JP2014027036A - 電子回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】外力によって変形し難い金属カバーを有する電子回路モジュールを提供する。
【解決手段】電子部品を搭載した回路基板２０と、少なくとも一面が開口された箱型の金属カバー３０と、を有する電子回路モジュール１において、金属カバー３０は、回路基板２０に対向して配置された天板３１と、天板３１の外周から折り曲げられて延設された複数の側板３２と、天板３１の外周の四隅から折り曲げられて延設され、回路基板２０に接合された複数の取り付け脚３３と、を備える。天板３１には、その中央部３１ａと外周との間に、切り欠き段部３５が設けられており、切り欠き段部３５は、天板３１の板厚以下の厚さになるように異形化されて部分的に剛性が高められた異形部３５ｃと、異形部３５ｃに隣接させて形成された開口部３５ａと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属カバーを有する電子回路モジュールに関し、特に、外力によって変形し難い金属カバーを有する電子回路モジュールに関する。

電子回路モジュールは、電子部品を搭載した回路基板によって高周波回路等が構成されている回路モジュールである。例えば、無線送受信回路モジュールとして、携帯機器に内蔵されて使用される。

このような電子回路モジュールにおいて、外部からの電磁波の遮蔽用に金属カバーが用いられている。このような電磁波遮蔽用の金属カバーは、回路基板に搭載された電子部品を覆うように設けられて、回路基板のグランド配線に接続されることが多い。外部からの電磁波を遮蔽すると同時に、高周波回路等の電子回路モジュール自体の回路動作によって発生する高周波ノイズが外部に伝播することを抑制している。

近年、電子部品の小型化や部品実装の技術開発が進み、電子部品を搭載した回路基板の面積が小型化されている。電子部品を搭載した回路基板と金属カバーとを有する電子回路モジュールにおいては、回路基板の面積についての小型化に加え、高さ方向についても小型化が要求されている。

特許文献１には、回路基板の基板面におけるシールド対象部分を覆いグランドに接地されて回路基板のシールド対象部分をシールドするシールドカバーを有するシールド構造が開示されている。特許文献２には、基板の一面側において振動子を金属製のカバーで覆うとともに、このカバーの天面に補強用の突起を設けた電子部品が開示されている。

図６は、特許文献２に記載の電子部品１０１を示す断面図である。電子部品１０１は、基板１１１と、この基板１１１の一面側に実装された振動子１１３と、基板１１１の他面側に実装された制御素子１１５と、基板１１１を貫通して、振動子１１３と制御素子１１５とを電気的に接続した導電体とを備えている。電子部品１０１では、この基板１１１の一面側において振動子１１３を金属製のカバー１１８で覆うとともに、このカバー１１８の天面には補強用の突起１１９を設けている。

カバー１１８は、振動子１１３に対する外来ノイズの侵入と、振動子１１３からの不要輻射とを防止するために装着されるものである。このカバー１１８は、外力によって振動子１１３側に変形し、振動子１１３に接触してその振動を阻害しないようにするために、カバー１１８の天面に補強用の突起１１９が設けられた構造である。補強用の突起１１９を設けたことにより、この天面が外力で振動子１１３方向に大きく変形することがなくなる。

特開２００７−１１６１０４号公報 特開平１０−２８０２４号公報

しかしながら、電子回路モジュールを小型化するため、金属カバーを構成する金属板の板厚は薄くなってきている。薄い金属カバーを用いた電子回路モジュールでは、落下や外力による金属カバーの変形が問題になってきた。金属カバーが変形すると、回路基板に搭載された電子部品に金属カバーが接触して、電子回路が故障する原因となる場合があった。そのため、金属カバーの補強がますます重要になってきている。

突起を設ける等、電子部品を搭載した回路基板側に金属カバーを変形させて突出させていると、突起が電子部品に接触しないように考慮しなければならない。また、金属カバーの製造において、薄い金属板を押圧して突起を図６のように形成しようとすると、突起を形成する応力によって天板を歪めることになってしまう。そのため、図６の突起１１９を設けた部分の板厚だけを厚くするためには、薄い金属板に突起を溶接したり、厚い金属板から突起１１９を残すように周囲を薄く切削したりする必要があった。

