JP2019125697A

JP2019125697A - 電子回路モジュール

Info

Publication number: JP2019125697A
Application number: JP2018005209A
Authority: JP
Inventors: 綾子川村; Ayako Kawamura
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-25

Abstract

【課題】電磁波に対する遮蔽性を向上させる。【解決手段】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に取り付けられた金属カバーと、を備えた電子回路モジュールであって、前記金属カバーは、４つの辺及び４つの角部を有し、前記回路基板の上面と対向する天板部と、前記天板部の前記４つの辺からそれぞれ下方に延出する４つの側板部と、前記天板部の前記４つの角部からそれぞれ下方に延出し、下端の少なくとも一部が前記回路基板の上面と接触する４つの脚部と、前記脚部から隣接する前記側板部に向かって延出して当該側板部と重複する、又は前記側板部から隣接する前記脚部に向かって延出して当該脚部と重複する、少なくとも１つの被覆部と、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カバーと、を備えた電子回路モジュールが知られている。金属カバーは、電子部品の保護及び電磁波の遮蔽を目的として取り付けられている。

このような電子回路モジュールとして、金属カバーが、略矩形形状の天板部（天板）と、天板部の４つの辺から下方に延びる側板部（側板）と、天板部の４つの角部（隅部）から下方に延びる脚部（側板）と、各脚部の下端から下方に突出した突起部と、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、各突起部を回路基板の上面に設けられた孔部（貫通孔）に挿入した状態で、脚部を半田付けすることにより、金属カバーが回路基板に固定される。

特開２０１６−１３６５７７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、電子部品で発生した電磁波が、側板部と脚部との隙間から外部に漏えいしたり、外部からの電磁波が、側板部と脚部との隙間から金属カバーの内部に侵入したりする可能性があり、電磁波の遮蔽対策が十分とはいえなかった。電磁波の遮蔽対策は、電子部品で使用する電気信号の周波数が高く（例えば、数ＧＨｚかそれ以上に）なる程重要となる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電磁波に対する遮蔽性を向上させ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に取り付けられた金属カバーと、を備えた電子回路モジュールであって、前記金属カバーは、４つの辺及び４つの角部を有し、前記回路基板の上面と対向する天板部と、前記天板部の前記４つの辺からそれぞれ下方に延出する４つの側板部と、前記天板部の前記４つの角部からそれぞれ下方に延出し、下端の少なくとも一部が前記回路基板の上面と接触する４つの脚部と、前記脚部から隣接する前記側板部に向かって延出して当該側板部と重複する、又は前記側板部から隣接する前記脚部に向かって延出して当該脚部と重複する、少なくとも１つの被覆部と、を有する。

本発明の各実施形態によれば、電磁波に対する遮蔽性を向上させることができる。

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の変形例を示す部分拡大図。図１の電子回路モジュールの変形例を示す部分拡大図。図１の電子回路モジュールの変形例を示す部分拡大図。電子回路モジュールの製造方法の一例を示すフローチャート。金属カバーの展開図形状を有する金属板ｐの一例を示す図。

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、発明の構造を判り易くするために、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７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。

まず、電子回路モジュール１００の構成について説明する。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２は、図１の電子回路モジュールの部分拡大図である。電子回路モジュール１００は、回路基板１と、電子部品２と、金属カバー３と、を備える。

回路基板１は、上面（表面）と、下面（裏面）と、４つの側面と、を有する平面視略矩形形状の樹脂製のプリント基板である。回路基板１の上面は実装面となっており、回路基板１の上面には、図示しない配線パターンが形成され、電子部品２が実装される。なお、回路基板１の平面視形状は、矩形形状に限られない。回路基板１は、４つの孔部１１を有する。

孔部１１は、回路基板１の上面に設けられた凹部又は貫通孔であり、図１に示すように、回路基板１の四隅に設けられる。より詳細には、各孔部１１は、後述する突起部３５とそれぞれ対応する位置に設けられる。孔部１１の平面視形状は、円形や楕円形など、任意の形状で有り得る。また、孔部１１の内壁は、図示しない接地電極と接続された図示しない金属膜で覆われていることが好ましい。

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の上面に実装されて、所定の電気信号や所定の周波数の電磁波ノイズを発生させる図示しない電子回路を構成する。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。

金属カバー３は、電子部品２を保護すると共に、電子部品２からの電磁波を遮蔽するために、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。金属カバー３は、天板部３１と、４つの側板部３２と、４つの脚部３３と、８つの被覆部３４と、４つの突起部３５と、を有する。

