JP5515616B2 - 回路基板 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板にかかり、特に、電子機器に装備される回路基板に関する。

携帯電話機などの電子機器内部には、当該電子機器の機能を実現するための電子部品を実装した回路基板が装備されている。このような回路基板では、電子部品に対して磁気遮蔽が必要な場合には、当該電子部品を覆う導電性部材からなるシールドを装備している。

ここで、図１及び図２を参照して、回路基板上におけるシールドの配置や構成の一例を説明する。例えば、磁気遮蔽が必要な略直方体形状の複数のＩＣ（integrated circuit）１０１〜１０６が、回路基板１００の表面に配置されていることとする。そして、回路基板１００の表面から符号１０１に示すＩＣを磁気遮蔽する場合には、当該ＩＣ１０１の上方と４辺すべての側方とを囲うよう、箱型のシールド２０１をＩＣ１０１に被せて配置する。この場合、シールド２０１は、図２（Ａ）に示すように、天板２１１と側壁２１２とにより構成されている。なお、図１では、シールド２０１，２０２，２０３の天板を取り除いた状態、つまり、側壁が位置する箇所のみを太線にて示している。

また、符号１０４や符号１０６に示すＩＣを磁気遮蔽する場合には、上記同様にＩＣ１０４，１０６の側方と上方を覆うシールド２０２，２０３を配置すればよいが、他の基板上に搭載される部品等に応じて、天板２１２を支持する側壁２２２の一部を切除することが行われている。例えば、符号１０４に示すＩＣのシールド２０２は、当該シールド２０２の側壁２２２が位置する場所に他の電子部品であるＩＣ１０５を配置する必要があるため、かかる部分に位置する側壁を切除して構成している。なお、図２（Ｂ）は、図１のＩＣ１０４，１０５及びシールド２０２を左側方から見た図である。また、符号１０６に示すＩＣのシールド２０３は、当該シールド２０２の側壁が位置する場所に配線パターン１１０を形成する必要があるため、かかる部分に位置する側壁を切除して構成されている。

また、回路基板に搭載するシールドに関連する技術として、特許文献１には、回路基板上の電子部品とシールドとが接触することによる短絡故障を防止すべく、シールドの側壁の一部を切除した構成の回路基板が開示されている。

そして、近年では、回路基板が実装される電子機器の高機能化と重量の増加に伴い、強度の補強用やノイズ対策用にシールドの重要性が増してきており、当該シールドの使用の増加や高密度実装が行われている。

特開２００３−３１８５９１号公報

しかしながら、上述した構成の回路基板では、電子機器の薄型化や小型化の要求に対応できない、という問題が生じる。例えば、シールドや電子部品の数の増加により、基板表面への部品や配線などの配置が困難となり、高密度実装が困難となる。また、シールドの増加により当該シールドの側壁と回路基板との連結箇所が多くなるが、シールドに印加された衝撃が回路基板を介して搭載されている電子部品に直接的に伝達し、これにより電子部品が破壊しうる、という問題も生じる。

このため、本発明の目的は、上述した課題である、「回路基板の高密度実装が困難であることと衝撃による電子部品の破壊ということ」を解決することにある。

かかる目的を達成するため本発明の一形態である回路基板は、
基板と、上記基板の一方の面及び他方の面に搭載された電子部品と、上記基板の他方の面に搭載された上記電子部品の周囲を覆う磁気遮蔽シールドと、を備え、
上記磁気遮蔽シールドは、上記基板に固着して立設し上記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され上記基板の面に対して離間して位置し上記電子部品の上方を覆う天板部と、を備えている。
そして、上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部のうち、上記基板の上記一方の面側に上記電子部品が配置されている箇所に位置する上記側壁部の一部を切除した、
という構成を採る。

また、本発明の他の形態である電子機器は、
基板と、上記基板の一方の面及び他方の面に搭載された電子部品と、上記基板の他方の面に搭載された上記電子部品の周囲を覆う磁気遮蔽シールドと、を備えた回路基板と、
上記回路基板を収容する筐体と、を備えている。
上記磁気遮蔽シールドは、上記基板に固着して立設し上記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され上記基板の面に対して離間して位置し上記電子部品の上方を覆う天板部と、を備え、
上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部のうち、上記基板の上記一方の面側に上記電子部品が配置されている箇所に位置する上記側壁部の一部を切除した、
という構成を採る。

