JP4525320B2

JP4525320B2 - シールド装置及びシールド方法

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Publication number: JP4525320B2
Application number: JP2004350087A
Authority: JP
Inventors: 靖久山中
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: JP2006165052A

Description

本発明は、主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド装置及びシールド方法に関する。

近年の急速な電気・電子技術の進歩に伴い、一般社会においては多種にわたる電気・電子機器が広く普及するようになっている。それに伴い、当該機器より発生する電磁波の影響が問題視されるようになっている。

即ち、デジタル化電子機器の普及が高周波電磁波の漏洩となって、周囲の各種電気・電子機器に強い影響を与えるため、こうした不要輻射ノイズ対策が必要となってきている。こうした不要輻射ノイズ対策としては、通常、発生源となっている電気・電子機器を金属製のハウジング等でシールドすることが行われることが多い。

又、近年の半導体装置、特に大規模集積回路や演算処理装置ではより一層の高速動作と高密度化（高集積化）が実現されいる。又、この半導体装置を備える電気・電子機器においても、小型、軽量化、或いは多機能化に伴い、高密度実装が図られるようになっている。こうしたことから、電気・電子機器における半導体装置はその動作時に生ずる発熱量が非常に大きくなり、高密度実装とも相まって、高温となる場合がある。その結果、半導体装置が熱暴走する恐れがあった。

こうした、半導体装置の熱暴走を防止するためには、効率良く熱を放散させて温度上昇を抑制してやる必要がある。このためには、半導体装置の周囲に十分な空間を設けてやったり、シールド板に孔を空け、空気の対流による熱放散性の向上を図ることが一般的であった。更に、より一層高効率の熱放散を図るためにヒートシンクを装着し、放熱を行う場合もあった。

ところで、前記した不要輻射ノイズ対策のために電気・電子機器を金属製のハウジング等でシールド場合、十分なシールド効果を得るためには、そのシールド板は発生源となっている電気・電子機器に対し、極力近接させてやる必要があった。しかしその一方で、熱放散の点からみると、効率良い熱放散のためには発熱部品の周囲には十分な空間を設けてやったり、シールド板自体に孔を空ける必要がある。更に、ヒートシンクを装着する場合には、その装着分だけ空間を確保しなければならない。従って、不要輻射ノイズ対策のためのシールド配置と、発熱部品の放熱とは、その要求される配置レイアウトにおいて相反することととなっていた。その結果、シールド性が不十分となったり、大型化、コストアップに繋がったりする問題があった。

従来、こうした不要輻射ノイズ対策のためのシールド配置と発熱部品の放熱とを両立させる技術としては、例えば特開２００２−２８９７５３号公報（特許文献１）に開示されているような、シールド板をバネ性により発熱部品に接触させ、シールド板自体をヒートシンクと兼用する構成が知られている。このような構成によれば、シールド板が発熱部品に近接配置でき、且つヒートシンクとしても作用することで高放熱性が得られ、両者を両立することができる。

一方、例えばＴＶ向けのデジタルチューナなどでは、図に示すように、メインとなる主基板３に対し、所望の回路構成を有し、発熱部品２が実装された比較的小さい副基板１を垂直となるように立設した状態で挿入実装するような実装構造をとる場合があった。このような三次元配置とすることで、より一層の高密度実装が可能となる。こうした実装構造をとる場合においても、副基板１から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するという、不要輻射ノイズ対策を行う必要があった。

基板全体をシールド板で覆う従来技術としては、例えば特開平９−１９１１９３号公報（特許文献２）に開示されているような、一面が開放された箱形のシールドケースを基板両面で挟持し、基板スルーホールにシールドケースのピンを挿入する技術が知られている。しかし、このような構造では、上述したような主基板に対する副基板の垂直実装構造においては、ケースの重量により副基板の立設状態を維持することができず、採用は困難であった。

副基板を主基板に垂直に立設実装する実装構造における副基板全体のシールドを図る技術としては、例えば特開２００１−２６７７８５号公報（特許文献３）に開示されているような、副基板の全体を覆うシールド板の下端に脚部を設け、主基板の孔に挿入固定する構成が知られている。この技術によれば、副基板の主基板に対する確実な立設と、不要輻射ノイズシールドが可能である。

又、特開平８−１１１５９５号公報（特許文献４）には、ゲーム機のソフトカートリッジにおいて、内部の基板をシールドケースで覆い、ゲーム機側の基板にコネクタを介して垂直に脱着する構成が開示されている。
特開２００２−２８９７５３号公報特開平９−１９１１９３号公報特開２００１−２６７７８５号公報特開平８−１１１５９５号公報

