JP2019046821A - 電子回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易であり、カバーの電気特性を安定化させやすく、かつ、電磁波の漏えいを抑制できる電子回路モジュールを提供する。【解決手段】回路基板１と、カバー３と、を備える。カバーは、略矩形形状の天板部３１と、天板部の４辺から下方に延びる略矩形形状の４つの側板部３２と、側板部の右辺から右側板部３２Ｒの左辺に向かって延びる第１延出部３３と、第１延出部から下方に延びる第１脚部と、第１脚部から第１延出部の延出方向と反対の方向に突出する第１突起部と、第１延出部と離間するように、右側板部の左辺から側板部の右辺に向かって延びる第２延出部３４と、第２延出部から下方に延びる第２脚部と、第２脚部から第２延出部の延出方向と反対の方向に突出する第２突起部と、を有する。回路基板は、隣接する第１脚部及び第２脚部を、第１突起部及び第２突起部の少なくとも一方が内面に接触した状態で挿入可能な孔部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路モジュールに関する。

従来、上面（表面）に電子部品が実装された回路基板と、当該電子部品を覆うように回路基板に取り付けられた金属製のカバーと、を備えた電子回路モジュールが知られている。電子部品をカバーで覆うことにより、電子部品を保護しつつ、電子部品で発生する電磁波の漏えいを抑制することができる。

このような電子回路モジュールとして、カバーが、略矩形形状の天板部と、天板部の４辺から下方に延びる側板部と、各側板部から左方に延びる延出部及び右方に延びる延出部と、各延出部から下方に延びる脚部と、を備えたものが特許文献１等で提案されている。当該電子回路モジュールでは、各脚部を回路基板に設けられた孔部に挿入することにより、カバーが回路基板に固定される。そして、隣接する２つの脚部を重複した状態で１つの孔部に挿入し、それぞれの脚部に互いに反対方向に突出する突起部を設けることによって、突起部と孔部の内面とを圧接させて脚部を孔部から抜けにくくするとともに、脚部の変形による応力を相殺させて、各側板部を回路基板から浮きにくくしている。

特開２０１２−０１５１６５号公報

しかしながら、上記従来の電子回路モジュールでは、隣接する脚部が重複した状態で孔部に挿入されるため、脚部を孔部に挿入しづらく、組み立てに手間がかかるという問題があった。また、隣接する延出部間の接触状態が不安定となり、カバーの電気特性も不安定化しやすいという問題もあった。孔部に挿入する脚部を１つにすることで、これらの問題を解消することはできるが、このような構造では、脚部に加わる応力の方向が一方向に偏りやすくなり、側板部の回路基板からの浮きによる電磁波の漏えいが発生しやすくなってしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、組み立てが容易であり、カバーの電気特性を安定化させやすく、かつ、電磁波の漏えいを抑制できる電子回路モジュールを提供することを目的とする。

一実施形態に係る電子回路モジュールは、上面に電子部品が実装された回路基板と、前記電子部品を覆うように前記回路基板の上面に取り付けられた金属製のカバーと、を備えた電子回路モジュールであって、前記カバーは、前記回路基板の上面と対向し、四隅にコーナー部を有する略矩形形状の天板部と、前記天板部の４辺から下方に延びる略矩形形状の４つの側板部と、前記側板部の右辺から、当該側板部の右側に隣接する前記側板部である右側板部の左辺に向かって延びる第１延出部と、前記第１延出部から下方に延びる第１脚部と、前記第１脚部から、前記第１延出部の延出方向と反対の方向に突出する第１突起部と、前記第１延出部と離間するように、当該右側板部の左辺から当該側板部の右辺に向かって延びる第２延出部と、前記第２延出部から下方に延びる第２脚部と、前記第２脚部から、前記第２延出部の延出方向と反対の方向に突出する第２突起部と、を有し、前記回路基板は、隣接する前記第１脚部及び前記第２脚部を、前記第１突起部及び前記第２突起部の少なくとも一方が内面に接触した状態で挿入可能な孔部を有する。

