JP2012089781A - シールドケース、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】シールドケースを構成するフレーム部材を基板に確実にハンダ付けしつつ、フレーム部材に対する吸着プレートおよびカバー部材の着脱を容易かつ確実に行う。
【解決手段】シールドケース１０を構成するフレーム部材１２に、周方向に連続する帯状の非メッキ部２６を形成し、この非メッキ部２６において溶融したハンダペーストが這い上がってくるのを防ぐ。非メッキ部２６は、カバー部材１３や吸着プレートをフレーム部材１２に装着した状態において、カバー部材１３の側壁部３２や吸着プレートのサポート部の先端部の形状に沿って帯状に形成した。これにより、這い上がるハンダペーストの高さを、カバー部材１３や吸着プレートよりもプリント基板１１側の低い位置に抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話をはじめとする各種電子機器、およびそれに用いられるシールドケースに関する。

近年、携帯電話等の電子機器は、通話機能や文書作成機能といったそれぞれの基本機能に加え、テレビ放送視聴機能や大容量アプリケーション起動機能等を備えることでの多機能化・高機能化が進んでいる。これに伴い、携帯機器は、周波数の異なる電波を発するアンテナ部品が複数配置されたり、クロック周波数が高いＬＳＩが隣接して配置されたりなど、電気的に見ても非常に過密な状態になっている。したがって、電磁ノイズの影響を避けるため、プリント基板上に実装される各電子部品には、電磁遮蔽を行うシールドケースを備えることが必要不可欠になっている。

一方、多機能化・高機能化に伴う大型化はその携帯性を損なうこととなるため、携帯機器の各構成部品は、更なる小型化や機能統合が必須となっている。シールドケースにおいても、低背化や各電子部品に個別に配置していたものを一体化することが必要となっている。

シールドケースは、プリント基板にハンダ付けされるフレーム部材と、フレーム部材に装着されるカバー部材とを備えている。フレーム部材の内部には、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）などの電子部品が配置され、プリント基板に実装されている。カバー部材は、フレーム部材に覆いかぶさるよう設けられている。

プリント基板にフレーム部材および電子部品を実装するには表面実装技術が多用されている。その場合、特許文献１に記載のように、フレーム部材に板状の吸着プレートを装着し、この吸着プレートを表面実装装置の吸着ノズルで吸引して搬送することによって、フレーム部材をプリント基板上の所定位置に高精度に位置決めする。プリント基板上には、予め所定の位置にペーストハンダが塗布されており、フレーム部材を位置決めしたプリント基板をリフロー炉に通すことによって、フレーム部材をプリント基板にハンダ付けする。
そして、吸着プレートをフレーム部材から取り外した後、フレーム部材にカバー部材を装着することで、シールドケースを構成している。

ここで、図９（ａ）に示すように、プリント基板１上に実装されるフレーム部材２は、プリント基板１の表面から直交して立ち上がる側壁部２ａを有している。一方、フレーム部材２に装着される吸着プレート３は、平板状のプレート部３ａが、互いに対向する二辺の側壁部２ａを跨ぐように設けられ、プレート部３ａの両端からから側壁部２ａに沿って延びるサポート部３ｂが形成されている。そして、側壁部２ａにサポート部３ｂを係合するため、側壁部２ａとサポート部３ｂの対向する部分に、凹部４と突起５とがそれぞれ設けられている。

特開２００８−３４７１３号公報

しかしながら、シールドケースの大型化に伴い、プリント基板１の反りやフレーム部材２の傾きが生じると、プリント基板１とフレーム部材２の側壁部２ａの端部との隙間が大きくなってしまう。すると、プリント基板１とフレーム部材２との間のハンダ付け不良が発生し易くなり信頼性が低下するという問題が発生する。

その対策として、ハンダ量を多くすることが挙げられるが、ハンダ量を多くすると、ハンダ付け時にフレーム部材２の側壁部表面を表面張力により這い上がるハンダ６の高さが高くなってしまう。図９（ａ）に示すように、ハンダ６が這い上がり、フレーム部材２と吸着プレート３との間の係合部分まで到達してしまうと、フレーム部材２と吸着プレート３とがハンダ付けされてしまう。その結果、ハンダ付け後に、吸着プレート３が取り外せない不具合が発生し、生産性が低下する。また、図９（ｂ）に示すように、吸着プレート３に代えてカバー部材８を装着するときには、ハンダ６が、フレーム部材２とカバー部材８との嵌め合いの障害となることもあり、カバー部材８の嵌合不足や未嵌合といった不具合が発生する。その結果、生産性が低下するとともに、カバー部材８の剛性が付与されないためフレーム部材２の補強がなされず、シールドケースの機械的強度が低下する。さらに、フレーム部材２とカバー部材８との間に隙間が生じてしまうこともあり、その結果、電磁遮蔽性が低下するといった現象が発生し、信頼性が低下する。

