JP2012175063A - 電子回路ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】シールドケースの機械的強度やシールド効果に悪影響を及ぼさずに放熱効果を高めることができる電子回路ユニットを提供すること。
【解決手段】回路基板３に設けられた高周波回路が金属板からなる箱状のシールドケース２に覆われている電子回路ユニット１において、シールドケース２の蓋部（例えば下カバー２２）に、長手方向両端に開口部２３ａを有する半円筒状の内向きリブ２３と長手方向両端に開口部２４ａを有する半円筒状の外向きリブ２４とを設ける。回路基板３に向かって突出形成された内向きリブ２３は、発熱部品（ＩＣ４〜６）の真下位置で回路基板３の導体部１０に当接させ、回路基板３から離反する向きに突出形成された外向きリブ２４は、電子回路ユニット１が実装されるマザーボード３０の導体部３１に当接させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属板からなる箱状のシールドケースに収納された回路基板に発熱部品を含む高周波回路が設けられている電子回路ユニットに係り、特に、その放熱対策に関する。

テレビ放送信号を受信可能なチューナ等を備えた電子回路ユニットは、高周波回路が設けられた回路基板と、この回路基板を収納して高周波回路を覆うシールドケースとを備えている。シールドケースは金属板からなる箱状体であり、回路基板の高周波回路を電磁的にシールドしている。ただし、チューナ等には比較的発熱量の大きいＩＣ等の発熱部品が使用されるため、シールドケースで高周波回路を略密閉してしまうことは好ましくなく、何らかの放熱対策を講じておく必要がある。

この種の電子回路ユニットにおける放熱対策の従来技術としては、シールドケースの上蓋部に複数の小さな舌片と該舌片よりも長い折曲片とを切り起こしておき、折曲片の先端寄り部分を発熱部品に当接させておくという構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の電子回路ユニットでは、各舌片を切り起こして形成される複数の孔部を介してシールドケースの内外に空気を循環させることができると共に、発熱部品の熱を折曲片を介してシールドケースに伝導させることができる。したがって、シールドケースの上蓋部の適宜箇所に舌片や折曲片を設けておけば放熱効果が高まり、シールドケース内の温度上昇を効果的に抑制できるようになる。

なお、一般的にシールドケースは、回路基板の周縁部を保持する直方体形状の枠状部と、枠状部の上部開口を蓋閉する上蓋部と、枠状部の下部開口を蓋閉する下蓋部とを有する箱状体として組み立てられている。これら枠状部と上下の蓋部は必ずしも別部材である必要はなく、チューナ等を備えた電子回路ユニットの場合、回路基板の周縁部を保持する枠状部（枠体）に、上蓋部（上カバー）と下蓋部（下カバー）をそれぞれ取着した構造のシールドケースが多く使用されている。ただし、矩形状の上カバーまたは下カバーの周縁から延出する部分を略直角に折り曲げて枠状部となし、上カバーと下カバーのいずれか一方を省略した構造のシールドケースが使用されることもある。

特開２００９−２１２４５２号公報

ところで、前述した従来の電子回路ユニットの放熱対策では、シールドケースの上蓋部に舌片や折曲片を切り起こしてあるが、この折曲片は発熱部品と確実に接触させるために長めに形成しておかねばならない。それゆえ、折曲片を切り起こすとシールドケースに発熱部品と略対向する大きめの開口が形成されてしまい、この開口によってシールド効果が損なわれてしまうという問題があった。同様の理由で、放熱効果を高めるために舌片の数を増やした場合にもシールド効果は損なわれてしまう。また、シールドケースの上蓋部に切り起こされた折曲片と各舌片によって開口や孔部が形成されると、これら開口や孔部の存在によって上蓋部の機械的強度が低下してしまい、シールドケースが変形しやすくなるという問題もあった。