本発明の各実施形態によれば、組み立てが容易であり、カバーの電気特性を安定化させやすく、かつ、電磁波の漏えいを抑制できる電子回路モジュールを提供することができる。

電子回路モジュールの一例を示す斜視図。 図１の電子回路モジュールの部分拡大図。 図１の電子回路モジュールに生じる応力のＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析結果を示す図。 孔部の変形例を示す図。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。また、以下の説明では、発明の構造を判りやすくするために、回路基板及びカバーの上下方向については、回路基板の表面を上に向けた状態を基準とし、各側板部の左右方向については、各側板部を正面に向けて手前側から見た状態を基準として説明を進めるが、本発明に係る電子回路モジュールの使用時の方向を限定するものではない。すなわち、本発明に係る電子回路モジュールを傾けて使用したり、上下逆の状態で使用したり、各図に示す位置から回転させた状態で使用したりしても構わない。

一実施形態に係る電子回路モジュール１００について、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態に係る電子回路モジュール１００は、センサモジュールや通信モジュールなどの、電子部品を備えた任意のモジュールに適用できる。

図１は、電子回路モジュール１００の一例を示す斜視図である。図１の電子回路モジュール１００は、回路基板１と、電子部品２と、カバー３と、を備える。

回路基板１は、略矩形形状を有する樹脂製のプリント基板である。回路基板１は、上面（表面）にプリント配線を形成され、電子部品２を実装される。回路基板１は、カバー３を固定するための複数の孔部１１を有する。孔部１１については後述する。

電子部品２は、電子回路モジュール１００の用途に応じた任意の種類の電子部品であり、回路基板１の上面に実装される。図１の例では、電子部品２が１つのＩＣ（Integrated Circuit）である場合を想定しているが、電子部品２は、複数のＩＣを含んでもよいし、１つ又は複数のディスクリート部品（センサ、容量素子、抵抗素子、及びコイルなど）を含んでもよい。

カバー３は、金属製のカバーであり、電子部品２を覆うように回路基板１の上面に取り付けられる。カバー３は、１枚の金属板を所定の形状に切り出し、屈曲させることにより形成される。カバー３は、天板部３１と、側板部３２と、第１延出部３３と、第２延出部３４と、第１脚部３５と、第２脚部３６と、第１突起部３７と、第２突起部３８と、第１接触部３９と、第２接触部４０と、を有する。

天板部３１は、電子部品２の上方を覆う、回路基板１の上面と対向した部分であり、矩形形状の四隅にコーナー部３１１を設けた略矩形形状となっている。以下、図１において下側に記載された天板部３１の辺を天板部３１の手前側の辺、右側に記載された天板部３１の辺を天板部３１の右辺、左側に記載された天板部３１の辺を天板部３１の左辺として説明を進める。

側板部３２は、天板部３１の４辺から下方に延びる部分であり、略矩形形状となっている。側板部３２は、天板部３１の各辺に設けられるため、カバー３は、４つの側板部３２を有する。以下、側板部３２を正面に向けて手前側から見た場合における、当該側板部３２の右側の辺を右辺、左側の辺を左辺、上側の辺を上辺、下側の辺を下辺と称する。側板部３２の上辺は、天板部３１の辺に相当する。

第１延出部３３は、側板部３２の右辺から、当該側板部３２の右側に隣接する他の側板部３２（以下「右側板部３２Ｒ」という。）の左辺に向かって延びる部分であり、略矩形形状となっている。図１の例では、天板部３１の手前側の辺から延びる手前側の側板部３２を基準とした場合、天板部３１の右辺から延びる側板部３２が右側板部３２Ｒに相当する。第１延出部３３は、各側板部３２に設けられるため、カバー３は、４つの第１延出部３３を有する。