これに対して、側壁部２ａに切り欠きを設ける、或いはフレーム部材２とカバー部材８との嵌合部直下にハンダを配置しない等、嵌合部直下でハンダ付けをしない工夫がある。しかしその場合においても、側壁部２ａの切り欠きから電磁ノイズが漏れて電磁遮蔽性が低下する、或いはプリント基板１とフレーム部材２とのハンダ接続部の面積が少なくなってプリント基板１とフレーム部材２との接続強度が低下する等によって、信頼性が低下する問題が発生する。

そこでなされた本発明の目的は、シールドケースを構成するフレーム部材を基板に確実にハンダ付けしつつ、フレーム部材に対する吸着プレートおよびカバー部材の着脱を容易かつ確実に行うことのできるシールドケース、及び電子機器を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のシールドケースは、プリント基板に実装される電子部品を取り囲むよう設けられる上部が開口されたフレーム部材と、前記フレーム部材の上部開口を覆うよう設けられるカバー部材と、を備え、前記フレーム部材は、前記プリント基板への実装時に当該フレーム部材を保持するための保持部材が、その側面に係合可能とされ、前記フレーム部材の側面に、ハンダにより前記プリント基板と接合するためのメッキ部が設けられるとともに、前記ハンダをはじく非ハンダ付け部が、前記保持部材の形状に沿うようにして帯状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、プリント基板と、プリント基板上に実装された電子部品と、上記したようなシールドケースと、を備えることを特徴とする電子機器とすることもできる。

本発明によれば、フレーム部材の側面に非ハンダ付け部を設けたことで、フレーム部材の側面を這い上がるハンダの高さを、フレーム部材の側面に対向する部分における保持部材よりも低い位置に抑制できる。これにより、ハンダの這い上がりにより、保持部材がフレーム部材にハンダ付けされるのを防止でき、保持部材をフレーム部材から不備無く取り外すことができ、生産性を向上させることができる。

（ａ）はプリント基板上に設けたシールドケースを示す斜視図、（ｂ）はその要部の断面図である。 フレーム部材に吸着プレートを装着した状態を示す斜視図および断面図である。 （ａ）はフレーム部材の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）はフレーム部材にカバー部材を装着した状態の斜視図、（ｂ）はカバー部材の斜視図である。 （ａ）はフレーム部材に吸着プレートを装着した状態の斜視図、（ｂ）は吸着プレートの斜視図である。 フレーム部材にカバー部材を装着した状態における、カバー部材の突起部周辺を示す拡大図である。 フレーム部材に吸着プレートを装着した状態における、吸着プレートの突起部周辺を示す拡大図である。 フレーム部材をプリント基板にハンダ付けした状態における断面図および拡大断面図である。 （ａ）は従来の手法において、フレーム部材と吸着プレートが、這いあがったハンダによって接合されてしまった状態を示す断面図、（ｂ）はフレーム部材とカバー部材とが、這いあがったハンダに干渉してしまっている状態を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるシールドケース、電子機器を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

図１に示すように、シールドケース１０は、プリント基板１１にハンダ付けされるフレーム部材１２と、フレーム部材１２に装着されるカバー部材１３とを備えている。

図２に示すように、フレーム部材１２は、例えば矩形の枠状をなしており、その内部には、ボールグリッドアレイなどの電子部品５０が配置されて、プリント基板１１に実装されている。フレーム部材１２は、枠状の天面部２１と、天面部２１の外周部からプリント基板１１に直交する方向に形成された側壁部２２と、側壁部２２の外側表面に複数配置された突起２３とを有して形成されている。このようなフレーム部材１２は、材料としてステンレスや洋白等の金属薄板を用い、曲げ加工や絞り加工やプレス加工などを施して形成される。

図４に示すように、カバー部材１３は、フレーム部材１２に覆いかぶさるように、かつフレーム部材１２に対して着脱可能に設けられている。
カバー部材１３は、平坦に広がり、フレーム部材１２と同等または若干大きな形状・サイズを有する天面部３１と、天面部３１の輪郭に沿って連続して形成され、天面部３１に直交する方向に垂下して、フレーム部材１２の側壁部２２に対向する側壁部３２と、側壁部３２を貫通して形成され、フレーム部材１２の突起２３と嵌合する穴３３と、を備えている。このカバー部材１３も、ステンレスや洋白等の金属薄板に、曲げ加工や絞り加工、プレス加工等を適宜施して形成される。
このようなカバー部材１３は、側壁部３２に形成された穴３３をフレーム部材１２の突起２３に嵌合させることで、フレーム部材１２に覆いかぶさるように、かつ着脱可能に取り付けられる。