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、シールドケースの機械的強度やシールド効果に悪影響を及ぼさずに放熱効果を高めることができる電子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、発熱部品を含む高周波回路が設けられた回路基板と、前記高周波回路を覆うように前記回路基板に取り付けられた金属板からなるシールドケースとを備え、前記シールドケースの蓋部が前記回路基板の主面と対向している電子回路ユニットにおいて、前記蓋部に、前記回路基板に向かって突出すると共にその突出方向と略直交する長手方向の両端が開口している半筒状の内向きリブを設け、この内向きリブを前記発熱部品の表面または該発熱部品近傍の前記回路基板の導体部に当接させるという構成にした。

このようにシールドケースの蓋部に設けた半筒状の内向きリブを発熱部品の表面または発熱部品近傍の回路基板の導体部に当接させておけば、発熱部品の熱を内向きリブを介してシールドケースに効率良く伝導させることができる。また、内向きリブの長手方向両端は開口しているため、この開口部を介してシールドケース内の対流が促進され、シールドケース内の熱が開口部から外部へ排出されやすくなる。しかも、内向きリブを設けることでシールドケースの表面積も増大するため、放熱効果を大幅に高めることができる。なお、内向きリブは全体的な大きさに拘わらず長手方向両端の開口部は小さくて済むため、シールド効果をほとんど損なわずに放熱効果を高めることができる。また、内向きリブによって蓋部の機械的強度を高めることができるため、シールドケースが頑丈になる。

上記の構成において、回路基板の底面と対向するシールドケースの下蓋部に、回路基板から離反する向きに突出すると共にその突出方向と略直交する長手方向の両端が開口している半筒状の外向きリブを設け、この外向きリブを電子回路ユニットが実装される外部のマザーボードの導体部に当接させるようにしてあると、シールドケースの熱を効率良くマザーボードに伝導させることができると共に、外向きリブの開口部を介して外気流入および排熱が行えるため、放熱効果が一層高まる。また、この外向きリブの開口部も小さくて済むためシールド効果はほとんど損なわれず、かつ、外向きリブによってシールドケースの下蓋部の機械的強度を高めることができる。

この場合において、回路基板の天面と対向するシールドケースの上蓋部に、回路基板に向かって突出すると共にその突出方向と略直交する長手方向の両端が開口している半筒状の第２内向きリブを設け、この第２内向きリブを回路基板および発熱部品に対して非接触とすると、第２内向きリブの開口部を介しての外気流入や排熱が行えるため、電子回路ユニットの高さ寸法を変えずに放熱効果を一層高めることができる。また、この第２内向きリブの開口部も小さくて済むためシールド効果はほとんど損なわれず、かつ、第２内向きリブによってシールドケースの上蓋部の機械的強度を高めることができる。

また、上記の構成において、回路基板上に、一方を電源オンのときに他方を電源オフとなるように制御される２つの発熱部品が並設されていると、いずれか一方の発熱部品が電源オンのときに、内向きリブに大きな温度差が生じてシールドケース内の対流が促進されるため、顕著な放熱効果が得られる。

本発明の電子回路ユニットは、シールドケースの蓋部に回路基板に向かって突出する半筒状の内向きリブが設けてあり、この内向きリブを発熱部品の表面または発熱部品近傍の回路基板の導体部に当接させているので、内向きリブを介しての熱伝導や、内向きリブの長手方向両端の開口部を介して行われる外気流入および排熱などによって、放熱効果を大幅に高めることができる。しかも、内向きリブの開口部は小さくて済むため、シールド効果に悪影響を及ぼす可能性が低く、かつ、内向きリブによって蓋部の機械的強度が高まるため、シールドケースが頑丈になる等の効果も期待できる。

本発明の第１実施形態例に係る電子回路ユニットをマザーボードに実装した状態を示す概略断面図である。 第１実施形態例に係る電子回路ユニットの回路基板に配設されている発熱部品等を示す上面図である。 第１実施形態例に係る電子回路ユニットのシールドケースに設けられている放熱用のリブを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態例に係る電子回路ユニットをマザーボードに実装した状態を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施形態例について図面を参照しながら説明する。まず、図１〜図３を参照しながら第１実施形態例について説明すると、これらの図に示す電子回路ユニット１は２種類のテレビ放送信号（地上波と衛星波）を受信可能なチューナユニットである。