しかしながら、上述した特許文献３、或いは特許文献４に開示されている構成では、主基板に対する立設状態を維持した上で、副基板全体の不要輻射ノイズをシールドすることはできるが、副基板に実装されている発熱部品の放熱を十分に行うことはできない。即ち、副基板全体には、シールド板による覆いが成されており、発熱部品周辺に放熱に十分な空間は確保されておらず、ヒートシンクを取り付けるスペースもない。

又、特許文献１に開示されているシールド配置と発熱部品の放熱とを両立させる構成も、シールドできるのは発熱部品単体のみであり、副基板全体をシールドする構造には採用できない。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、主基板に対し垂直に立設され挿入実装される副基板において、その立設状態を損なうことなく、小型、低コストに、基板全体から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを確実に遮蔽し、且つ副基板に実装されている発熱部品を効率良く放熱し得るシールド装置、及びシールド方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決する為に本発明は、主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド装置であって、当該シールド装置は、内部に下方から挿入された副基板を包含配置可能に側面と上面が覆われると共に下方が開口された略立方体の金属筐体と、該金属筐体の下方開口に設けられた、副基板の下端を係止する留め具と、該金属筐体の上面に設けられた、副基板の上端を係止する挿入孔と、該金属筐体の一方側の側面に設けられた、副基板に実装された発熱部品に当接する放熱凹部と、該挿入孔及び該留め具に各々設けられた、副基板に設けられたグランドパターンに当接するグランド接続部と、該金属筐体の下端に設けられた、主基板に対する取り付け部とから成り、該留め具は、金属筐体の下方開口を横断するように水平方向に曲げられ上下方向に弾性変形可能なアームと、当該アームの副基板係止位置に副基板の下端を上方に付勢可能に係止する、一方側の下方傾斜面と他方側の下方垂直面とで形成された略Ｖ字凹部と、当該略Ｖ字凹部に隣接するアーム先端に下方傾斜面で形成された誘導部とから成り、該挿入孔は、副基板の上端に設けられた凸部に嵌入可能に形成され、該グランド接続部は、副基板の該凸部に設けられた上側グランドパターンに密着接続可能に挿入孔の他方側の端部に垂直に曲げられ立設される上側グランド接続部と、副基板の下端に設けられた下側グランドパターンに密着接続可能にＶ字凹部の下方垂直面に設けられる下側グランド接続部とから成り、該放熱凹部は、副基板装着時に副基板に実装される発熱部品の表面に密着伝熱可能に押圧することで、上側グランド接続部が副基板の上側グランドパターンに、下側グランド接続部が副基板の下側グランドパターンに各々押圧導電するように金属筐体内方へ突出形成され、金属筐体の下方から副基板を挿入し、上端の凸部を挿入孔に嵌入係止すると同時に下端を留め具の誘導部を介してＶ字凹部に係止した後、副基板を主基板に挿入実装する際に金属筐体の取り付け部を主基板に取り付けることで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽すると同時に、副基板に実装される発熱部品の金属筐体を介した放熱と、副基板の金属筐体を介したグランド接続と、副基板の金属筐体を介した主基板に対する支持とを並立せしめる構成としてもよい。

上記のように構成した発明によれば、副基板に金属筐体を装着し主基板に実装することで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズの遮蔽と、金属筐体を介した発熱部品の放熱と、金属筐体を介したグランド接続と、金属筐体を介した副基板の主基板に対する支持とが並立して成される。

本発明は、主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド装置であって、当該シールド装置は、内部に挿入された副基板を包含配置可能な金属筐体と、該金属筐体の下部に設けられた、副基板の下端を係止する第１の留め具と、該金属筐体の上部に設けられた、副基板の上端を係止する第２の留め具と、該金属筐体の側部に設けられた、副基板に実装された発熱部品に当接する放熱凹部と、該金属筐体の下端に設けられた、主基板に対する取り付け部とから成り、金属筐体内に挿入した副基板の下端を第１の止め具で係止すると同時に、副基板の上端を第２の止め具で係止した後、副基板を主基板に挿入実装する際に金属筐体の取り付け部を主基板に取り付けることで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽すると同時に、副基板に実装される発熱部品の金属筐体を介した放熱と、副基板の金属筐体を介した主基板に対する支持とを並立せしめる構成としてもよい。

上記のように構成した発明によれば、副基板に金属筐体を装着し主基板に実装することで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズの遮蔽と、金属筐体を介した発熱部品の放熱と、金属筐体を介した副基板の主基板に対する支持とが並立して成される。