天板部３１は、図１に示すように、４つの辺３１１と、４つの角部３１２と、を有し、回路基板１の上面と対向する平面視略矩形形状の部分であり、電子部品２の上方を覆っている。図１の例では、天板部３１は、回路基板１と略同一の平面視形状となっているが、回路基板１と異なる平面視形状の部分を有していてもよい。天板部３１の４つの辺３１１は、矩形形状の４つの辺にそれぞれ対応し、天板部３１の４つの角部３１２は、矩形形状の４つの角にそれぞれ対応している。

４つの側板部３２は、天板部３１の４つの辺３１１からそれぞれ下方に延出した正面視略矩形形状の部分である。各側板部３２の下端は、回路基板１の上面と接触しているのが好ましい。これにより、側板部３２と回路基板１との隙間からの電磁波の漏えいを抑制できる。また、上方からの応力に対する金属カバー３の耐久性を向上させることができる。

４つの脚部３３は、天板部３１の４つの角部３１２からそれぞれ下方に延出した正面視略矩形形状の部分である。各脚部３３の下端のうち、後述する突起部３５が形成された部分を除く部分は、回路基板１の上面と接触しているのが好ましい。これにより、脚部３３と回路基板１との隙間からの電磁波の漏えいを抑制できる。また、上方からの応力に対する金属カバー３の耐久性を向上させることができる。

８つの被覆部３４は、脚部３３から隣接する側板部３２に向かって側方に延出する部分であり、隣接する側板部３２を正面から見た際に、当該側板部３２と少なくとも一部が重複するように形成される。被覆部３４の正面視形状は、上方が狭い略三角形形状である。これは、後述する通り、金属カバー３が１枚の金属板Ｐから形成されるためである。各被覆部３４の下端の少なくとも一部は、回路基板１の上面と接触しているのが好ましい。これにより、被覆部３４と回路基板１との隙間からの電磁波の漏えいを抑制できる。また、上方からの応力に対する金属カバー３の耐久性を向上させることができる。図１及び図２の例では、各脚部３３の右端から右方に延びる４つの被覆部３４と、各脚部３３の左端から左方に延びる４つの被覆部３４と、がそれぞれ設けられている。

本実施形態では、図２に示すように、４つの脚部３３と４つの側板部３２との間にそれぞれ形成される８つの隙間Ｓが、それぞれ対応する被覆部３４によって覆われる。したがって、脚部３３と側板部３２との間の隙間Ｓからの電磁波の漏えいを抑制できる。

なお、図２の例では、被覆部３４は、側板部３２より金属カバー３における外側に配置されているが、それ以外の構造であっても構わない。例えば、被覆部３４は、７つ以下であってもよい。また、被覆部３４は、隣接する側板部３２から離間していてもよいが、隣接する側板部３２と接触しているのが好ましい。これは、被覆部３４と側板部３２とが接触することにより、被覆部３４と側板部３２とが電気的に接続され、被覆部３４及び側板部３２の電気的特性が安定し、電磁波に対する金属カバー３の遮蔽性が向上するためである。

また、図２の例のように、被覆部３４は、側板部３２より金属カバー３における内側に配置されてもよい。これにより、被覆部３４が外部に露出して作業者や他の部材と接触するのを防ぐことができ、図２の例のように側板部３２より金属カバー３における外側に配置されている場合と比較して、組み立て加工時等の加工性を向上させることができる。

また、被覆部３４は、４つの脚部３３と４つの側板部３２との間にそれぞれ設けられればよいため、必ずしも脚部３３から延出することを要しない。例えば、図４の例のように、被覆部３４は、側板部３２から隣接する脚部３３に向かって側方に延出してもよい。図４の被覆部３４は、隣接する脚部３３を正面から見た際に、当該脚部３３と少なくとも一部が重複するように形成され、脚部３３と接触するのが好ましい。

また、図５の例のように、８つの被覆部３４の一部が脚部３３から延出し、残りが側板部３２から延出してもよい。これにより、隣接する被覆部３４どうしが互いにぶつかり難くすることができ、被覆部３４の形状や寸法の自由度を高め易くなる。