第２延出部３４は、側板部３２の左辺から、当該側板部３２の左側に隣接する他の側板部３２（以下「左側板部３２Ｌ」という。）の右辺に向かって延びる部分であり、略矩形形状となっている。図１の例では、天板部３１の下辺から延びる手前側の側板部３２を基準とした場合、天板部３１の左辺から延びる側板部３２が左側板部３２Ｌに相当する。第２延出部３４は、各側板部３２に設けられるため、カバー３は、４つの第２延出部３４を有する。

上述の通り、側板部３２に設けられた第２延出部３４は、左側板部３２Ｌの右辺に向かって延び、左側板部３２Ｌに設けられた第１延出部３３は、側板部３２の左辺に向かって延びる。したがって、側板部３２に設けられた第２延出部３４と、左側板部３２Ｌに設けられた第１延出部３３と、は側板部３２の左辺及び左側板部３２Ｌの右辺を含む同一平面内に配置され、隣接する。同様に、側板部３２に設けられた第１延出部３３は、右側板部３２Ｒの左辺に向かって延び、右側板部３２Ｒに設けられた第２延出部３４は、側板部３２の右辺に向かって延びる。したがって、側板部３２に設けられた第１延出部３３と、右側板部３２Ｒに設けられた第２延出部３４と、は側板部３２の右辺及び右側板部３２Ｒの左辺を含む同一平面内に配置され、隣接する。

また、側板部３２に設けられた第２延出部３４は、左側板部３２Ｌに設けられた第１延出部３３と離間するように形成される。同様に、側板部３２に設けられた第１延出部３３は、右側板部３２Ｒに設けられた第２延出部３４と離間するように形成される。したがって、隣接する第１延出部３３と第２延出部３４との間には、隙間Ｃが形成される。

ここで、図２は、図１の電子回路モジュール１００の部分拡大図である。図３は、図１の電子回路モジュール１００に生じる応力のＣＡＥ解析結果を示す図である。以下、図２における左側の側板部３２を単に側板部３２と称し、右側の側板部３２を右側板部３２Ｒと称する。側板部３２は、右側板部３２Ｒを基準とした場合の左側板部３２Ｌに相当する。

第１脚部３５は、第１延出部３３から下方に延びる部分であり、回路基板１に設けられた孔部１１に挿入される。第１脚部３５を孔部１１に挿入した状態で孔部１１に半田を充てんし半田付けすることにより、第１延出部３３が回路基板１に固定されると共に、回路基板１と電気的に接続される。なお、図２の例では、第１脚部３５は、第１延出部３３の右端に設けられているが、第１脚部３５の位置はこれに限られない。

第２脚部３６は、第２延出部３４から下方に延びる部分であり、回路基板１に設けられた孔部１１に挿入される。第２脚部３６を孔部１１に挿入した状態で孔部１１に半田を充てんし半田付けすることにより、第２延出部３４が回路基板１に固定されると共に、回路基板１と電気的に接続される。また、孔部１１に充てんされた半田を介して、第１延出部３３及び第２延出部３４が電気的に接続される。なお、図２の例では、第２脚部３６は、第２延出部３４の左端に設けられているが、第２脚部３６の位置はこれに限られない。

第１突起部３７は、第１脚部３５から、第１延出部３３の延出方向と反対の方向（右側板部３２Ｒの左辺から側板部３２の右辺に向かう方向）に突出する部分であり、第１脚部３５と共に孔部１１に挿入される。第１突起部３７は、第１脚部３５を孔部１１に挿入した際に、孔部１１の内面と接触し、孔部１１の内面から押圧されるように形成される。

このような構成により、第１脚部３５を孔部１１に挿入すると、第１突起部３７と孔部１１の内面とが圧接し、第２脚部３６が孔部１１から抜けにくくなる。すなわち、カバー３が回路基板１から外れにくくなる。また、第１突起部３７が孔部１１の内面により第２脚部３６に向かって（図３の矢印Ａ１の方向に）押圧され、第１脚部３５が変形する。第１脚部３５の変形により、第１延出部３３の左辺、すなわち、側板部３２の右辺を下降させる（図３の矢印Ａ２の方向に）応力が発生する。当該応力により、側板部３２の右辺が回路基板１の上面に押し付けられ、側板部３２が回路基板１の上面から浮くことを抑制できる。結果として、側板部３２と回路基板１との間の隙間からの電磁波の漏えいを抑制できる。