本発明は、前記第１の留め具は、副基板の下端に設けられた下側グランドパターンと接続する下側グランド接続部を有し、前記第２の留め具は、副基板の上端に設けられた上側グランドパターンと接続する上側グランド接続部を有し、金属筐体内に挿入した副基板の下端を第１の止め具で係止すると同時に、副基板の上端を第２の止め具で係止した後、副基板を主基板に挿入実装する際に金属筐体の取り付け部を主基板に取り付けることで、副基板から発生する電磁波ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する電磁波ノイズを遮蔽すると同時に、副基板に実装される発熱部品の金属筐体を介した放熱と、副基板の金属筐体を介したグランド接続と、副基板の金属筐体を介した主基板に対する支持とを並立せしめる構成としてもよい。

上記のように構成した発明によれば、副基板に金属筐体を装着し主基板に実装することで、金属筐体を介したグランド接続が成される。

本発明は、前記放熱凹部は、前記副基板の上下両端部が前記第２の留め具及び前記第１の留め具に各々係止された際、該副基板に実装された発熱部品を介して副基板を一方向に押圧付勢可能に金属筐体内方へ突出形成され、前記下側グランド接続部及び前記上側グランド接続部は、各々、該第１の留め具及び該第２の留め具における、副基板が押圧付勢される当該一方向に相対する位置に設けられ、該放熱凹部による副基板に実装された発熱部品の押圧付勢により、下側グランドパターンと下側グランド接続部との接続、及び上側グランドパターンと上側グランド接続部との接続が成される構成としてもよい。

上記のように構成した発明によれば、金属筐体に設けられた放熱凹部による発熱部品の押圧付勢により金属筐体を介したグランド接続が成される。

本発明によれば、前記金属筐体は、内部に下方から挿入された副基板を包含配置可能に側面と上面が覆われると共に下方が開口された略立方体であり、前記第１の留め具は、該金属筐体の下方開口を横断するように水平方向に曲げられ上下方向に弾性変形可能なアームと、当該アームの副基板係止位置に副基板の下端を上方に付勢可能に係止する、一方側の下方傾斜面と他方側の下方垂直面とで形成された略Ｖ字凹部と、当該略Ｖ字凹部に隣接するアーム先端に下方傾斜面で形成された誘導部とから成り、前記第２の留め具は、副基板の上端に設けられた凸部に嵌入可能に該金属筐体の上面に形成された挿入孔から成り、前記下側グランド接続部は該下方垂直面から成り、前記上側グランド接続部は該挿入孔の他方側の端部に垂直に曲げられ立設されて成る構成としてもよい。

上記のように構成した発明によれば、略Ｖ字凹部の下方垂直面から成る下側クランド接続部と挿入孔の他方側端部に立設された上側グランド接続部が、各々副基板の上側、下側両グランドパターンと各々接続することで、本発明の作用が得られる。

上記したシールド装置は、装置としてのみならず、方法として構成することも可能である。そこで、本発明は、主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド方法であって、当該シールド方法は、内部に下方から挿入された副基板を包含配置可能に側面と上面が覆われると共に下方が開口された略立方体の金属筐体において、その下方開口に設けた留め具で副基板の下端を係止すると同時に、該金属筐体の上面に設けられた挿入孔で副基板の上端を係止し、該金属筐体の一方側の側面に設けられた放熱凹部で副基板に実装された発熱部品に当接押圧することで、該留め具を構成する金属筐体の下方開口を横断するように水平方向に曲げられ上下方向に弾性変形可能なアームの副基板係止位置に設けた、副基板の下端を上方に付勢可能に係止する、一方側の下方傾斜面と他方側の下方垂直面とで形成された略Ｖ字凹部における下側グランド接続部としての該下方垂直面副基板に副基板の下端に設けられた下側グランドパターンを押圧導通させると同時に、挿入孔の他方側の端部に垂直に曲げられ立設される上側グランド接続部に副基板の上端に設けられた上側グランドパターンを押圧導通させ、該金属筐体及び副基板を主基板に実装、固定することで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽すると同時に、副基板に実装される発熱部品の金属筐体を介した放熱と、副基板の金属筐体を介したグランド接続と、副基板の金属筐体を介した主基板に対する支持とを並立せしめる構成としてもよい。

上記のように構成した発明によれば、本発明と同様の作用が得られる方法を提供できる。

本発明によれば、副基板にビス等を用いることなく金属筐体を装着し主基板に実装することで、小型、低コストに、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズの確実な遮蔽と、金属筐体を介した発熱部品の効率的な放熱と、金属筐体を介したグランド接続による副基板グランドラインのインピーダンス低減と、金属筐体を介した副基板の主基板に対する支持により、変形による接続部パターン破損の防止とを容易に並立して成し得る。