前述したような構成であっても、隙間Ｓが被覆部３４により覆われていれば、隙間Ｓからの電磁波の漏えいを抑制できる。

４つの突起部３５は、４つの脚部３３の下端の少なくとも一部から下方に突出した部分である。各突起部３５は、対応する位置に設けられた孔部１１にそれぞれ挿入され、孔部１１と嵌合する。すなわち、突起部３５は、孔部１１に挿入された時に、孔部１１の内壁から押圧された状態で孔部１１の内壁と接触する。図２の例では、突起部３５は、孔部１１の開口径以上の直径を有する平面視略円形であるが、突起部３５の形状はこれに限られない。突起部３５の形状は、孔部１１と嵌合可能な任意の形状で有り得る。例えば、突起部３５は、左右のいずれかだけが膨らんだ形状であってもよい。これにより、突起部３５を孔部１１に嵌合可能としつつ、孔部１１への突起部３５の挿入性を高めることができる。

各突起部３５を各孔部１１に嵌合させることにより、金属カバー３の側方への位置ずれを抑制できる。言い換えると、金属カバー３を回路基板１上で容易に位置決めすることができる。また、各突起部３５を各孔部１１に嵌合させることにより、半田付け前の金属カバー３を、回路基板１に対して仮止めして、回路基板１から外れ難くすることができる。また、前述したように、孔部１１の内壁は、接地電極と接続された金属膜で覆われているので、各突起部３５を孔部１１の内壁と接触させることによって、金属カバー３の接地を強化し、電磁波に対する金属カバー３の遮蔽性を向上させることができる。

次に、電子回路モジュール１００の製造方法について説明する。図６は、電子回路モジュール１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。

まず、製造者は、切削加工や打ち抜き加工により、１枚の金属板Ｐから、金属カバー３の展開図形状を有する金属板ｐを形成する（ステップＳ１０１）。図７は、金属板ｐの一例を示す図である。図７の実線部分は、図１の金属カバー３に対応する金属板ｐに相当する。図７からわかるように、破線で示す矩形の金属板Ｐから、四隅を所定の形状で除去し、隙間Ｓに対応する部分を切断することにより、面積効率よく金属板ｐを形成することができる。１枚の金属板Ｐから金属板ｐを形成する結果、被覆部３４は、図７に示すように、略三角形形状に形成される。このような金属板ｐは、打ち抜き加工等の加工方法を用いることにより、少ない工数で容易に形成することができる。

次に、製造者は、金属板ｐにおける、天板部３１、側板部３２、脚部３３、及び被覆部３４の境界部分を折り曲げる（ステップＳ１０２）。図７の例では、金属板ｐの点線部分を折り曲げる。天板部３１及び側板部３２の境界部分（辺３１１）を折り曲げることにより側板部３２が形成され、天板部３１及び脚部３３の境界部分（角部３１２）を折り曲げることにより脚部３３及び突起部３５が形成され、脚部３３及び被覆部３４の境界部分を折り曲げることにより被覆部３４が形成される。これにより、金属カバー３が形成される。なお、各境界部分を折り曲げる順番は任意である。

一方で、製造者は、基板上にパターンをプリントすることにより、回路基板１を形成する（ステップＳ１０３）。回路基板１は、既存の任意の方法で形成できる。

次に、製造者は、回路基板１の上面に電子部品２を実装する（ステップＳ１０４）。製造者は、例えば、回路基板１の各ランドに半田ペーストを塗布し、当該半田ペースト上に電子部品２を配置し、リフロー炉により半田ペーストを溶融させて半田付けを行う。なお、電子部品２の実装方法は、これに限られない。

その後、製造者は、金属カバー３を回路基板１に固定する（ステップＳ１０５）。具体的には、製造者は、金属カバー３の各脚部３３の下端が回路基板１の上面に接触するまで、各突起部３５を対応する各孔部１１に挿入し、各突起部３５を各孔部１１に嵌合させ、突起部３５を孔部１１に対して半田付けする。これにより、電子回路モジュール１００の製造が完了する。

なお、電子回路モジュール１００の製造工程には、基板の切断工程、ビアの形成工程、ソルダーレジスト工程、表面処理工程、マーキング工程、電気チェック工程などが含まれてもよい。また、図６の例では、製造者が工作機械を利用して電子回路モジュール１００を製造する場合を想定したが、電子回路モジュール１００は、産業用機械により自動的に製造されてもよい。また、複数の回路基板１が集まって１つの集合基板となった状態で、回路基板１の上面に電子部品２を実装し、金属カバー３を回路基板１に固定した後に、集合基板を切断して分割してもよい。

