JPH09107187A - 通信装置での使用に適する遮蔽アセンブリと遮蔽方法 - Google Patents

通信装置での使用に適する遮蔽アセンブリと遮蔽方法

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JPH09107187A
JPH09107187A JP8238448A JP23844896A JPH09107187A JP H09107187 A JPH09107187 A JP H09107187A JP 8238448 A JP8238448 A JP 8238448A JP 23844896 A JP23844896 A JP 23844896A JP H09107187 A JPH09107187 A JP H09107187A
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ジョン・フランシス・ハノン
Martin J Kimbell
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信装置での使用に適する遮蔽アセンブリと
遮蔽方法が提供される。 【解決手段】 基板107上に配置される電子回路10
8を遮蔽する遮蔽アセンブリ102は、トレース118
と遮蔽200を含む。トレース118は、電子回路10
8の周囲の基板107上に配置される。遮蔽200は、
トレース118に付着するためのリード214,218
を含む。遮蔽200は、トレース118に付着され、リ
ード218の一部はスタッガ状になっており、断続的形
でトレース118に付着するようにする。以前付着した
遮蔽200に隣接して、これと互い違いのスタッガ・リ
ード222を含む追加遮蔽201を付着できる。これを
行うには、追加遮蔽の互い違いのスタッガ・リード22
2を、以前付着した遮蔽200に付着されたトレースの
間にあるトレースに付着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気アセンブリに関し、
さらに詳しくは基板に配置された電子回路を干渉から遮
蔽するアセンブリに関する。
【0002】
【従来の技術】現代の電子機器は、基板にマウントされ
る電子回路を含み、この回路は電磁干渉(EMI)と電
磁妨害雑音(RFI)(総称して干渉という)に敏感で
ある。干渉は、電子機器内の内部干渉源または外部干渉
源から発生する可能性がある。干渉により、重要な信号
が劣化したり、または完全に失われることがあり、電子
機器を非効率または動作不能にする。
【0003】干渉を最低限に抑えるには、導電材料を電
子回路の各部の間に挟む。製造上、この材料は、当該電
子回路に適合する複数の筐体または遮蔽に加工される。
これらの遮蔽は、通常半田付けによって、干渉を発生し
ている基板上および電子回路の周囲と、干渉を受ける可
能性がある電子回路の周囲の両方に配置された接地トレ
ースに付着される。遮蔽は近接して付着されることが多
い。
【0004】上記遮蔽を近接して付着させる技術には、
二重トレース(各遮蔽ごとに独立したトレース)を設け
ることと、両方の遮蔽によって共用される1つのトレー
スを設けることがある。しかしながら、二重トレース
は、許容できない量の物理スペースを消費する。たとえ
ば、各トレースが幅1.00mmで、0.26mmの隙
間によって分離されて、信頼できる付着を確保すると想
定して、二重トレースは少なくとも2.26mmの基板
面積を必要とする。しかしあいにく、1つの共用トレー
スは信頼性に乏しいことが判明している。前記1.00
mmのトレースのような共用トレースに遮蔽を付着する
間に、半田は毛管引力を呈して、トレースから1つまた
は両方の遮蔽に移動する。これにより、トレースの遮蔽
の相互接続部分における半田の量が不十分になるため、
信頼できる付着を妨げる。上記のようにトレースを共用
する場合には、遮蔽はまた、付着中にトレースをゆがめ
て外れる傾向がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】携帯電子機器が益々小
型化し、電子回路の部材がより近接して配置されるにつ
れ、遮蔽に利用できる物理的余裕も大幅に逓減してい
る。そのため、必要とされるのは、できるだけスペース
を消費せず、確実で信頼でき、容易に相互接続を製造で
