる。また本実施形態の突起部１１３の紙面Ｘ−Ｘ方向における幅Ｗ１は、約１ｍｍ程度とした（図３（Ｂ）参照）。

次に、図４を参照して本実施形態のケース１１０とプリント基板１２０との半田付けについて説明する。図４は、本実施形態のケースとプリント基板との半田付けについて説明する図である。

本実施形態では、まず図４（Ａ）において、プリント基板１２０のランド部１２３にクリーム半田１３０が塗布される。ランド部１２３にクリーム半田１３０が塗布されると、次にプリント基板１２０は、図４（Ｂ）に示すようにケース１１０へ内挿される。このときプリント基板１２０の凹部１２２には、ケース１１０に形成された突起部１１３が嵌め込まれた状態となる。

本実施形態では、ケース１１０にプリント基板１２０が嵌め込まれた状態で、リフローにより加熱を行う。この加熱により、ランド部１２３に塗布されたクリーム半田１３０が溶解して液状となり、ケース１１０とプリント基板１２０とを固定できる半田形状へと広がる。

以下に図４（Ｃ）を参照して本実施形態におけるクリーム半田１３０の溶解について説明する。

図４（Ｂ）の状態で加熱されると、突起部１１３の先端と凹部１２２との間の隙間に液状の半田が流れ込む。すると液状の半田は、突起部１１３に形成された半田誘導孔１１４により発生する毛細管現象により、ケース１１０の外周側に引き込まれ、ケース１１０の外周面に形成された凹部１１３Ａへ流れ込む。毛細管現象とは、細い管状物体の内側の液体が管の中を上昇（場合によっては下降）する現象である。

この半田の流れにより、液状の半田は突起部１１３とランド部１２３との結合部分１３１に集まる。また同時に液状の半田の流れは、ケース１１０の側板１１０Ａの内周面において左右均等に広がり、半田面を形成する。

この結果、本実施形態では、突起部１１３と側板１１０Ａとの間において広い面積が半田で覆われることとなる。また半田誘導孔１１４は、引き込まれた半田によって塞がれる。

図５は、本実施形態のケースとプリント基板とが半田付けされた状態を説明する図である。図５に示すように、本実施形態では、突起部１１３の凹部１１３Ａが半田Ｇで埋められ、半田誘導孔１１４が半田Ｇにより塞がれている。またプリント基板１２０のランド部１２３が形成された面から上側の突起部１１３とプリント基板１２０とは、広い面積の半田Ｇにより接合されていることがわかる。

本実施形態では、以上の構成により、広い面積で固定することができケース１１０とプリント基板１２０との接合部を安定した半田形状とすることができる。また本実施形態では、半田誘導孔１１４は半田付けの工程において塞がれるため、ケース１１０のシールド効果を高め、良好な電気的特性を維持することができる。また本実施形態では、突起部１１３は映像信号の入出力を行うコネクタの近傍に設けられているため、特に映像信号のノイズ等の低減に貢献できる。さらに本実施形態では、半田付けが終了した後にはケース１１０に開口部がなくなるため、ケースとしての強度も保つことができる。

また本実施形態では、液状となった半田が毛細管現象により自発的に突起部１１３とランド部１２３との間に広がるため、ランド部１２３上にクリーム半田１３０を塗布する際に、半田誘導孔１１４にクリーム半田がかかる位置に塗布すれば良い。このため本実施形態では、ランド部１２３にクリーム半田１３０を塗布してからプリント基板１２０をケース１１０へ組み込むことができ、ケース１１０の形状によらず簡素な構造の装置でクリーム半田を塗布することができる。

例えば本構造が無い場合や従来の構造の場合、本実施形態のケース１１０への半田誘導作用がない。よってケース１１０へ良好な半田付けを行うためには、プリント基板１２０をケース１１０に組み込んでから、プリント基板１２０とケース１１０との両方へクリーム半田を塗布する必要がある。この場合、ケース１１０へ内挿された状態のプリント基板１２０にクリーム半田を塗布するためには、ケース１１０の形状に合わせた構造の装置が必要となり、設備の規模が大きくなる上に設備の汎用性が低下する。