また、本発明の他の形態である回路基板の製造方法は、
基板の一方の面及び他方の面に電子部品を配置すると共に、少なくとも上記基板の他方の面に上記電子部品を配置したのちに当該電子部品の周囲を覆う磁気遮蔽シールドを配置する、という構成を採る。
そして、上記基板の他方の面に配置する上記磁気遮蔽シールドは、上記基板に固着して立設し上記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され上記基板の面に対して離間して位置し上記電子部品の上方を覆う天板部と、を備えており、
上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部のうち、上記基板の上記一方の面側に上記電子部品が配置されている箇所に位置する上記側壁部の一部が切除されている、
という構成を採る。

本発明は、以上のように構成されることにより、回路基板の軽量化を図ると共に、実装密度の向上と耐衝撃性能の向上を図ることができる。

本発明に関連する回路基板の構成を示す図である。 図１に開示した回路基板の一部を側方から見た図である。 本発明の実施形態１における携帯電話端末の構成を示す図である。 図３に開示した携帯電話端末に搭載されるメイン基板の構成を示す図である。 図３に開示した携帯電話端末に搭載されるメイン基板の構成を示す図である。 図４に開示したメイン基板の一部を側方から見た図である。 本発明の実施形態２におけるメイン基板の構成を示す図である。 図７に開示したメイン基板を裏面から見た構成を示す図である。 図８に開示したメイン基板の一部を側方から見た図である。 本発明の実施形態３におけるメイン基板の構成を示す図である。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図３乃至図６を参照して説明する。図３は、本実施形態における携帯電話端末の内部構成を示す図であり、図４及び図５は、携帯電話端末に搭載されるメイン基板の構成を示す図である。図６は、メイン基板の一部を側方から見た図である。

なお、本実施形態では、電子機器の一例として携帯電話端末１を挙げて説明する。但し、本発明における電子機器は携帯電話端末１に限定されず、以下に説明する構成を有する回路基板（メイン基板）を有するものであれば、いかなる電子機器であってもよい。

本実施形態における携帯電話端末１は、図３に示すように、図示しない筐体内に収容された、メイン基板２（回路基板）と、サブ回路３と、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）４と、各基板やＦＰＣを接続するための他のＦＰＣ５，６と、を備えている。

そして、メイン基板２は、図５及び図６に示すように、一方の面に、５つのＩＣ１１〜１５を備えている。また、メイン基板２は、上記一方の面の背面である他方の面に、図５の矢印Ａ方向から見た図６（Ａ）と、矢印Ｂ方向から見た図６（Ｂ）とに示すように、２つのＩＣ２１，２２と、当該各ＩＣ２１，２２の周囲を覆う導電性部材からなる磁気遮蔽シールド３１，３２と、を備えている。図５では、メイン基板２の裏面である他方の面に配置された上記ＩＣ２１，２２及び磁気遮蔽シールド３１，３２を点線にて示している。なお、メイン基板２に搭載されるＩＣや磁気遮蔽シールドの数や形状は、図５，６に示すものに限定されない。また、メイン基板２上におけるＩＣや磁気遮蔽シールドの位置も、後述する位置に限定されない。

ここで、上記各磁気遮蔽シールド３１，３２は、各ＩＣ２１，２２の上方を覆う天板部３１ａ，３２ａと、当該各ＩＣ２１，２２の側方を覆う側壁部３１ｂ，３２ｂと、が一体的に構成され、各ＩＣ２１，２２に被せて周囲を囲う箱型に形成されている。具体的に、各磁気遮蔽シールド３１，３２の天板部３１ａ，３２ａは、メイン基板２の面から離間して位置するよう側壁部３１ｂ，３２ｂにて支持されており、各ＩＣ２１，２２の上面よりも広く形成されている。また、各磁気遮蔽シールド３１，３２の側壁部３１ｂ，３２ｂは、略直方体であるＩＣ２１，２２の４面からなる側面を囲う壁面であり、メイン基板２に半田などで固着して垂直に立設している。そして、側壁部３１ｂ、３２ｂは、その上端に上記天板部３１ａ，３２ａを配置し、当該天板部と一体的に形成されている。