本実施形態例に係る電子回路ユニット１は、金属板からなる箱状（略直方体形状）のシールドケース２と、シールドケース２の内部に収納・保持された回路基板３と、回路基板３に実装されたＩＣ４〜６等の電子部品と、シールドケース２の側板に固着されたコネクタ７とによって主に構成されており、図１に示すように、この電子回路ユニット１はマザーボード３０上に実装して使用される。回路基板３にはＩＣ４〜６等を含む高周波回路が設けられており、シールドケース２がこの高周波回路を覆って電磁的にシールドしている。また、この高周波回路はコネクタ７を介してアンテナや外部回路と電気的に接続されるようになっている。

図２に示すように、回路基板３の天面には、地上波用チューナＩＣ４と衛星波用チューナＩＣ５が並べて実装されていると共に、両チューナＩＣ４，５に接続された復調ＩＣ６が実装されている。また、この回路基板３には、モールド端子８や図示せぬ各種電子部品、配線パターン等も設けられている。地上波用チューナＩＣ４と衛星波用チューナＩＣ５および復調ＩＣ６はいずれも発熱量が比較的大きい発熱部品であり、各ＩＣ４〜６のパッケージ底面には放熱板５ａ，６ａ（ＩＣ４の放熱板は図示せず）が付設されている。図１に示すように、これら放熱板５ａ，６ａは回路基板３を板厚方向に貫通する複数の貫通導体部（スルーホールまたはビア）９と導通されており、各貫通導体部９は回路基板３の底面側で銅箔パターン１０と導通されている。なお、地上波用チューナＩＣ４と衛星波用チューナＩＣ５は、一方が電源オンのときに他方が電源オフとなるように制御される。

シールドケース２は、回路基板３の周縁部を保持する平面視方形状の枠体（枠状部）２０と、枠体２０の上部開口を蓋閉する上カバー（上蓋部）２１と、枠体２０の下部開口を蓋閉する下カバー（下蓋部）２２とを組み合わせて構成されている。枠体２０は回路基板３を包囲しており、この枠体２０に対して上カバー２１と下カバー２２が着脱可能に嵌め込まれている。枠体２０の下部には複数の取付脚２０ａが形成されており、これら各取付脚２０ａによって枠体２０はマザーボード３０上に取り付けられている。また、枠体２０の一側部（側板）には２つの同軸コネクタ７が固着されており、各コネクタ７は回路基板３上の前記高周波回路と電気的に接続されている。図１に示すように、上カバー２１には回路基板３の天面と対向する開口蓋閉部２１ａがほぼ平板状に形成されているが、下カバー２２には回路基板３の底面と対向する開口蓋閉部２２ａの複数箇所に凹凸が形成されている。これら凹凸は半円筒状の内向きリブ２３と半円筒状の外向きリブ２４であり、図２と図３に示すように、下カバー２２の開口蓋閉部２２ａには互いに平行に延びるリブ２３，２４が交互に逆向きに突設されている。

すなわち、下カバー２２（開口蓋閉部２２ａ）の内向きリブ２３は、回路基板３の底面に向かって膨出するように突出形成されている。この内向きリブ２３の長手方向両端は半円状の開口部２３ａとなっており、これら開口部２３ａを介して外気の流入やシールドケース２内からの排熱が行える。開口蓋閉部２２ａには２つの内向きリブ２３が突設されており、一方の内向きリブ２３は地上波用チューナＩＣ４と衛星波用チューナＩＣ５の真下に位置し、他方の内向きリブ２３は復調ＩＣ６の真下に位置している。そして、各内向きリブ２３を回路基板３の底面の銅箔パターン１０に当接させているため、一方の内向きリブ２３には近傍の貫通導体部９を介してＩＣ４，５の熱が速やかに伝導され、他方の内向きリブ２３には近傍の貫通導体部９を介してＩＣ６の熱が速やかに伝導されるようになっている。