第２突起部３８は、第２脚部３６から、第２延出部３４の延出方向と反対の方向（側板部３２の右辺から右側板部３２Ｒの左辺に向かう方向）に突出する部分であり、第２脚部３６と共に孔部１１に挿入される。第２突起部３８は、第２脚部３６を孔部１１に挿入した際に、孔部１１の内面と接触し、孔部１１の内面から押圧されるように形成される。なお、第２突起部３８の突出方向は、第１突起部３７の突出方向とちょうど反対の方向になる。

このような構成により、第２脚部３６を孔部１１に挿入すると、第２突起部３８と孔部１１の内面とが圧接し、第２脚部３６が孔部１１から抜けにくくなる。すなわち、カバー３が回路基板１から外れにくくなる。また、第２突起部３８が孔部１１の内面により第１脚部３５に向かって（図３の矢印Ａ３の方向に）押圧され、第２脚部３６が変形する。第２脚部３６の変形により、第２延出部３４の右辺、すなわち、右側板部３２Ｒの左辺を下降させる（図３の矢印Ａ４の方向に）応力が発生する。当該応力により、右側板部３２Ｒの左辺が回路基板１の上面に押し付けられ、右側板部３２Ｒが回路基板１の上面から浮くことを抑制できる。結果として、右側板部３２Ｒと回路基板１との間の隙間からの電磁波の漏えいを抑制できる。

なお、図２の例のように、第１脚部３５は、第１延出部３３の右端に形成されるのが好ましい。これにより、第１延出部３３に発生する応力を大きくすることができる。同様に、第２脚部３６は、第２延出部３４の左端に形成されるのが好ましい。これにより、第２延出部３４に発生する応力を大きくすることができる。

また、図２の例のように、共通の孔部１１に隣接する第１脚部３５及び第２脚部３６が挿入される場合、第１脚部３５を第１延出部３３の右端に形成し、第２脚部３６を第２延出部３４の左端に形成することにより、孔部１１の開口径を小さくすることができる。

第１接触部３９は、第１延出部３３から上方に延びる部分であり、コーナー部３１１の下面に接触する。コーナー部３１１は、第１接触部３９と接触可能なように、第１延出部３３の上方を覆うように形成される。第１接触部３９をコーナー部３１１の下面と接触させることにより、第１脚部３５の過度な変形を抑制することができる。また、第１接触部３９がコーナー部３１１の下面と接触すると、天板部３１及び回路基板１が、第１接触部３９、第１延出部３３、及び第１脚部３５を介して電気的に接続される。これにより、天板部３１及び回路基板１の間の電気的な接続経路を短縮し、カバー３による電磁波の遮蔽効果を向上させることができる。なお、図２の例では、第１接触部３９は、第１延出部３３の右端に設けられているが、第１接触部３９の位置はこれに限られない。

第２接触部４０は、第２延出部３４から上方に延びる部分であり、コーナー部３１１の下面に接触する。コーナー部３１１は、第２接触部４０と接触可能なように、第２延出部３４の上方を覆うように形成される。第２接触部４０をコーナー部３１１の下面と接触させることにより、第２脚部３６の過度な変形を抑制することができる。また、第２接触部４０がコーナー部３１１の下面と接触すると、天板部３１及び回路基板１が、第２接触部４０、第２延出部３４、及び第２脚部３６を介して電気的に接続される。これにより、天板部３１及び回路基板１の間の電気的な接続経路を短縮し、カバー３による電磁波の遮蔽効果を向上させることができる。なお、図２の例では、第２接触部４０は、第２延出部３４の左端に設けられているが、第２接触部４０の位置はこれに限られない。