さらに、本実施形態では、上記各磁気遮蔽シールド３１，３２の側壁部３１ｂ，３２ｂの一部が切除されて形成されている。ここで、比較例を図４に示す。仮に、各磁気遮蔽シールドで各ＩＣ２１，２２のすべての側面を囲った場合には、磁気遮蔽シールド３１’，３２’の側壁部とメイン基板２とが固着される箇所は、図４の太い点線に示すようになる。つまり、メイン基板２の一方の面に配置されたＩＣ１５が位置する箇所の裏面（他方の面）側にも、磁気遮蔽シールド３１’，３２’の側壁部とメイン基板２との固着箇所が位置することとなる。これに対して、本実施形態では、図５の太い点線に示すように、メイン基板２の一方の面に配置されたＩＣ１５の裏面（他方の面）側に位置する磁気遮蔽シールド３１，３２の側壁部３１ｂ，３２ｂの一部が切除されて形成されている。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、上記各磁気遮蔽シールド３１，３２の各側壁部３１ｂ，３２ｂのうち、その反対面側に配置されたＩＣ１５の真裏に位置する箇所のみが切除され、かかる切除箇所３１ｃ，３２ｃから内部に位置するＩＣ２１，２２が見える状態となる。

上記構成により、メイン基板２のＩＣ１５が配置された箇所の裏面側には、磁気遮蔽シールド３１，３２の側壁部３１ｂ，３２ｂが存在しないため、当該側壁部３１ｂ，３２ｂとメイン基板２との固着箇所も存在しない。これにより、仮に、上記メイン基板２が搭載された携帯電話端末１を落下させてしまうなど磁気遮蔽シールド３１，３２に衝撃が印加された場合であっても、かかる衝撃は側壁部３１ｂ，３２ｂの切除箇所３１ｃ，３２ｃからは直接的にメイン基板２に伝達しない。従って、磁気遮蔽シールド３１，３２の裏面側に配置されたＩＣ１５に衝撃が直接的に伝達されることを抑制することができるため、仮にＩＣ１５が強度的に弱い部品であったとしても、当該ＩＣ１５（電子部品）への衝撃を緩和でき、ＩＣ１５の破壊や半田クラックなどを抑制することができる。さらに、上述したように磁気遮蔽シールド３１，３２の側壁部３１ｂ，３２ｂの一部が切除されているため、メイン基板２全体の軽量化を図ることができる。

また、上述したメイン基板２（回路基板）では、当該基板２の表裏面（一方の面と他方の面）にそれぞれ電子部品を配置し、また、特定の電子部品を覆う磁気遮蔽シールドを配置しているため、メイン基板２の両面を有効利用することができる。その結果、種々の部品を高密度にて実装することができ、メイン基板２の小型化、薄型化を図ることができる。

ここで、上述したメイン基板２を製造する方法の一例を説明する。まず、メイン基板２の表裏面に各ＩＣ１１−１５，２１，２２を配置して、当該メイン基板２と各ＩＣ１１等とを半田付けなどで接合する。その後、事前に側壁部３１ｂ，３２ｂに切除箇所３１ｃ，３２ｃが形成された磁気遮蔽シールド３１，３２を、当該シールド３１，３２にて特定のＩＣ２１，２２を覆うようメイン基板２上に配置して、当該メイン基板２とシールド３１，３２とを半田付けなどで接合する。なお、磁気遮蔽シールド３１，３２をメイン基板２に接合するタイミングは、当該磁気遮蔽シールド３１，３２にて周囲を覆う特定のＩＣ２１，２２をメイン基板２に接合した後であればよく、その後、メイン基板２の反対面側のＩＣ１１−１５を配置して接合してもよい。