また、下カバー２２（開口蓋閉部２２ａ）の外向きリブ２４は、回路基板３の底面から離反する向きに膨出するように突出形成されている。この外向きリブ２４の長手方向両端も半円状の開口部２４ａとなっているので、これら開口部２４ａを介して外気の流入やシールドケース２内からの排熱が行える。開口蓋閉部２２ａには２つの外向きリブ２４が突設されており、電子回路ユニット１をマザーボード３０上に実装すると、このマザーボード３０上に設けられている銅箔パターン３１に各外向きリブ２４が当接するようにしてある（図１参照）。そのため、回路基板３上のＩＣ４〜６等によって加熱される下カバー２２の熱が外向きリブ２４を介してマザーボード３０に効率良く伝導されるようになっている。

このように電子回路ユニット１のシールドケース２には、下カバー２２の開口蓋閉部２２ａに半円筒状の内向きリブ２３と外向きリブ２４とが突設してある。内向きリブ２３はＩＣ４，５やＩＣ６の近傍で回路基板３の銅箔パターン１０に当接しているため、これらＩＣ４〜６の熱を下カバー２２に効率良く伝導させることができる。また、外向きリブ２４は電子回路ユニット１が実装されるマザーボード３０の銅箔パターン３１に当接するため、下カバー２２の熱をマザーボード３０に効率良く伝導させることができる。さらに、各リブ２３，２４の長手方向両端は開口しているため、その開口部２３ａ，２４ａを介して外気を流入することでシールドケース２内の対流が促進され、シールドケース２内の熱が開口部２３ａ，２４ａから外部へ排出されやすくなる。また、各リブ２３，２４を設けることによって下カバー２２の表面積（放熱面積）が増大するため、シールドケース２の放熱効果が大幅に高められている。

以上説明したように、本実施形態例に係る電子回路ユニット１は、シールドケース２の下カバー２２（開口蓋閉部２２ａ）に半円筒状の内向きリブ２３と外向きリブ２４が突設してあるので、各リブ２３，２４を介しての直接的な熱伝導や、各リブ２３，２４の長手方向両端の開口部２３ａ，２４ａを介して行われる外気流入および排熱などにより、放熱効果を大幅に高めることができる。それゆえ、この電子回路ユニット１は、ＩＣ４〜６等の発熱部品を覆っているシールドケース２の内部空間の温度上昇を効果的に抑制することができ、電子部品が熱損傷を起こしにくい高信頼性を実現している。しかも、各リブ２３，２４は大きめに形成しても長手方向両端の開口部２３ａ，２４ａは小さくて済むため、この電子回路ユニット１はシールド効果をほとんど損なわずに放熱効果を高めることができる。また、これら各リブ２３，２４を設けることで下カバー２２の機械的強度が高まっているため、シールドケース２が頑丈で変形しにくくなっている。

また、本実施形態例では、回路基板３上に、一方が電源オンのときに他方が電源オフとなるように制御される地上波用チューナＩＣ４と衛星波用チューナＩＣ５が並設されており、これら両ＩＣ４，５の真下位置で内向きリブ２３が回路基板３の銅箔パターン１０に当接させてあるため、いずれか一方のＩＣ４またはＩＣ５が電源オンのときに、この内向きリブ２３に大きな温度差が生じる。したがって、電子回路ユニット１はこの点からもシールドケース２内の対流が促進されやすく、顕著な放熱効果を期待できる。

なお、上記した第１実施形態例では、内向きリブ２３と外向きリブ２４が半円筒状に形成されているが、これらリブ２３，２４は半筒状であればほぼ同様の効果を期待できるので、例えばリブ２３，２４が半角筒状であっても良い。また、少なくとも内向きリブ２３があれば相応の放熱効果を期待でき、この内向きリブ２３を下カバー２２の代わりに上ケース２１に突設してＩＣ４〜６等の発熱部品の表面に当接させることも可能であり、上ケース２１と下カバー２２の両方に内向きリブ２３を突設しても良い。また、電子回路ユニット１をマザーボード３０に実装したとき、内向きリブ２３や外向きリブ２４の長手方向が鉛直方向と一致するように設定しておけば、各リブ２３，２４の長手方向に沿って気流が上昇しやすくなるため、シールドケース２内の対流を一層促進させることができる。