本発明によれば、副基板にビス等を用いることなく金属筐体を装着し主基板に実装することで、小型、低コストに、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズの確実な遮蔽と、金属筐体を介した発熱部品の効率的な放熱と、金属筐体を介した副基板の主基板に対する支持により、変形による接続部パターン破損の防止とを容易にが並立して成し得る。

本発明によれば、副基板に金属筐体を装着し主基板に実装することで、金属筐体を介したグランド接続による副基板グランドラインのインピーダンス低減が成し得る。

本発明によれば、金属筐体に設けられた放熱凹部による発熱部品の押圧付勢により容易且つ確実に金属筐体を介したグランド接続による副基板グランドラインのインピーダンス低減が成し得る。

本発明によれば、略Ｖ字凹部の下方垂直面から成る下側クランド接続部と挿入孔の他方側端部に立設された上側グランド接続部が、各々副基板の上側、下側両グランドパターンと各々接続することで、簡便に本発明の効果が得られる。

本発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる方法を提供できる。

以下、本発明を具体化した実施例について説明する。

図１〜図５は、本実施例におけるシールド装置を構成する金属筐体としてのシールドボックス１１の構造を表す概略図である。

各図に示すように、シールドボックス１１は例えば薄いスチール製の板材で加工される、側面を形成する上下が開口した断面が略長方形の筒状となっている胴部１１ａと、当該胴部１１ａの上方開口及び後述する放熱凹部１３を閉塞する略Ｌ字状に板材が曲げ加工された蓋部１１ｂとから成る。胴部１１ａの外寸は、後述する副基板１８を内部に近接して包含できるのに適したサイズとなっている。

前記胴部１１ａは、図１のＢ−Ｂ断面を示す図３のように、下方開口の一方の長辺１２ａから折り曲げ加工され、後述する副基板１８の下端に設けられた凹部１８ｂを係止するように当該開口を横断して水平に伸延するアーム１５ａと、同じくＡ−Ａ断面を示す図２にように、下方開口の当該長辺１２ａを構成する側面１２ｂに、副基板１８に実装された後述する発熱部品としてのＩＣ１８ａ表面に密着伝熱可能に押圧するように内方に突出形成された放熱凹部１３と、下方開口の四隅に設けられた、後述する主基板に対する取り付け部１４とを有している。

前記アーム１５ａには、副基板１８の凹部１８ｂを係止する所定位置に、前端側に向けて下方に傾斜する下方傾斜面１５ｂ１と当該傾斜面下端から垂直に立ち上がる下方垂直面１５ｂ２とで形成されるＶ字凹部１５ｂと、当該Ｖ字凹部１５ｂに隣接する先端に、下方垂直面１５ｂ２の上端から下方に傾斜する下方傾斜面で形成される誘導部１５ｃとが設けられている。アーム１５ａと、Ｖ字凹部１５ｂと、誘導部１５ｃとで、留め具、及び第１の留め具を構成する。当該アーム１５ａは、前記胴部１１ａに対する付け根を中心に上下方向に弾性変形可能であり、後述する副基板１８下端の凹部１８ｂの、誘導部１５ｃを介したＶ字凹部１５ｂへの装着と上方への付勢を成すようになっている。又、胴部１１ａ下方開口における、アーム１５ａの付け根から誘導部１５ｃ先端までの折り曲げ長は、副基板１８が当該下方開口から挿入可能な程度の隙間を余すように設定されている。

前記放熱凹部１３は、胴部１１ａの側面における、副基板１８が装着された際に当該副基板１８に実装される発熱の大きいＩＣ１８ａの上面に当接する位置と深さで胴部１１ａの内方に向けて例えばプレス加工で突出形成され、その底面１３ａはＩＣ１８ａの上面全体に均一に密着可能となるように、ＩＣ１８ａの上面形状に合致する形状の平面となっている。

前記取り付け部１４は、胴部１１ａの下端である下方開口の四隅からそのまま下方に伸延するように設けられた板片から成り、主基板１９に設けられた後述する取り付け孔１９ａに挿入され、シールドボックス１１を主基板１９に例えば半田付けにより装着固定するようになっている。

前記蓋部１１ｂは、図４に示すように、胴部１１ａに装着された際に前記放熱凹部１３を覆う側面１７ｂと、当該側面から略９０°折り曲げられ、胴部の上方開口を覆う上面１７ａとから成る、略Ｌ字状となっている。又、当該上面１７ａの側面側を除く３辺からは、胴部１１ａに対して嵌合し固定するために、側面曲げ方向と同方向に略９０°折り曲げられて形成された嵌合片１７ｃが設けられている。該嵌合片１７ｃの折り曲げ角度は、上面１７ａの４辺に設けられた３つの嵌合片１７ｃと１つの側面１７ｂの相対間隔が、装着する胴部１１ａの幅よりも若干小さくなるように調整されており、当該嵌合片１７ｃ先端が、胴部１１ａの上方開口周辺に設けられた図示しない嵌合溝に嵌合することで、図５に示すように、胴部１１ａに対して固定されてシールドボックス１１となるようになっている。