きる遮蔽アセンブリと遮蔽方法である。
【0006】
【課題を解決するための手段】基板上に配置された電子
回路を遮蔽する遮蔽アセンブリは、トレースと遮蔽を含
む。トレースは、電子回路の周囲の基板上に配置され
る。この遮蔽は、トレースに付着させるためのリードを
含む。遮蔽は、リードの一部がスタッガ状(staggered
)になっており、断続的にトレースに付着するように
トレースに付着される。以前付着された遮蔽に隣接し
て、これと互い違いのスタッガ・リードを含む遮蔽をさ
らに付着できる。これを行うには、追加遮蔽の互い違い
のスタッガ・リードを、前に付着した遮蔽に付着された
トレースの間にあるトレースに付着させる。
【0007】
【実施例】図1は、遮蔽アセンブリ102を採用する携
帯電子装置、具体的には携帯無線電話100を含む無線
通信システムを示す。携帯無線電話100は、ハウジン
グ104,ハウジング104の上に搭載されたアンテナ
106,ハウジング104内に配置される基板107,
および遮蔽アセンブリ102の下で基板107上に配置
されたトランシーバ回路108を含む。スピーカ(図示
せず),マイクロフォン(図示せず),キーパッド(図
示せず)およびディスプレー(図示せず)は、図1では
隠れているハウジング104の前面に配置される。携帯
無線電話100は、ハウジング104に付着された着脱
可能な電池110を電源とする。 携帯無線電話100
は、無線周波数(RF)信号114を介して固定サイト
のトランシーバ112と通信することによって、無線電
話通信システムで動作する。固定サイトのトランシーバ
112は、携帯無線電話100によって占められる無線
カバレージ・エリアにRF信号114を送信する。アン
テナ106は、RF信号114を電気RF受信信号に変
換して、電気RF受信信号をトランシーバ回路108に
結合する。トランシーバ回路108は、電気RF受信信
号をデータ受信信号に変換し、データ受信信号はつい
で、スピーカを介して可聴音声として、またディスプレ
ーを介して動作情報としてユーザに出力される。ユーザ
によるキーパッドとマイクロホンをそれぞれ介した音声
とデータの入力は、データ伝送信号としてトランシーバ
回路108と結合される。トランシーバ回路108は、
データ伝送信号を電気RF伝送信号に変換し、電気RF
伝送信号は、アンテナ106によって変換されて、RF
信号114として固定サイトのトランシーバ112に送
信される。
【0008】遮蔽アセンブリ102は(図1には一部分
のみを示す)、基板107上に配置された複数の遮蔽1
16と複数のトレース118を含む。複数の遮蔽116
は複数のトレース118と電気的に接続されて、トラン
シーバ回路108を実質的に封入する。遮蔽アセンブリ
102は、電磁干渉(EMI)や電磁妨害雑音(RF
I)などの干渉が複数の遮蔽116から放散またはこれ
を貫通したりするのを防ぐとともに、たとえば、前記電
気RF受信/伝送信号、およびデータ受信/伝送信号を
劣化させてトランシーバ回路108の動作と干渉するの
を防ぐ。
【0009】携帯無線電話の図で示したが、遮蔽アセン
ブリ102は、コンピュータ,コードレス電話,双方向
無線,ページャ,パーソナル・デジタル・アシスタント
など、事実上どの電子装置にも用途が見い出される。
【0010】図2は、複数の遮蔽116が複数のトレー
ス118から切り離されて、上方に示されている、遮蔽
アセンブリ102の分解斜視図を示す。好適な実施例で
は、遮蔽アセンブリ102は遮蔽200から205を含
む。遮蔽200から205のそれぞれは、平板な上部表
面と、そこから下方に伸びて底部の周囲端部で終端する
実質的に直角を成す側面部分を含む。複数のリードは、
底部の周囲端部から下方へ、側面部分と平面を成す形で
伸びる。複数のリードは、側面部分の下の底部周囲端部
の周囲の予め定められた位置に配置される。
【0011】遮蔽200から205は、既知の順次スタ
ンピング技術または既知の滑りバイト技術を使用して、
厚さ0.5mmから0.3mmのニッケル銀合金,錫メ
ッキ鋼,または他の適切な材料のシートから製造するの
が望ましい。ついで側面部分は、遮蔽が施されるトラン
シーバ回路108の部分の最高高さをベースにした位置
に折り込まれる。トランシーバ回路108のこの部分を
構成する部材の種類によっては、側面部分の高さは3.