このようなシールドケース１０によれば、プリント基板１１にフレーム部材１２および電子部品５０をハンダ付けした後、フレーム部材１２にカバー部材１３を装着することで、フレーム部材１２の内部空間の電子部品５０を覆い、電磁ノイズが外部へ漏れ出すのを防止することができる。

図２及び図５に示すように、プリント基板１１にフレーム部材１２を実装するときには、フレーム部材１２に板状の吸着プレート１４（保持部材）を装着し、この吸着プレート１４を表面実装装置の吸着ノズル６０で吸引して搬送する。

吸着プレート１４は、ベースプレート部４１が、フレーム部材１２において互いに対向する二辺の側壁部２２、２２を跨ぐように設けられ、ベースプレート部４１の両端部には、側壁部２２に沿って延びるサポート部４２がそれぞれ形成されている。この吸着プレート１４は、ステンレスや洋白などの金属薄板に曲げ加工や絞り加工、プレス加工などを施して形成される。
各サポート部４２には、フレーム部材１２の側壁部２２に対向する側に、突起２３と嵌合する穴４３が形成されている。
このような吸着プレート１４は、サポート部４２に形成された穴４３を、フレーム部材１２の突起２３にそれぞれ嵌合させることにより、フレーム部材１２に対して着脱可能に取り付けられる。そして、図２（ｂ）に示すように、吸着プレート１４をフレーム部材１２に装着した状態でベースプレート部４１に吸着ノズル６０を押し当て、外部からの負圧により吸着ノズル６０でベースプレート部４１を吸引する。これにより、吸着ノズル６０により吸着プレート１４およびフレーム部材１２を保持することができる。

ここで、図４〜図７に示すように、カバー部材１３の側壁部３２、吸着プレート１４のサポート部４２には、穴３３、４３が形成された部分に、これらカバー部材１３、吸着プレート１４をフレーム部材１２に装着した状態においてプリント基板１１側（天面部２１、ベースプレート部４１から離間する方向）に突出する突出部３２ａ、４２ａがそれぞれ形成されている。

また、図１に示すように、フレーム部材１２の表面には、錫や銅や鉄等、ハンダに対する濡れ性に優れた材料を用いたメッキが施されたメッキ部２５が形成されている。さらに、フレーム部材１２の側壁部２２には、側壁部２２の先端部２２ａから天面部２１側に、フレーム部材１２の周方向に連続する帯状の部分が、メッキ部２５の形成されていない非メッキ部２６（非ハンダ付け部）とされている。非メッキ部２６は、カバー部材１３、吸着プレート１４をフレーム部材１２に装着した状態において、カバー部材１３、吸着プレート１４の側壁部３２、サポート部４２の先端部の形状に沿って形成され、突出部３２ａ、４２ａを避けるよう形成されている。

このような非メッキ部２６は、予め全体にメッキを施した金属薄板を所望の形状に加工してフレーム部材１２を形成した後に、リュータなどの機械加工装置でフレーム部材１２の表面に形成されたメッキ層を除去することで形成できる。また、非メッキ部２６は、メッキを施さない金属薄板を加工してフレーム部材１２を形成した後、フレーム部材１２の表面にマスキング等により非メッキ部２６となる部分を覆った状態でメッキを施すことでも形成できる。このように形成される非メッキ部２６は、金属薄板が露出してなるものであって、その表面は酸化膜で覆われている。

尚、メッキ部２５は、フレーム部材１２をプリント基板１１にハンダ付けするためのものである。より詳細には、フレーム部材１２にメッキを施さず金属薄板をそのまま露出させた場合、金属薄板（特にステンレス）の表面は酸化膜で覆われるため、ハンダとの合金を形成することができず、ハンダをはじく。このため、フレーム部材１２をプリント基板１１にハンダ付けができなくなるので、ハンダ付けする部分には、その表面にメッキを施してメッキ部２５を形成するのである。

プリント基板１１に上記フレーム部材１２を実装するときには、図２（ａ）に示すように、フレーム部材１２に吸着プレート１４を装着しておく。そして、図２（ｂ）に示すように、吸着プレート１４を表面実装装置の吸着ノズル６０で吸引することで、フレーム部材１２を保持して搬送する。そして、保持したフレーム部材１２を、プリント基板１１上の所定位置にセットする。
ここで、プリント基板１１には、フレーム部材１２のＧＮＤ（接地）と電気的に接続するため、金属等の導電性材料からなるパッド１７が形成されており、さらにパッド１７上にはハンダペースト８０が塗布されている。フレーム部材１２を、このハンダペースト８０上に位置させ、吸着ノズル６０による吸引を停止すると、フレーム部材１２は落下してハンダペースト８０の上に配置される。
ここで、フレーム部材１２の内方に配置される電子部品５０は、フレーム部材１２のプリント基板１１への実装時に、あるいはそれに先行して、表面実装装置によりプリント基板１１上にセットされる。