なお、上記では、各磁気遮蔽シールド３１，３２の側壁部３１ｂ，３２ｂの切除箇所３１ｃ，３２ｃを、反対面側に配置されたＩＣ１５の真裏に位置する箇所のみに形成する場合を例示したが、それよりも広く切除箇所３１ｃ，３２ｃを形成してもよい。つまり、メイン基板２の真裏にＩＣ１５が位置していない箇所まで、切除箇所３１ｃ，３２ｃを延設してもよい。

＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図７乃至図９を参照して説明する。図７は、本実施形態におけるメイン基板の一方の面の構成を示す図であり、図８は、メイン基板の他方の面の構成を示す図である。図９は、メイン基板の一部を側方から見た図である。なお、本実施形態におけるメイン基板２は、上述同様に、携帯電話端末１などの電子機器の筐体内部に搭載されるものである。

まず、図７に示すように、本実施形態におけるメイン基板２の一方の面には、５つのＩＣ１１，１２，１３，１４，１６が配置されている。ここで、符号１６に示すＩＣは、実施形態１とは配置位置が異なる。また、図７の裏面側である図８に示すように、メイン基板２の他方の面には、上記実施形態１と同様に、２つのＩＣ２１，２２と、当該各ＩＣ２１，２２を覆う各磁気遮蔽シールド４１，４２と、が配置されている。但し、本実施形態では、一方の面側に位置するＩＣ１６の位置が実施形態１とは異なるため、これに対応して、磁気遮蔽シールド４１，４２の形状が異なる。

ここで、図８、及び、図８のＣ−Ｃ線断面図である図９を参照して、符号４１に示す磁気遮蔽シールドの構成を説明する。具体的に、磁気遮蔽シールド４１は、ＩＣ２１の上方を覆う天板部４１ａと、当該ＩＣ２１の側方を覆う側壁部４１ｂと、が一体的に構成されている。そして、側壁部４１ｂには、当該側壁部４１ｂの一部が切除された切除箇所４１ｃが形成されている。この切除箇所４１ｃは、実施形態１と同様に、メイン基板２の裏面側にＩＣ１６が位置する箇所に対応して形成されている。例えば、本実施形態では、図９の符号４１ｃ及び図８の太線に示すように、４面からなる側壁部４１ｂのうち、一面のほぼ中央部分に切除箇所４１ｃが形成されている。そして、符号４２に示す磁気遮蔽シールドの構成も同様に、図８の太線に示すように、４面からなる側壁部のうち、一面のほぼ中央部分に切除箇所が形成されている。

そして、本実施形態では、さらに、図８に示すように、メイン基板２の他方の面上には、ＩＣ２１，２２間を接続する配線パターン５１が形成（敷設）されている。そして、この配線パターン５１は、ＩＣ２１，２２の周囲を覆う磁気遮蔽シールド４１，４２の側壁部の切除箇所に位置して配置されている。このように磁気遮蔽シールド４１，４２の側壁部の切除箇所を利用することで、基板表層への配線が可能となる。その結果、基板設計時の配線の自由度が増し、配線効率の向上、さらには、部品等の実装密度の向上を図ることができる。

なお、切除箇所に形成する配線パターンは、当該切除箇所が形成された磁気遮蔽シールド４１，４２にて覆われたＩＣなどの電子部品に接続されるものであることに限定されず、いかなる配線でもよい。また、磁気遮蔽シールド４１，４２の切除箇所には、配線パターンではなく、被覆された銅線などの配線が配置されてもよい。

＜実施形態３＞
次に、本発明の第３の実施形態を、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態における回路基板の構成を示す図であり、図１０（Ａ）は一方の面の構成を示し、図１０（Ｂ）は側方から見た図を示す。