本発明は、上述した課題を解決して、金属カバーに加工する金属板の板厚を薄くしても、外力によって変形し難い金属カバーを有する電子回路モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、電子部品を搭載した回路基板と、少なくとも一面が開口された箱型の金属カバーと、を有する電子回路モジュールにおいて、前記金属カバーは、前記回路基板に対向して配置された天板と、前記天板の外周から折り曲げられて延設された複数の側板と、前記天板の外周のうちの四隅から折り曲げられて延設され、前記回路基板に接合された複数の取り付け脚と、を備え、前記天板には、その中央部と外周との間に、切り欠き段部が設けられており、前記切り欠き段部は、前記天板の板厚方向に圧力が加えられ、前記天板の板厚以下の厚さになるように異形化されて部分的に剛性が高められた異形部と、該異形部に隣接させて形成された開口部と、を有する、ことを特徴とする。

このように構成することによって、金属カバーに加工する金属板の板厚を薄くしても、外力によって変形し難い金属カバーを有する電子回路モジュールを提供することができる。すなわち、異形部は、一般のエンボス加工等で生じる剛性アップの効果と同様の効果を奏するため、剛性を高くするという機能を有する。一方、開口部は、圧力を加える際に異形部から移動する金属原子の移動先となるため、異形部を形成しても金属カバーに加工歪みが生じるのを防止するという機能を有する。なお、異形部や開口部の形や大きさ等は、薄い金属カバーの剛性が、板厚の厚い金属カバーの剛性と同等以上の大きさを有するように適宜設定される。

本発明の電子回路モジュールは、前記切り欠き段部が、前記天板の中央部と前記取り付け脚との間に形成されていることを特徴とする。このような構成によって、中央部に外力が加わっても、その外力によって取り付け脚に過大な力が作用するのを防止でき、取り付け脚と回路基板との接合状態を安定的に維持できる。したがって、本発明による電子回路モジュールは、実装時に金属カバーの中央部を吸着しても問題を生じることがないので、自動組み立て等に好適である。

本発明の電子回路モジュールは、前記開口部が、前記異形部に対して前記天板の中央部側と前記取り付け脚側との２箇所に配置されていることを特徴とする。天板に設けられた切り欠き段部は、異形部に対して天板の中央部側と取り付け脚側との２箇所に開口部を備えているので、天板を歪めることなく板厚方向に圧力を加えて異形部が形成でき、天板の中央部の方向に変形することを抑えることができる。また、中央部に加わった外力による天板の撓みは、剛性が高められた異形部で抑制され、さらに、取り付け脚側に伝播しないように取り付け脚側の開口部で分断される。したがって、開口部が取り付け脚側にも配置されているので、天板の中央部に加わった外力が取り付け脚側の開口部で分断されなかった場合に比べて、取り付け脚を固定している半田にかかる撓みを、より低減することができる。

本発明の電子回路モジュールは、前記異形部が、前記天板の板厚方向に圧縮された材料からなることを特徴とする。異形部は板厚方向に圧力を加えることによって圧縮された材料であるので、圧縮されて材料強度が増しており、より一層金属カバーの変形を抑えることができる。

本発明の電子回路モジュールは、前記金属カバーは前記回路基板に対する電磁波の遮蔽に用いられることを特徴とする。金属カバーは電磁波を遮蔽するので、高周波回路を搭載した電子回路モジュールに適し、小型化、薄型化が可能である。

本発明によれば、金属カバーの天板に設けられた切り欠き段部は、前記天板の板厚方向に圧力が加えられ、前記天板の板厚以下の厚さになるように異形化されて部分的に剛性が高められた異形部と、該異形部に隣接させて形成された開口部と、を有する。異形部は、一般のエンボス加工等で生じる剛性アップの効果と同様の効果を奏するため、剛性を高くするという機能を有する。一方、開口部は圧力を加える際に異形部から移動する金属原子の移動先となるため、異形部を形成しても金属カバーに加工歪みが生じるのを防止するという機能を有する。したがって、金属カバーに加工する金属板の板厚を薄くしても、外力によって変形し難い金属カバーを有する電子回路モジュールを提供することができる。

第１実施形態の電子回路モジュールを示す斜視図である。 天板側から見た電子回路モジュールの平面図である。 天板の断面図であり、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線で切断した模式断面図であり、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線で切断した模式断面図である。 第１の変形例を示す天板の断面図であり、図４（ａ）は図２のＡ−Ａ線で切断した模式断面図である。図４（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線で切断した模式断面図である。 第２の変形例を示す平面図であり、天板側から見た電子回路モジュールの平面図である。 従来の電子部品を示す断面図である。