蓋部１１ｂの上面１７ａには、後述する副基板１８の上端に設けられた凸部１８ｃを嵌入し係止するための第２の留め具としての挿入孔１６ａと、後述する副基板１８の該凸部１８ｃに設けられた上側グランドパターン１８ｄに密着接続するための、当該挿入孔１６ａ部分をカットして上方に起立するように曲げ加工した上側グランド接続部としての起立片１６ｂとが設けられている。

図６に、主基板１９と、当該主基板１９に挿入実装により立設される副基板１８とを示す。

当該両基板１８，１９には、所定の回路と部品実装が行われており、主基板１９に設けられたスルーホール１８ｆに、副基板１８の下端略中央に設けられたリード端子１８ｃが挿入、半田付けされることで、副基板１８は主基板１９に挿入実装により立設される。

副基板１８には、例えば発熱量の大きい、発熱素子としてのＩＣ１８ａが実装されている。ＩＣ１８ａは、上面が平滑な例えばＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）である。副基板１８の上端には、上述したシールドボックス１１の蓋部１１ｂに設けられた挿入孔１６ａに嵌入する凸部１８ｃが左右２箇所、各々設けられている。当該凸部１８ｃのＩＣ１８ａ実装面とは逆側の面には、グランドラインに導通する上側グランドパターン１８ｄが形成されている。副基板１８の下端の前記リード端子１８ｃ両端には、凹部１８ｂが設けられ、更に当該凹部１８上方のＩＣ１８ａ実装面とは逆側の面には、グランドラインに導通する下側グランドパターン１８ｅが形成されている。

次に、上記のように構成された、シールドボックス１１の胴部１１ａと蓋部１１ｂ、及び副基板１８の、主基板１９への実装組付けについて以下に説明する。

先ず、図５に示すように、胴部１１ａの上方開口に対し、当該上方開口近傍に設けられた不図示の嵌合溝に蓋部１１ｂの嵌合片１７ｃが嵌合し固定されるように、蓋部１１ｂを被せ、胴部１１ａの上方開口と放熱凹部１３を覆うようにシールドボクス１１を組み立てる。次に、図７の断面図に示すように、組み立てたシールドボックス１１の下方開口から副基板１８を、そのＩＣ１８ａ実装面が放熱凹部１３側と一致する方向で挿入し、矢印Ｆに示すように副基板１８の上端に設けられた凸部１８ｃを挿入孔１６ａに挿入する。その後、該副基板１８の下端側を矢印Ｅに示すように放熱凹部１３側に向かって押入し、副基板１８下端の凹部１８ｂをアーム１５ａ先端の誘導部１５ｃ上にスライドさせる。それに伴い、アーム１５ａは下方に弾性移動し、凹部１８ｂは誘導部１５ｃを乗り越えてＶ字凹部１５ｂに係合する。この際、アーム１５ａは上方に弾性移動し、副基板１８を上方に付勢する。従って、副基板１８の上下左右方向は、上端側の凸部１８ｃと下端側の凹部１８ｂが、各々、挿入孔１６ａとＶ字凹部１５ｂとで係止されることになる。この際、ビスやネジ等は一切、不要である。

同時に、副基板１８に実装されたＩＣ１８ａの上面は、Ｍで示すように胴部１１ａに設けられた放熱凹部１３の突出した底面１３ａに均一に密着し、ＩＣ１８ａを介して副基板１８全体を矢印Ｇで示す他方側、即ちＩＣ１８ａ実装面とは反対側に押圧する。その結果、副基板１８上端の凸部１８ｃと下端の凹部１８ｂ（厳密にはその上部）の他端側面は、ＵとＤで示すように、各々、シールドボックス１１の起立片１６ｂとＶ字凹部１５ｂの下方垂直面１５ｂ２に当接する。従って、副基板１８の前後方向は、放熱凹部１３の底面１３ａと、起立片１６ｂと、下方垂直面１５ｂ２とで係止されることになる。これにより、上側グランド接続部としての起立片１６ｂは副基板１８の上側グランドパターン１８ｄと、下側グランド接続部としての下方垂直面１５ｂ２は下側グランドパターン１８ｅと、各々電気的に接続され、これによりシールドボックス１１はグランドラインとして機能し得る状態になる。