図１０に示すように、本発明の一形態である回路基板は、
基板８１と、上記基板８１の一方の面及び他方の面に搭載された電子部品８２，８３と、上記基板８１の他方の面に搭載された上記電子部品８３の周囲を覆う磁気遮蔽シールド８４と、を備えており、
上記磁気遮蔽シールド８４は、上記基板８１に固着して立設し上記電子部品８３の側方を覆う側壁部８４ｂと、当該側壁部８４ｂに支持され上記基板８１の面に対して離間して位置し上記電子部品８３の上方を覆う天板部８４ａと、を備える。
そして、上記磁気遮蔽シールド８４の上記側壁部８４ｂのうち、上記基板８１の上記一方の面側に上記電子部品８２が配置されている箇所に位置する上記側壁部８４ｂの一部を切除した（符号８４ｃ）、
という構成を採る。

上記発明によると、まず、回路基板の一方の面と他方の面とに電子部品が配置されており、また、他方の面には電子部品を覆う磁気遮蔽シールドが配置されているため、基板の両面を有効利用することができ、種々の部品を高密度にて実装することができる。その結果、回路基板の小型化、薄型化を図ることができる。また、磁気遮蔽シールドの側壁部が位置する箇所の基板の反対面側（一方の面側）に電子部品が位置している場合に、かかる箇所の側壁部を切除している。このため、磁気遮蔽シールドに衝撃が印加された場合であっても、かかる衝撃が回路基板を介して直接的に電子部品に伝達されることを抑制できる。従って、電子部品への衝撃を緩和でき、破壊を抑制することができる。さらに、シールドの側壁部の一部が切除されているため、回路基板の軽量化を図ることができる。

また、上記回路基板では、
上記基板の上記他方の面上における上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部の上記切除箇所が形成された箇所に、配線を敷設した、
という構成を採る。

また、上記回路基板では、
上記基板の上記他方の面に配置された上記電子部品に接続された配線を、当該電子部品の周囲を覆うよう配置された上記磁気遮蔽シールドに形成された上記側壁部の上記切除箇所に敷設した、
という構成を採る。

また、上記回路基板では、
上記基板の上記他方の面に配置された２つの上記電子部品の間を接続する配線を、当該各電子部品のそれぞれの周囲を覆うよう配置された２つの上記磁気遮蔽シールドに形成された各上記側壁部の各上記切除箇所に敷設した、
という構成を採る。

これにより、上述したように形成した磁気遮蔽シールドの切除箇所に、必要な配線を敷設することで、配線効率の向上を図ることができ、より実装密度の向上を図ることができる。

また、上記回路基板では、
上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部の上記切除箇所を、上記一方の面側に上記電子部品が配置されている箇所よりも広く形成した、
という構成を採る。

また、本発明の他の形態である電子機器は、
基板と、上記基板の一方の面及び他方の面に搭載された電子部品と、上記基板の他方の面に搭載された上記電子部品の周囲を覆う磁気遮蔽シールドと、を備えた回路基板と、
上記回路基板を収容する筐体と、を備え、
上記磁気遮蔽シールドは、上記基板に固着して立設し上記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され上記基板の面に対して離間して位置し上記電子部品の上方を覆う天板部と、を備える。
そして、上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部のうち、上記基板の上記一方の面側に上記電子部品が配置されている箇所に位置する上記側壁部の一部を切除した、
という構成を採る。

そして、上記電子機器では、
上記基板の上記他方の面上における上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部の上記切除箇所が形成された箇所に、配線を敷設した、
という構成を採る。

また、本発明の他の形態である回路基板の製造方法は、
基板の一方の面及び他方の面に電子部品を配置すると共に、少なくとも上記基板の他方の面に上記電子部品を配置したのちに当該電子部品の周囲を覆う磁気遮蔽シールドを配置する、という構成を採る。
このとき、上記基板の他方の面に配置する上記磁気遮蔽シールドは、上記基板に固着して立設し上記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され上記基板の面に対して離間して位置し上記電子部品の上方を覆う天板部と、を備えており、
上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部のうち、上記基板の上記一方の面側に上記電子部品が配置されている箇所に位置する上記側壁部の一部が切除されている。

そして、上記回路基板の製造方法では、
上記基板の上記他方の面上における上記磁気遮蔽シールドの上記側壁部の上記切除箇所が形成された箇所に、配線を敷設した、
という構成を採る。