これに対して本実施形態では、プリント基板１２０にクリーム半田を塗布してからケース１１０へ組み立てることができるため、プリント基板１２０へ直接クリーム半田を塗布することができ、簡素な設備でクリーム半田を塗布することができる。

図６は、クリーム半田の塗布について説明する図である。図６（Ａ）は、半田誘導孔１１４を有していない従来の構造について説明する図であり、図６（Ｂ）は、半田誘導孔１１４を有する本実施形態の構造について説明する図である。

図６（Ａ）に示すように、半田誘導孔１１４を有していない場合、基板をケースに組み込んだ状態で基板とケースとの両方にクリーム半田が塗布する。この場合、クリーム半田を塗布するためのクリーム半田塗布パイプ６０は、ケースの形状に合わせたものでなければならない。

これに対し、図６（Ｂ）に示すように、半田誘導孔１１４を有する本実施形態の構造では、基板１２０にクリーム半田を塗布してから、基板１２０とケース１１０を組み立てる。このためクリーム半田塗布パイプ６０をケースの形状に合わせる必要がなく、汎用性の高いクリーム半田塗布パイプによりクリーム半田を塗布することができる。

よって本実施形態によれば、プリント基板１２０とケース１１０とをリフロー方式により半田付けする際に、簡素な工程で安定した半田付けを行うことができ、さらに良好な電気的特性を得ることができる。

以下に、図７乃至図９を参照して本実施形態の変形例について説明する。図７は第一の変形例を示す図であり、図８は第二の変形例を示す図であり、図９は第三の変形例を示す図である。

図７の例では、突起部１１３Ａの形状を「くの字」形状ではなく正方形型とした。図７に示す突起部１１３Ｂにも半田誘導孔１１４Ｂが形成されている。

図８に示す突起部１１３Ｃは、突起部１１３を９０度回転させて形成したものである。図８に示す突起部１１３Ｃにも半田誘導孔１１４Ｃが形成されている。

図９に示す突起部１１３Ｄは、円形状をしたものである。図９に示す突起部１１３Ｄにも半田誘導孔１１４Ｄが形成されている。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ 高周波装置
１１０ ケース
１１３ 突起部
１１４ 半田誘導孔
１２０ プリント基板

Claims (5)

1. 金属製のケースと前記ケースに内挿されるプリント基板とを有する高周波装置であって、
   前記ケースの内側に突出するように形成された突起部と、
   前記ケースと前記プリント基板とを接合する半田を前記ケースの内周側から外周側に誘導するために前記突起部に形成された半田誘導孔と、
   前記プリント基板において、前記突起部と対応する位置に形成された基板凹部と、
   前記プリント基板上に前記基板凹部の縁に沿って形成されたランド面と、を有し、
   前記プリント基板を前記ケースへ内挿した状態において、前記半田誘導孔の一部が前記ランド面よりも上方へ位置するように前記プリント基板が配置された高周波装置。
2. 前記突起部は、
   前記突起部が形成された前記ケースの側板の長辺方向又は短辺方向において、前記側板と連続するように形成される請求項１記載の高周波装置。
3. 前記プリント基板は、前記突起部の先端が前記ランド面と同一平面上に位置するように配置された請求項１又は２記載の高周波装置。
4. 前記突起部の外周面には、前記突起部の形状に沿ったケース凹部が形成されている請求項１ないし３の何れか一項に記載の高周波装置。
5. 金属製のケースと前記ケースに内挿されるプリント基板とを有し、前記プリント基板を保持するプリント基板保持構造であって、
   前記ケースの内側に突出するように形成された突起部と、
   前記ケースと前記プリント基板とを接合する半田を前記ケースの内周側から外周側に誘導するために前記突起部に形成された半田誘導孔と、
   前記プリント基板の前記突起部と対応する位置に形成された基板凹部と、
   前記プリント基板上に前記基板凹部の縁に沿って形成されたランド面と、を有し、
   前記プリント基板を前記ケースへ内挿した状態において、前記半田誘導孔の一部が前記ランド面よりも上方へ位置するように前記プリント基板が配置されたプリント基板保持構造。
   
   
   

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