ここで、孔部１１について説明する。孔部１１は、回路基板１に形成された４つの貫通孔である。各孔部１１には、隣接する第１脚部３５及び第２脚部３６が挿入される。各孔部１１は、挿入される第１脚部３５及び第２脚部３６に対応する位置にそれぞれ設けられる。

孔部１１の平面視形状は、円形、矩形、及び楕円形など、任意の形状で有り得るが、図２の例のように、第１突起部３７及び第２突起部３８の突出方向に沿った長軸を有する楕円形であるのが好ましい。孔部１１をこのような形状とすることにより、孔部１１の開口径を小さくするとともに、孔部１１に第１脚部３５及び第２脚部３６を挿入しやすくすることができる。

なお、図示しないが、第１脚部３５や第２脚部３６の半田付けをより確実にするために、各孔部１１の内面が銅や銀等の金属で覆われるとともに、回路基板１の上面には、各孔部１１を取り囲むように半田付け用のランドが設けられていることが望ましい。また、上述したように孔部１１の内部に充てんされた半田を介して第１脚部３５と第２脚部３６とが電気的に安定して接続されるので、孔部１１の内部において第１脚部３５と第２脚部３６とが接触していても離間していても構わない。また、回路基板１は、それぞれ１つの第１脚部３５又は第２脚部３６が挿入される８つの孔部１１を設けられてもよい。この場合、各孔部１１は、挿入される第１脚部３５又は第２脚部３６に対応する位置にそれぞれ設けられる。

また、孔部１１は、その内面に、第１脚部３５及び第２脚部３６の突出方向と垂直な方向に、第１脚部３５及び第２脚部３６を押圧する凸部を設けられてもよい。孔部１１に挿入された第１脚部３５及び第２脚部３６を凸部により押圧することにより、第１脚部３５及び第２脚部３６が孔部１１から抜けにくくなる。すなわち、カバー３が回路基板１から外れにくくなる。内面に凸部を有する孔部１１は、図４の例のように、平面子形状が円形の複数の貫通孔を、第１脚部３５及び第２脚部３６の突出方向に沿って、一部が重複するように並べることにより、容易に形成できる。

以上説明した通り、本実施形態によれば、第１脚部３５及び第２脚部３６は、同一平面内に配置された状態、すなわち、重複しない状態で孔部１１に挿入される。このような構成により、脚部を重複した状態で孔部に挿入される従来の電子回路モジュールに比べて、孔部に挿入される脚部全体の厚さが薄くなるため、第１脚部３５及び第２脚部３６を容易に孔部１１に挿入できる。したがって、電子回路モジュール１００を容易に組み立てることができる。

また、本実施形態によれば、第１脚部３５及び第２脚部３６は、互いに離間するように形成される。このような構成により、重複した脚部同士の接点が不安定な上記従来の電子回路モジュールに比べて、カバー３の電気特性を安定させやすくなる。

また、本実施形態によれば、隣接する第１脚部３５及び第２脚部３６が、第１突起部３７及び第２突起部３８の少なくとも一方が内面に接触した状態で回路基板１の孔部１１に挿入されるので、挿入時の第１脚部３５及び第２脚部３６の少なくとも一方の変形により生じた応力によって、各側板部３２が回路基板１の上面に押し付けられる。この結果、各側板部３２が回路基板１の上面から浮きにくくなり、側板部３２と回路基板１との間の隙間からの電磁波の漏えいを抑制できる。

このように、本実施形態によれば、組み立てが容易であり、カバーの電気特性を安定化させやすく、かつ、電磁波の漏えいを抑制できる電子回路モジュール１００を提供することができる。一般に、電子部品の信号の周波数が高いほど、電磁波が漏えいしやすくなるため、電磁波の遮蔽が重要となる。本実施形態に係る電子回路モジュール１００は、このような高周波モジュールとして好適に利用できる。