＜第１実施形態＞
以下に第１実施形態における電子回路モジュール１について説明する。

図１は第１実施形態の電子回路モジュール１を示す斜視図である。回路基板２０を覆うように、金属カバー３０が配置されている。金属カバー３０は、矩形の回路基板２０の平面寸法とほぼ同寸の天板３１と、天板３１の外周から折り曲げられて延設された複数の側板３２と、天板３１の外周の四隅３１ｂから折り曲げられて延設された複数の取り付け脚３３と、を備えている。すなわち、金属カバー３０は、回路基板２０側の一面が開口された箱型の形状である。

回路基板２０には、図示しない導電材料からなる配線が形成されていて、図示しない電子部品が実装され配線に接続されている。配線及び電子部品は、箱型の金属カバー３０で覆われている。金属カバー３０の取り付け脚３３は、半田４０で接合されることによって回路基板２０に固定されているとともに、グランド配線に電気的に接続される。取り付け脚３３がグランド配線に接続されることによって、金属カバー３０はグランド電位に保持されている。

金属カバー３０は、回路基板２０に対向して配置された天板３１の内面が、図示しない電子部品に干渉しないように、側板３２と取り付け脚３３の高さ方向（Ｚ１−Ｚ２方向）を所望の寸法に設けている。電子回路モジュール１の高さとは、回路基板２０の高さ寸法（基板厚）と金属カバー３０の高さ寸法との合計寸法である。

電子回路モジュール１は、小型のものでは外形寸法が１５ｍｍ×１０ｍｍ×１．５ｍｍ程度であり、用いる金属カバー３０は板厚０．２ｍｍ程度の薄い金属板を加工したものである。金属カバー３０の材質としては、例えば、めっき鋼板である。

図１に示すように、天板３１には、その中央部３１ａと外周との間に、切り欠き段部３５が設けられている。切り欠き段部３５は、部分的に開口された開口部３５ａ、３５ｂを有している。切り欠き段部３５は、天板３１の中央部３１ａと取り付け脚３３との間に配置されて、この方向に沿って開口部３５ａ、３５ｂを備えている。

切り欠き段部３５における、２箇所の開口部３５ａ、３５ｂに挟まれた領域は、天板３１の中央部３１ａと取り付け脚３３とを結ぶ方向に対して剛性を有するように、天板３１の板厚方向に圧力を加えることによって天板３１の板厚以下の厚さになるように形成された異形部３５ｃである。以下、この異形部３５ｃについて、詳細に説明する。

図２は、天板３１側から見た電子回路モジュール１の平面図である。矩形の回路基板２０を覆う金属カバー３０の天板３１の四隅３１ｂに、取り付け脚３３が配置されている。天板３１には、４箇所の切り欠き段部３５が、天板３１の中央部と取り付け脚３３との間に設けられている。また、それぞれの切り欠き段部３５は、異形部３５ｃに隣接させて天板３１の中央部３１ａ側と取り付け脚３３側との２箇所に形成された開口部３５ａ、３５ｂを備えている。

図３（ａ）は、天板３１を図２のＡ−Ａ線で切断した模式断面図である。図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線で切断した模式断面図である。開口部３５ａが、異形部３５ｃに対して天板３１の中央部３１ａ側に、開口部３５ｂが、異形部３５ｃに対して天板３１の取り付け脚３３側に、それぞれ配置されている。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、異形部３５ｃの板厚は天板３１の中央部３１ａの板厚より薄い。異形部３５ｃは、天板３１の板厚方向に圧力を加えることによって圧縮された材料からなり、材料強度が増して部分的に剛性が高められたものである。すなわち、異形部３５ｃは板厚方向に圧力を加えたときに、天板３１の板厚以下の厚さになるように圧縮されて部分的に剛性が高められている。異形部に隣接させて形成された開口部３５ａ、３５ｂは、圧力を加える際に異形部３５ｃから移動する金属原子の移動先となる。そのため、板厚方向に圧力を加えて異形化されて部分的に剛性が高められた異形部３５ｃを形成することができる。