又、放熱凹部１３の底面１３ａがＩＣ１８ａ上面に密着していることから、ＩＣ１８ａから発生した熱は放熱凹部１３を介してシールドボックス１１に放熱されることになり、シールドボックス１１はＩＣ１８ａのヒートシンクの如きに機能し得る状態になる。

更に、スチール製であるシールドボックス１１は、挿入する下方開口を除き、その内部に副基板１８を近接して全周囲を包含する略立方体であるので、副基板１８から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板１８へ外部から侵入する不要輻射ノイズを確実に遮蔽するシールド装置として機能する。これに伴い、従来の放熱性を向上させるためにシールド板を大きくしたり、孔を開けたりする必要が無くなり、シールド装置の小型、低コスト化と、シールド性の向上を図れる。

上記のようにシールドボックス１１を装着した副基板１８は、図８に示すように、主基板１９上の所定の位置に挿入実装される。併せて、シールドボックス１１が主基板１９に固定される。

即ち、副基板１８の下端に設けられた実装用のリード端子１８ｃが主基板１９の実装用スルーホール１８ｆに、シールドボックス１１の下端に設けられた固定用の取り付け部１４が主基板１９の固定用孔１９ａに、各々挿入され、半田接続固定される。これにより、シールドボックス１１は、副基板１８が主基板１９に対し垂直状態で立設されるのを支持することができる。

以上に説明したように、本実施例におけるシールド装置によれば、ビスやネジが不要で容易に主基板１９に垂直に立設される副基板１８を内部に装着し、小型、低コストに当該副基板１８から発生する不要輻射ノイズ及び副基板１８へ外部から侵入する不要輻射ノイズを確実に遮蔽すると共に、副基板１８に実装される発熱部品１８ａの熱を効果的に放熱し、更に、副基板１８のグランドと接続してグランドのインピーダンスを低減せしめ、更に副基板１８の主基板１９に対する実装状態を支持するという優れた各効果を並立して奏し得る。

尚、本願発明は本実施例の構成に限定されるものではなく、以下に列記する構成について、適宜変更可能である。

１．放熱凹部の底面とＩＣ上面との間には、微細な空隙を埋め、より放熱性を向上させるために、高熱伝導性充填層を介在させても良い。具体的には、シリコングリースやシリコンシート等が挙げられる。

２．シールドボックスには、より一層、放熱性を高めるために、フィンを設けても良い。

３．発熱部品は、ＩＣに限らず、トランジスタ、ダイオード等、発熱のある種々の部品が適用可能である。

４．発熱部品の実装数は、一つに限定はされず、複数であっても良い。その場合、各発熱部品の位置に合わせて、個々に放熱凹部を設ける。或いは、大きな一つの放熱凹部で全ての発熱素子に当接するようにする。

更に、発熱部品が複数ある場合に、各発熱部品の実装高さが異なる場合には、当該高さに合致するように、各放熱凹部の深さを変えるようにしても良い。
５．発熱部品の上面形状は平らであるものに限定されず、段部を有する等の形であっても良い。その場合、その形状に合致するように、放熱凹部の底面の形状も変形させる。

６．シールドボックスの外形は、その内部に副基板を近接して全周囲を包含できれば、実施例のような略立方体に限定はされない。

７．副基板の下端を係止する第１の留め具の構造は、副基板の下端を支持し、且つ下側グランドパターンに接続可能であれば、実施例における、アーム、Ｖ字凹部、誘導部から成る構造に限定はされず、他の構造を適用しても良い。

同様に、副基板の上端を係止する第２の留め具の構造も、副基板の上端を支持し、且つ上側グランドパターンに接続可能であれば、他の構造を採用しても良い。

例えば、胴部の放熱凹部の対向面を開放して前方から副基板を装着可能とした上、第１の留め具は実施例同様、アーム、Ｖ字凹部、誘導部から成る構造とし、第２の留め具を当該第１の留め具と同様のアーム、Ｖ字凹部、誘導部から成る構造を上下逆に配置し、胴部の上記開放面から、副基板を発熱部品実装面を放熱凹部に当接するように、且つ副基板の上下端が上下のＶ字凹部に係合するように挿入する。そしてその後に、胴部の上方開口、上記開口面、及び放熱凹部とを覆うような断面Ｕ字形に曲げ加工した状蓋部を被せ、主基板に実装するといった構造が挙げられる。

８．シールドボックスの主基板への取り付け部は、単に機械的な固定のみならず、併せて主基板のグランドラインに対し、電気的な導通を図るようにしても良い。これによれば、一層、グランドラインのインピーダンスを低減できる。

９．実施例に記載したシールドボックスの主基板への取り付け部の構造は一例に過ぎず、主基板へのシールドボックスの固定が可能であれば他の種々の構造が適用可能である。
例えば、