また、本実施形態によれば、第１脚部３５を、第１延出部３３の右端に形成することにより、第１延出部３３に発生する応力を大きくすることができる。また、第２脚部３６を、第２延出部３４の左端に形成することにより、第２延出部３４に発生する応力を大きくすることができる。そのため、側板部３２と回路基板１との間の隙間からの電磁波の漏えいをより確実に抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１接触部３９及び第２接触部４０をコーナー部３１１の下面（天板部３１の下面）と接触させることにより、第１接触部３９及び第２接触部４０の過度な変形を抑制することができる。また、第１接触部３９及び第２接触部４０がコーナー部３１１の下面と接触することにより、天板部３１及び回路基板１の間の電気的な接続経路を短縮し、カバー３による電磁波の遮蔽効果を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、コーナー部３１１は、第１延出部３３及び第２延出部３４の上方を覆うように形成されるので、第１接触部３９と第２接触部４０とを、コーナー部３１１を用いて容易に天板部３１の下面に接触させることができる。

また、本実施形態によれば、孔部１１の平面視形状を、第１突起部３７及び第２突起部３８の突出方向に沿った楕円形とすることにより、孔部１１の開口径を小さくするとともに、孔部１１に第１脚部３５及び第２脚部３６を挿入しやすくすることができる。

また、本実施形態によれば、孔部１１を、隣接する第１突起部３７及び第２突起部３８の突出方向に沿って、複数の円形を一部が重複するように並べた形状とすることにより、第１脚部３５及び第２脚部３６を孔部１１から抜けにくくすることができる。すなわち、カバー３を回路基板１から外れにくくすることができる。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：回路基板
２：電子部品
３：カバー
１１：孔部
３１：天板部
３２：側板部
３３：第１延出部
３４：第２延出部
３５：第１脚部
３６：第２脚部
３７：第１突起部
３８：第２突起部
３９：第１接触部
４０：第２接触部
１００：電子回路モジュール
３１１：コーナー部

Claims (6)

1. 上面に電子部品が実装された回路基板と、
   前記電子部品を覆うように前記回路基板の上面に取り付けられた金属製のカバーと、
   を備えた電子回路モジュールであって、
   前記カバーは、
   前記回路基板の上面と対向し、四隅にコーナー部を有する略矩形形状の天板部と、
   前記天板部の４辺から下方に延びる略矩形形状の４つの側板部と、
   前記側板部の右辺から、当該側板部の右側に隣接する前記側板部である右側板部の左辺に向かって延びる第１延出部と、
   前記第１延出部から下方に延びる第１脚部と、
   前記第１脚部から、前記第１延出部の延出方向と反対の方向に突出する第１突起部と、
   前記第１延出部と離間するように、当該右側板部の左辺から当該側板部の右辺に向かって延びる第２延出部と、
   前記第２延出部から下方に延びる第２脚部と、
   前記第２脚部から、前記第２延出部の延出方向と反対の方向に突出する第２突起部と、
   を有し、
   前記回路基板は、隣接する前記第１脚部及び前記第２脚部を、前記第１突起部及び前記第２突起部の少なくとも一方が内面に接触した状態で挿入可能な孔部を有する
   電子回路モジュール。
2. 前記第１脚部は、前記第１延出部の右端に設けられ、
   前記第２脚部は、前記第２延出部の左端に設けられる
   請求項１に記載の電子回路モジュール。
3. 前記カバーは、
   前記第１延出部から上方に延び、前記天板部の下面に接触する第１接触部と、
   前記第２延出部から上方に延び、前記天板部の下面に接触する第２接触部と、
   を更に有する請求項１又は請求項２に記載の電子回路モジュール。
4. 前記コーナー部は、前記第１延出部及び前記第２延出部の上方を覆うように形成される
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子回路モジュール。
5. 前記孔部は、隣接する前記第１突起部及び前記第２突起部の突出方向に沿った長軸を有する楕円形状となっている
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電子回路モジュール。
6. 前記孔部は、隣接する前記第１突起部及び前記第２突起部の突出方向に沿って、複数の円形を一部が重複するように並べた形状となっている
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電子回路モジュール。