図３に示すように、開口部３５ａ、３５ｂを設けることによって、異形部３５ｃの形状が自在に形成可能である。異形部３５ｃは、一般のエンボス加工等で生じる剛性アップの効果と同様の効果を奏するため、剛性を高するという機能を有する。一方、開口部３５ａ、３５ｂは圧力を加える際に異形部３５ｃから移動する金属原子の移動先となるため、異形部３５ｃを形成しても金属カバー３０に加工歪みが生じるのを防止するという機能を有する。異形部３５ｃや開口部３５ａ、３５ｂの形や大きさ等は、薄い金属カバー３０の剛性が、板厚の厚い金属カバー３０の剛性と同等以上の大きさを有するように適宜設定される。電子回路モジュール１は、部分的に剛性が高められた異形部３５ｃを有するので、外力による金属カバー３０の変形を抑えることができる。例えば図１に示す中央部３１ａを回路基板２０の方向に押さえつける外力に対し、天板３１の撓みを低減することができる。異形部３５ｃが板厚方向に圧力を加えることによって圧縮された材料である場合には、圧縮されたことによって材料強度を増しているので、より一層変形を抑えることができる。したがって、金属カバー３０に加工する金属板の板厚を薄くしても、外力によって変形し難い金属カバー３０を有する電子回路モジュール１が得られる。

上述したように、電子回路モジュール１は、切り欠き段部３５が、天板３１の中央部３１ａと取り付け脚３３との間に設けられていることが好ましい。図２に示すように、取り付け脚３３が配置された方向に、異形部３５ｃと開口部３５ａ、３５ｂとを有する切り欠き段部３５を形成するので、天板３１を歪めることなく板厚方向に圧力を加えて異形部３５ｃが形成でき、天板３１を補強することができる。このような構成によって、中央部３１ａに外力が加わっても、その外力によって取り付け脚３３に過大な力が作用するのを防止でき、取り付け脚３３と回路基板２０との接合状態を安定的に維持できる。したがって、電子回路モジュール１は、実装時に金属カバー３０の天板３１の中央部３１ａを吸着しても問題を生じることがないので、自動組み立て等に好適である。

さらに、電子回路モジュール１は、切り欠き段部３５が、異形部３５ｃに対して天板３１の中央部３１ａ側と取り付け脚３３側との２箇所に開口部３５ａ、３５ｂを備える。切り欠き段部３５は、異形部３５ｃに対して天板３１の中央部３１ａ側と取り付け脚３３側との２箇所に開口部３５ａ、３５ｂを備えているので、天板３１を歪めることなく板厚方向に圧力を加えて異形部３５ｃが形成でき、天板３１の中央部３１ａの方向に変形することを抑えることができる。また、中央部３１ａに加わった外力による天板３１の撓みは、剛性が高められた異形部３５ｃで抑制され、さらに、取り付け脚３３側に伝播しないように開口部３５ｂで分断される。したがって、開口部３５ｂが取り付け脚３３側に配置されているので、中央部３１ａに加わった外力が開口部３５ｂで分断されなかった場合に比べて、取り付け脚３３を固定している半田４０にかかる撓みをより低減することができる。

電子回路モジュール１は、取り付け脚３３は天板３１の四隅３１ｂに配置されていることが好ましい。天板３１の四隅３１ｂに取り付け脚３３が配置されているので、取り付け脚３３は天板３１の中央部３１ａからもっとも離れている。そのため、天板３１の中央部３１ａに加わった外力が伝わりにくい。したがって、効率よく撓みを低減できる。

電子回路モジュール１としては、金属カバー３０は回路基板２０に対する電磁波の遮蔽に用いられる。金属カバー３０の折り曲げ構造のため、側板３２と取り付け脚３３との間に隙間が設けられているが、この隙間及び開口部３５ａ、３５ｂが、電磁波の波長に比べて十分に小さいときに、金属カバー３０は電磁波を効率的に遮蔽できる。金属カバー３０は電磁波を遮蔽するので、高周波回路を搭載した電子回路モジュールに適し、小型化、薄型化が可能である。

図４に、第１の変形例を示す。図４（ａ）は、天板３１を図２のＡ−Ａ線で切断した模式断面図である。図４（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線で切断した模式断面図である。異形部３５ｃは図４（ａ）及び（ｂ）に示す断面形状を有し、異形部３５ｃの板厚は天板３１の中央部３１ａの板厚より薄い。異形部３５ｃは、天板３１の板厚方向に圧力を加えることによって、波型に成形され、部分的に剛性が高められたものである。開口部３５ａが、異形部３５ｃに対して天板３１の中央部３１ａ側に、開口部３５ｂが、異形部３５ｃに対して天板３１の取り付け脚３３側に、それぞれ形成されているので、天板３１を歪めることがない。開口部３５ａ、３５ｂを設けることによって、異形部３５ｃの形状が自在に形成可能である。第１の変形例では、板厚方向に圧力を加えることによって波型に成形され、部分的に剛性が高められた異形部３５ｃが形成されている。