１０．シールドボックス内に固定される副基板は、一枚に限定されず、複数枚としても良い。その場合、シールドボックス内に配置する各副基板間に、仕切り板を設け、更に各仕切り板について個々に放熱凹部を設けるようにする構造が考えられる。

１１．シールドボックスを副基板の上下グランドパターンと接続する構成を省略しても良い。この構造では、上記した副基板のグランドインピーダンスを低減する効果は得られなくなるが、それ以外の、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを確実に遮蔽する効果、副基板に実装される発熱部品の熱を効果的に放熱する効果、及び副基板の主基板に対する実装状態を支持するという効果は引き続き並立して奏し得る。

１２．シールドボックスの材質はスチール製に限定はされず、不要輻射ノイズをシールドできる他の金属、あるいはカーボン等の種々の材質を適用可能である。

１３．シールドボックスへの副基板の挿入方向は、本実施例におけるような下方からに限定はされず、側方、或いは上方からであっても良い。その場合、それに応じて、第１の留め具、及び第２の留め具の配置位置も当然、変更される。

１４．本実施例では、シールドボックスを胴部と蓋部との２つから成る構造としているが、これに限定はされず、一つの一体的な部材を形成したり、逆に３つ以上に分割された部材を組み立てるようにしても良い。

１５．以上に述べたシールド装置は装置としての構成のみならず、方法としても提供し得るのは言うまでも無い。

主基板に対し垂直に立設され挿入実装される副基板において、その立設状態を損なうことなく、小型、低コストに、基板全体から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを確実に遮蔽し、且つ副基板に実装されている発熱部品を効率良く放熱し得るシールド装置、及びシールド方法を提供する。

本発明の実施例１を説明する概略斜視図である。本発明の実施例１を説明する部分断面図である。本発明の実施例１を説明する部分断面図である。本発明の実施例１を説明する概略斜視図である。本発明の実施例１を説明する概略斜視図である。本発明の実施例１を説明する概略斜視図である。本発明の実施例１を説明する断面図である。本発明の実施例１を説明する概略斜視図である。従来の技術を説明する概略斜視図である。

符号の説明

１１…金属筐体としてのシールドボックス
１２ａ…金属筐体の下端としてのシールドボックスの下方開口の一方の長辺
１２ｂ…金属筐体の一方側の側面としてのシールドボックスの一方側の側面
１３…放熱凹部
１４…取り付け部
１５ａ…留め具及び第１の留め具を構成するアーム
１５ｂ…留め具及び第１の留め具を構成するＶ字凹部
１５ｂ１…Ｖ字凹部を構成する下方傾斜面
１５ｂ２…Ｖ字凹部及びを下側グランドパターンを構成する下方垂直面
１５ｃ…留め具及び第１の留め具を構成する誘導部
１６ａ…第２の留め具を構成する挿入孔
１６ｂ…上側グランド接続部としての起立片
１７ａ…金属筐体の上面
１８…副基板
１８ａ…発熱部品としてのＩＣ
１８ｂ…副基板の下端としての凹部
１８ｃ…副基板の上端としての凸部
１８ｄ…上側グランドパターン
１８ｅ…下側グランドパターン
１９…主基板