図８に示すように、このようにしてプリント基板１１上に電子部品５０やフレーム部材１２を配置した後、このプリント基板１１をリフロー炉に通すことによって、フレーム部材１２および電子部品５０をプリント基板１１にハンダ付けする。
その後、吸着プレート１４をフレーム部材１２から取り外す。そして、図１に示すように、フレーム部材１２にカバー部材１３を装着することで、プリント基板１１上にシールドケース１０を構成することができる。

上記のリフロー炉におけるハンダ付けの際、溶融したハンダペースト８０が、その表面張力によりフレーム部材１２の側壁部２２を這い上がってくるが、フレーム部材１２には、周方向に連続する帯状の非メッキ部２６が形成されているので、この非メッキ部２６において溶融したハンダペースト８０がはじかれる。非メッキ部２６は、カバー部材１３または吸着プレート１４をフレーム部材１２に装着した状態において、カバー部材１３の側壁部３２または吸着プレート１４のサポート部４２の先端部の形状に沿って形成されることで突出部３２ａまたは４２ａを避け、それよりもプリント基板１１側に位置するよう形成されている。したがって、這い上がるハンダペースト８０の高さを、側壁部３２の先端またはサポート部４２の先端よりも低く抑制することができる。これにより、フレーム部材１２の側壁部２２と吸着プレート１４のサポート部４２とが、ハンダ付けされるのを防止でき、吸着プレート１４をフレーム部材１２から不備無く取り外すことができ、生産性を向上させることができる。

また、吸着プレート１４を取り外した後、フレーム部材１２にカバー部材１３を取り付けてシールドケース１０を構成するときも、フレーム部材１２の側壁部２２を這い上がるハンダペースト８０は、非メッキ部２６において阻止される。これにより、這い上がったハンダペースト８０に起因して、カバー部材１３がフレーム部材１２に対して嵌合不足または未嵌合となるのを防止することができ、カバー部材１３をフレーム部材１２に安定して装着できる。また、カバー部材１３をフレーム部材１２に安定して嵌合することで、生産性を向上させることができ、さらに、フレーム部材１２とカバー部材１３とがその全周において安定的に、電気的・機械的に接続される。これより、電子部品５０は、プリント基板１１のＧＮＤと接続されたシールドケース１０によって安定して周囲を覆われることになるので、シールドケース１０の外部の部品に対して確実に電気的に遮蔽され、電気的信頼性を向上させることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、フレーム部材１２の側壁部２２に突起２３を設け、カバー部材１３および吸着プレート１４に穴３３、４４を設けたが、逆に、フレーム部材１２の側壁部２２に穴を形成し、カバー部材１３および吸着プレート１４に突起を設けても良い。
また、非メッキ部２６として、フレーム部材１２の側壁部２２に、ハンダをはじく樹脂材料を帯状に形成しても良い。
また、本発明は、携帯電話に限らず、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ，Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の各種携帯型電子機器にも適用することが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、或いは他の構成に適宜変更することが可能である。

１ プリント基板
２ フレーム部材
２ａ 側壁部
３ 吸着プレート
３ａ プレート部
３ｂ サポート部
４ 凹部
５ 突起
６ ハンダ
８ カバー部材
１０ シールドケース
１１ プリント基板
１２ フレーム部材
１３ カバー部材
１４ 吸着プレート（保持部材）
１７ パッド
２１ 天面部
２２ 側壁部
２２ａ 先端部
２３ 突起
２５ メッキ部
２６ 非メッキ部（非ハンダ付け部）
３１ 天面部
３２ 側壁部
３２ａ 突出部
３３ 穴
４１ ベースプレート部
４２ サポート部
４３ 穴
５０ 電子部品
６０ 吸着ノズル
８０ ハンダペースト

Claims (4)

1. プリント基板に実装される電子部品を取り囲むよう設けられる上部が開口されたフレーム部材と、
   前記フレーム部材の上部開口を覆うよう設けられるカバー部材と、を備え、
   前記フレーム部材は、前記プリント基板への実装時に当該フレーム部材を保持するための保持部材が、その側面に係合可能とされ、
   前記フレーム部材の側面に、ハンダにより前記プリント基板と接合するためのメッキ部が設けられるとともに、前記ハンダをはじく非ハンダ付け部が、前記保持部材の形状に沿うようにして帯状に形成されていることを特徴とするシールドケース。
2. 前記フレーム部材が金属材料により形成され、
   前記非ハンダ付け部が、前記金属材料の表面に形成された酸化膜であることを特徴とする請求項１に記載のシールドケース。
3. 前記カバー部材が、前記フレーム部材の側面に係合可能に設けられ、
   前記非ハンダ付け部が、前記カバー部材の形状に沿うようにして形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシールドケース。
4. プリント基板と、
   前記プリント基板上に実装された電子部品と、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のシールドケースと、
   を備えることを特徴とする電子機器。

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