図５に第２の変形例を示す。図５は、天板３１側から見た電子回路モジュール１の平面図である。第２の変形例では、４箇所の切り欠き段部３５が、天板３１の中央部３１ａから見て、取り付け脚３３が配置された方向に設けられて、それぞれの切り欠き段部３５は、異形部３５ｃに対して天板３１の中央部３１ａ側に開口部３５ａを備えている。板厚方向に圧力を加えることによって、異形部３５ｃは、天板３１の中央部３１ａに向かって徐々に板厚が薄くなって剛性が高められている。例えば、開口部３５ａに臨む形状が波型に成形され、部分的に剛性が高められた異形部３５ｃを形成することができる。

なお、切り欠き段部３５は、本実施形態に限定されず、異形部３５ｃの剛性を有するように配置可能である。すなわち、開口部３５ａ、３５ｂは、天板３１の板厚方向に圧力が加えられて異形部３５ｃを形成するのに必要な大きさで、できるだけ小さくするほうが好ましい。異形部３５ｃは、剛性を有する方向に長くすることが好ましい。天板３１の中央部３１ａから外周に向かって、異形部３５ｃの長さが長いほど、天板３１の変形を抑えることができる。しかしながら、中央部３１ａは吸着型のハンドリング治具に対して、平坦で開口をもたないことが好ましいので、開口部３５ａは中央部３１ａの中心位置から３ｍｍ程度ずらして配置することが好ましい。直径３ｍｍ〜６ｍｍ程度の吸着エリアを確保すれば、吸着型のハンドリング治具を問題なく使用可能である。

また、切り欠き段部３５は天板３１の四隅３１ｂと中央部３１ａとを結ぶ方向で配置されていなくてもよい。例えば、取り付け脚３３は四隅３１ｂ方向であって、切り欠き段部３５は中央部３１ａから見てＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向であってもよい。その方向に切り欠き段部３５が配置されても、異形部３５ｃの剛性を有する方向に対して変形を抑えることができる。

切り欠き段部３５は天板３１の中央部３１ａの両面から突出しない形状であることが好ましい。しかしながら、回路基板２０に搭載された電子部品に干渉しない配置であれば回路基板２０の側に突出していても、本発明の効果を得ることができる。しかし、電子回路モジュール１の外側に突出する場合は、電子回路モジュール１の高さが増加することになる。したがって、切り欠き段部３５の異形部３５ｃが突出する場合には、回路基板２０の側に突出するほうが好ましい。

１ 電子回路モジュール
１０ 電子部品
２０ 回路基板
３０ 金属カバー
３１ 天板
３１ａ 中央部
３１ｂ 四隅
３２ 側板
３３ 取り付け脚
３５ 切り欠き段部
３５ａ、３５ｂ 開口部
３５ｃ 異形部
４０ 半田

Claims (5)

1. 電子部品を搭載した回路基板と、少なくとも一面が開口された箱型の金属カバーと、を有する電子回路モジュールにおいて、
   前記金属カバーは、前記回路基板に対向して配置された天板と、前記天板の外周から折り曲げられて延設された複数の側板と、前記天板の外周のうちの四隅から折り曲げられて延設され、前記回路基板に接合された複数の取り付け脚と、を備え、
   前記天板には、その中央部と外周との間に、切り欠き段部が設けられており、
   前記切り欠き段部は、前記天板の板厚方向に圧力が加えられ、前記天板の板厚以下の厚さになるように異形化されて部分的に剛性が高められた異形部と、該異形部に隣接させて形成された開口部と、を有する、
   ことを特徴とする電子回路モジュール。
2. 前記切り欠き段部は、前記天板の中央部と前記取り付け脚との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュール。
3. 前記開口部は、前記異形部に対して前記天板の中央部側と前記取り付け脚側との２箇所に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子回路モジュール。
4. 前記異形部は、前記天板の板厚方向に圧縮された材料からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子回路モジュール。
5. 前記金属カバーは前記回路基板に対する電磁波の遮蔽に用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子回路モジュール。
   

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