Claims

主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド装置であって、
当該シールド装置は、
内部に下方から挿入された副基板を包含配置可能に側面と上面が覆われると共に下方が開口された略立方体の金属筐体と、
該金属筐体の下方開口に設けられた、副基板の下端を係止する留め具と、
該金属筐体の上面に設けられた、副基板の上端を係止する挿入孔と、
該金属筐体の一方側の側面に設けられた、副基板に実装された発熱部品に当接する放熱凹部と、
該挿入孔及び該留め具に各々設けられた、副基板に設けられたグランドパターンに当接するグランド接続部と、
該金属筐体の下端に設けられた、主基板に対する取り付け部とから成り、
該留め具は、金属筐体の下方開口を横断するように水平方向に曲げられ上下方向に弾性変形可能なアームと、当該アームの副基板係止位置に副基板の下端を上方に付勢可能に係止する、一方側の下方傾斜面と他方側の下方垂直面とで形成された略Ｖ字凹部と、当該略Ｖ字凹部に隣接するアーム先端に下方傾斜面で形成された誘導部とから成り、
該挿入孔は、副基板の上端に設けられた凸部に嵌入可能に形成され、
該グランド接続部は、副基板の該凸部に設けられた上側グランドパターンに密着接続可能に挿入孔の他方側の端部に垂直に曲げられ立設される上側グランド接続部と、副基板の下端に設けられた下側グランドパターンに密着接続可能にＶ字凹部の下方垂直面に設けられる下側グランド接続部とから成り、
該放熱凹部は、副基板装着時に副基板に実装される発熱部品の表面に密着伝熱可能に押圧することで、上側グランド接続部が副基板の上側グランドパターンに、下側グランド接続部が副基板の下側グランドパターンに各々押圧導電するように金属筐体内方へ突出形成され、
金属筐体の下方から副基板を挿入し、上端の凸部を挿入孔に嵌入係止すると同時に下端を留め具の誘導部を介してＶ字凹部に係止した後、副基板を主基板に挿入実装する際に金属筐体の取り付け部を主基板に取り付けることで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽すると同時に、副基板に実装される発熱部品の金属筐体を介した放熱と、副基板の金属筐体を介したグランド接続と、副基板の金属筐体を介した主基板に対する支持とを並立せしめることを特徴とする、シールド装置。
主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド装置であって、
当該シールド装置は、
内部に挿入された副基板を包含配置可能な金属筐体と、
該金属筐体の下部に設けられた、副基板の下端を係止する第１の留め具と、
該金属筐体の上部に設けられた、副基板の上端を係止する第２の留め具と、
該金属筐体の側部に設けられた、副基板に実装された発熱部品に当接する放熱凹部と、
該金属筐体の下端に設けられた、主基板に対する取り付け部とから成り、
前記第１の留め具は、副基板の下端に設けられた下側グランドパターンと接続する下側グランド接続部を有し、
前記第２の留め具は、副基板の上端に設けられた上側グランドパターンと接続する上側グランド接続部を有し、
前記放熱凹部は、前記副基板の上下両端部が前記第２の留め具及び前記第１の留め具に各々係止された際、該副基板に実装された発熱部品を介して副基板を一方向に押圧付勢可能に金属筐体内方へ突出形成され、
前記下側グランド接続部及び前記上側グランド接続部は、各々、該第１の留め具及び該第２の留め具における、副基板が押圧付勢される当該一方向に相対する位置に設けられ、
該放熱凹部による副基板に実装された発熱部品の押圧付勢により、下側グランドパターンと下側グランド接続部との接続、及び上側グランドパターンと上側グランド接続部との接続が成されることを特徴とする、シールド装置。
前記金属筐体は、内部に下方から挿入された副基板を包含配置可能に側面と上面が覆われると共に下方が開口された略立方体であり、
前記第１の留め具は、該金属筐体の下方開口を横断するように水平方向に曲げられ上下方向に弾性変形可能なアームと、当該アームの副基板係止位置に副基板の下端を上方に付勢可能に係止する、一方側の下方傾斜面と他方側の下方垂直面とで形成された略Ｖ字凹部と、当該略Ｖ字凹部に隣接するアーム先端に下方傾斜面で形成された誘導部とから成り、
前記第２の留め具は、副基板の上端に設けられた凸部に嵌入可能に該金属筐体の上面に形成された挿入孔から成り、
前記下側グランド接続部は該下方垂直面から成り、
前記上側グランド接続部は該挿入孔の他方側の端部に垂直に曲げられ立設されて成ることを特徴とする、請求項２に記載のシールド装置。
主基板に挿入実装により立設される副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽するシールド方法であって、
当該シールド方法は、
内部に下方から挿入された副基板を包含配置可能に側面と上面が覆われると共に下方が開口された略立方体の金属筐体において、その下方開口に設けた留め具で副基板の下端を係止すると同時に、該金属筐体の上面に設けられた挿入孔で副基板の上端を係止し、
該金属筐体の一方側の側面に設けられた放熱凹部で副基板に実装された発熱部品に当接押圧することで、該留め具を構成する金属筐体の下方開口を横断するように水平方向に曲げられ上下方向に弾性変形可能なアームの副基板係止位置に設けた、副基板の下端を上方に付勢可能に係止する、一方側の下方傾斜面と他方側の下方垂直面とで形成された略Ｖ字凹部における下側グランド接続部としての該下方垂直面に副基板の下端に設けられた下側グランドパターンを押圧導通させると同時に、挿入孔の他方側の端部に垂直に曲げられ立設される上側グランド接続部に副基板の上端に設けられた上側グランドパターンを押圧導通させ、
該金属筐体及び副基板を主基板に実装、固定することで、副基板から発生する不要輻射ノイズ及び当該副基板へ外部から侵入する不要輻射ノイズを遮蔽すると同時に、副基板に実装される発熱部品の金属筐体を介した放熱と、副基板の金属筐体を介したグランド接続と、副基板の金属筐体を介した主基板に対する支持とを並立せしめることを特徴とする、シールド方法。