次に、図４を参照しながら第２実施形態例について説明する。図４に示す電子回路ユニット１１は、シールドケース２の構造と、このシールドケース２の上蓋部２５ｂに第２内向きリブ２６を突設した点とが、上記の第１実施形態例（電子回路ユニット１）と大きく異なっている。なお、図４において図１と対応する部分には同一符号が付してある。

第２実施形態例に係る電子回路ユニット１１のシールドケース２は、枠状部２５ａおよび上蓋部２５ｂを一体的に有する逆向き有底の本体ケース２５と、この本体ケース２５の下部開口を蓋閉する下カバー２２とを組み合わせて構成されている。そして、本体ケース２５の上蓋部２５ｂに、回路基板３の天面に向かって膨出するように半円筒状の第２内向きリブ２６が突出形成されているが、この第２内向きリブ２６はＩＣ４〜６等の発熱部品や回路基板３に対して非接触である。また、第２内向きリブ２６の長手方向両端は半円状の開口部２６ａとなっている。すなわち、この電子回路ユニット１１は、シールドケース２の上蓋部２５ｂに第２内向きリブ２６が突設してあるものの、全体の高さ寸法が第２内向きリブ２６によって増大することはなく、かつ、第２内向きリブ２６の開口部２６ａを介してシールドケース２内の天井部で外気流入や排熱が行えるようになっている。

このように下カバー２２に設けた内向きリブ２３と外向きリブ２４に加えて、シールドケース２の上蓋部に第２内向きリブ２６を設けておけば、放熱効果を一層高めることができる。また、第２内向きリブ２６の開口部２６ａも小さくて済むため、各リブ２３，２４，２６を付設してもシールド効果はほとんど損なわれない。さらに、第２内向きリブ２６を設けることによって上蓋部の機械的強度を高めることができるため、シールドケース２も頑丈になる。

なお、この種の第２内向きリブ２６をシールドケース２の下カバー（下蓋部）２２に設けても良く、この種の第２内向きリブ２６が半円筒状以外の半筒状であっても良い。

１，１１ 電子回路ユニット
２ シールドケース
３ 回路基板
４ 地上波用チューナＩＣ（発熱部品）
５ 衛星波用チューナＩＣ（発熱部品）
６ 復調ＩＣ（発熱部品）
９ 貫通導体部
１０ 銅箔パターン（導体部）
２０ 枠体
２１ 上ケース
２２ 下ケース
２３ 内向きリブ
２３ａ，２４ａ，２６ａ 開口部
２４ 外向きリブ
２５ 本体ケース
２５ａ 枠状部
２５ｂ 上蓋部
２６ 第２内向きリブ
３０ マザーボード
３１ 銅箔パターン（導体部）

Claims (4)

1. 発熱部品を含む高周波回路が設けられた回路基板と、前記高周波回路を覆うように前記回路基板に取り付けられた金属板からなるシールドケースとを備え、前記シールドケースの蓋部が前記回路基板の主面と対向している電子回路ユニットであって、
   前記蓋部に、前記回路基板に向かって突出すると共にその突出方向と略直交する長手方向の両端が開口している半筒状の内向きリブを設け、この内向きリブを前記発熱部品の表面または該発熱部品近傍の前記回路基板の導体部に当接させたことを特徴とする電子回路ユニット。
2. 請求項１の記載において、前記回路基板の底面と対向する前記シールドケースの下蓋部に、前記回路基板から離反する向きに突出すると共にその突出方向と略直交する長手方向の両端が開口している半筒状の外向きリブを設け、この外向きリブを外部のマザーボードの導体部に当接させたことを特徴とする電子回路ユニット。
3. 請求項２の記載において、前記回路基板の天面と対向する前記シールドケースの上蓋部に、前記回路基板に向かって突出すると共にその突出方向と略直交する長手方向の両端が開口している半筒状の第２内向きリブを設け、この第２内向きリブを前記回路基板および前記発熱部品に対して非接触としたことを特徴とする電子回路ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記回路基板上に、一方を電源オンのときに他方を電源オフとなるように制御される２つの発熱部品が並設されていることを特徴とする電子回路ユニット。

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