以上説明した通り、本実施形態によれば、被覆部３４により、脚部３３と側板部３２との間の隙間Ｓが覆われるため、隙間Ｓからの電磁波の漏えいを抑制できる。すなわち、金属カバー３の電磁波に対する遮蔽性を向上させることができる。電磁波の漏えいは、電子部品２の周波数が高いほど問題となる。したがって、本実施形態に係る電子回路モジュール１００は、高周波信号を利用する通信モジュールなどとして、好適に利用できる。

また、本実施形態によれば、被覆部３４は、４つの脚部３３と４つの側板部３２との間にそれぞれ設けられている。これにより、脚部３３と側板部３２との間の隙間Ｓをより確実に覆うことができ、隙間Ｓ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、隙間Ｓからの電磁波の漏えいを抑制可能な金属カバー３を、１枚の金属板Ｐから、打ち抜き加工や折り曲げ加工などの簡単な加工で形成することができる。したがって、金属カバー３の製造コストを低減できる。

また、隙間Ｓからの電磁波の漏えいを抑制する従来の方法として、金属カバー３の形成後に、隙間Ｓを半田付けする方法や、隙間Ｓを覆う部品を金属カバー３に取り付ける方法が考えられるが、本実施形態によれば、金属カバー３の形成後に、このような余計な工程が不要となる。

また、本実施形態において、被覆部３４は、脚部３３から延出すると共に、側板部３２より金属カバー３における内側に配置されていると更によい。これにより、被覆部３４が外部に露出して作業者や他の部材と接触するのを防ぐことができ、側板部３２より金属カバー３における外側に配置されている場合と比較して、組み立て加工時等の加工性を向上させることができる。

また、本実施形態において、被覆部３４は、隣接する側板部３２と接触していると更によい。これにより、被覆部３４と側板部３２とが電気的に接続されて、被覆部３４及び側板部３２の電気的特性が安定し、電磁波に対する金属カバー３の遮蔽性を更に向上させることができる。被覆部３４が側板部３２から延出している場合には、被覆部３４が隣接する脚部３３と接触していても同様の効果が得られる。

また、本実施形態において、金属カバー３は、脚部３３の下端の下方に突出した突起部３５を更に有し、回路基板１の上面には、突起部３５と対応する位置に、突起部３５が嵌合する孔部１１が設けられていると更によい。これにより、金属カバー３の側方への位置ずれを抑制すると共に、半田付け前の金属カバー３を、回路基板１に対して仮止めして、回路基板１から外れ難くすることができる。

また、上記の構造において、孔部１１の内壁は、接地電極と接続された金属膜で覆われており、金属カバー３の突起部３５は、孔部１１の内壁と接触していると更によい。これにより、金属カバー３の接地を強化し、電磁波に対する金属カバー３の遮蔽性を更に向上させることができる。

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：金属カバー
１１：孔部
３１：天板部
３２：側板部
３３：脚部
３４：被覆部
３５：突起部
１００：電子回路モジュール
３１１：辺
３１２：角部
Ｓ：隙間

Claims

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に取り付けられた金属カバーと、
を備えた電子回路モジュールであって、
前記金属カバーは、
４つの辺及び４つの角部を有し、前記回路基板の上面と対向する天板部と、
前記天板部の前記４つの辺からそれぞれ下方に延出する４つの側板部と、
前記天板部の前記４つの角部からそれぞれ下方に延出する４つの脚部と、
前記脚部から隣接する前記側板部に向かって延出して当該側板部と重複する、又は前記側板部から隣接する前記脚部に向かって延出して当該脚部と重複する、少なくとも１つの被覆部と、
を有する電子回路モジュール。
前記被覆部は、前記４つの脚部と前記４つの側板部との間にそれぞれ設けられる
請求項１に記載の電子回路モジュール。
前記金属カバーは、１枚の金属板により形成される
請求項１又は請求項２に記載の電子回路モジュール。
前記被覆部は、前記側板部より前記金属カバーにおける内側に配置されている
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。
前記被覆部は、前記側板部又は前記脚部と接触する
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。
前記金属カバーは、前記脚部の下端の少なくとも一部から下方に突出した突起部を更に有し、
前記回路基板の上面には、前記突起部と対応する位置に、前記突起部が嵌合する孔部が設けられる
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電子回路モジュール。
（請求項追加）
前記孔部の内壁は、接地電極と接続された金属膜で覆われており、前記突起部は、前記孔部の内壁と接触している
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電子回路モジュール。