上述した構成を有する、電子機器、又は、回路基板の製造方法、の発明であっても、上記回路基板と同様の作用を有するために、上述した本発明の目的を達成することができる。

本発明は、携帯電話端末などの電子機器に搭載される回路基板として利用でき、産業上の利用可能性を有する。

１ 携帯電話端末
２ メイン基板
３ サブ回路
４，５，６ ＦＰＣ
１１，１２，１３，１４，１５，１６，２１，２２ ＩＣ
３１，３２，４１，４２ 磁気遮蔽シールド
３１ａ，３２ａ，４１ａ 天板部
３１ｂ，３２ｂ，４１ｂ 側壁部
３１ｃ，３２ｃ，４１ｃ 切除箇所
５１ 配線パターン
８１ 基板
８２，８３ 電子部品
８４ 磁気遮蔽シールド
８４ａ 天板部
８４ｂ 側壁部
１００ 回路基板
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６ ＩＣ
１１０ 配線パターン
２０１，２０２，２０３ シールド
２１１，２２１ 天板
２１２，２２２ 側壁

Claims (9)

1. 基板と、前記基板の一方の面及び他方の面に搭載された電子部品と、前記基板の他方の面に搭載された前記電子部品の周囲を覆うシールドと、を備え、
   前記シールドは、前記基板に固着して立設し前記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され前記基板の面に対して離間して位置し前記電子部品の上方を覆う天板部と、を備え、
   前記シールドの前記側壁部のうち、前記基板の前記一方の面側に前記電子部品が配置されている箇所に位置する前記側壁部を切除した、
   回路基板。
2. 請求項１に記載の回路基板であって、
   前記基板の前記他方の面上における前記シールドの前記側壁部の前記切除箇所が形成された箇所に、配線を敷設した、
   回路基板。
3. 請求項２に記載の回路基板であって、
   前記基板の前記他方の面に配置された前記電子部品に接続された配線を、当該電子部品の周囲を覆うよう配置された前記シールドに形成された前記側壁部の前記切除箇所に敷設した、
   回路基板。
4. 請求項２に記載の回路基板であって、
   前記基板の前記他方の面に配置された２つの前記電子部品の間を接続する配線を、当該各電子部品のそれぞれの周囲を覆うよう配置された２つの前記シールドに形成された各前記側壁部の各前記切除箇所に敷設した、
   回路基板。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路基板であって、
   前記シールドの前記側壁部の前記切除箇所を、前記一方の面側に前記電子部品が配置されている箇所よりも広く形成した、
   回路基板。
6. 基板と、前記基板の一方の面及び他方の面に搭載された電子部品と、前記基板の他方の面に搭載された前記電子部品の周囲を覆うシールドと、を備えた回路基板と、
   前記回路基板を収容する筐体と、を備え、
   前記シールドは、前記基板に固着して立設し前記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され前記基板の面に対して離間して位置し前記電子部品の上方を覆う天板部と、を備えると共に、
   前記シールドの前記側壁部のうち、前記基板の前記一方の面側に前記電子部品が配置されている箇所に位置する前記側壁部を切除した、
   電子機器。
7. 請求項６に記載の電子機器であって、
   前記基板の前記他方の面上における前記シールドの前記側壁部の前記切除箇所が形成された箇所に、配線を敷設した、
   電子機器。
8. 基板の一方の面及び他方の面に電子部品を配置すると共に、少なくとも前記基板の他方の面に前記電子部品を配置したのちに当該電子部品の周囲を覆うシールドを配置し、
   前記基板の他方の面に配置する前記シールドは、前記基板に固着して立設し前記電子部品の側方を覆う側壁部と、当該側壁部に支持され前記基板の面に対して離間して位置し前記電子部品の上方を覆う天板部と、を備えており、
   前記シールドの前記側壁部のうち、前記基板の前記一方の面側に前記電子部品が配置されている箇所に位置する前記側壁部が切除されている、
   回路基板の製造方法。
9. 請求項８に記載の回路基板の製造方法であって、
   前記基板の前記他方の面上における前記シールドの前記側壁部の前記切除箇所が形成された箇所に、配線を敷設した、
   回路基板の製造方法。
   

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