0mm未満になる可能性もある。
【0012】複数のトレース118は、トランシーバ回
路108の周囲に列状に配置される。列の長さは、遮蔽
200から205の寸法、具体的にはその側面部分の長
さに対応する。複数の列は、基板107上で横方向と縦
方向の両方に伸び、好適な実施例では、トランシーバ回
路108を回路区画206から211に分割する。回路
区画206から211は、トランシーバ回路108の一
部分を含み、これはたとえば、発信回路,マイクロスト
リップ伝送線,または電力増幅回路となる可能性があ
る。このような区画は、加工生産性を向上させ、修理を
容易にし、干渉を生じる回路を敏感な回路から分離す
る。
【0013】複数のトレース118は、銅トレースによ
って構成されるのが望ましく、基板107の製造中、既
知の接合およびメッキ技術を用いて製造され、基板は、
ポリイミドまたはエポキシ・ベースの難燃性工業ガラス
繊維(G10- FR4)などのプリント回路基板材料に
よって構成されるのが望ましい。複数のトレース118
は、接地平面(図示せず)と電気的に結合される。好適
な実施例では、複数のトレース118は、遮蔽200か
ら205の複数のリードと複数のトレース118との間
の効果的な金属接続を確保すべく、幅1.00mmとし
ている。しかしながら、この1.00mmという幅は、
たとえば、複数のリードの厚さの変化に応じて変化する
可能性もあることが認められる。複数のトレース118
はそれぞれ、少なくとも0.26mmの半田マスク・バ
リヤまたは裸基板材料によって互いに分離されることが
望ましい。複数のトレース118のそれぞれの長さは、
遮蔽200から205の対応する複数のリードの長さよ
りも若干大きい。
【0014】遮蔽アセンブリ102は、自動組立プロセ
スによって組み立てるのが望ましい。最初、基板107
はスクリーニング工程を施され、この工程で、複数のト
レース118の上に、予め決められた量の半田ペースト
を堆積させる。確実に付着させるため、半田の量(およ
び複数のトレース118の大きさ)は、リフロー中、遮
蔽200から205の複数のリードそれぞれの両側に半
田を毛管作用で付けるまたは粘着させるのに十分な量に
すべきである。好適な実施例では、半田ペーストは錫鉛
銀の合金である。
【0015】ついで遮蔽200から205を、線212
で示すようにそれぞれ回路区画206から211を封入
する位置に下ろす。遮蔽200から205の複数のリー
ドは、複数のトレース118と嵌合するように配置さ
れ、これは自動部材配置マシンによって行うのが望まし
い。基板全体をカバーする大きな一体型遮蔽と違い、遮
蔽200から205は、同一の大型部材配置マシンによ
って自動的配置が可能なようにサイズを調節でき、この
マシンはたとえば、電力増幅器またはマイクロプロセッ
サを自動的に配置できる。遮蔽200を配置して回路区
画206を封入した時点で、遮蔽200の完全なリード
・セット214が、列216の複数のトレース118の
対応するものすべてと嵌合する。遮蔽200はまた、遮
蔽200の上部表面の切り欠き部分を通して視認できる
スタッガ・リードの第1セット218を含む。スタッガ
・リードの第1セット218は、列220の複数のトレ
ース118の対応するトレースのほぼ1つおきと、また
は間を飛ばしたトレースとだけ嵌合するように、互いに
間隔が置かれている。
【0016】このような断続的嵌合によって、遮蔽20
0から205は、隣接して配置された場合に、共通の列
を共用する。たとえば、回路区画207を封入するよう
に遮蔽201を配置した時点で、遮蔽201は、遮蔽2
00と隣接して配置され、スタッガ・リードの第2セッ
ト222を含む。このセットは、列220の複数のトレ
ース118の残りの嵌合していないものと嵌合するよう
に間隔が置かれる。遮蔽201は、スタッガ・リードの
第3セット224を含み、このセットは、遮蔽201の
上部表面の切り欠き部分から視認できる。スタッガ・リ
ードの第3セットは、列226の複数のトレース118
の対応するもののほぼ1つおきのものとだけ嵌合するよ
うに間隔を置かれている。遮蔽202を配置して回路区
画208を封入した時点で、遮蔽202は遮蔽201に
隣接して配置され、これはスタッガ・リードの第4セッ
ト228を含む。第4セットは、列226の複数のトレ
ース118の残りの嵌合していないものと嵌合するよう
に間隔が置かれる。同様に、遮蔽200,204は列2
30を共用し、遮蔽202,203は列234を共用
し、遮蔽202,204は列232を共用し、遮蔽20
4,205は列236を共用する。
【0017】上記嵌合の後、遮蔽アセンブリ102は、
半田ペーストが液状に溶融するのに十分な温度までリフ
ロー加熱される。液状の半田は、複数のトレース118
の各1つを占める1つのリードの両側を毛管作用で上昇
し、トレース間の効果的な金属相互接続を形成する。好
適な実施例では、遮蔽アセンブリ102は約660秒間
リフロー加熱される。この時間内で遮蔽アセンブリ10
2の温度は約218。Cまで上昇する。
【0018】遮蔽アセンブリ102を完全に組み立てた
形で示したのが図3である。遮蔽200から205は、
回路区画206から211を封入しており、接地されて
導電性を有するため、EMIおよびRFIが放散するの
を防いだり、または貫通して、その下のトランシーバ回
路108の部分と干渉するのを防ぐ。遮蔽200から2
05の複数のリードと複数のトレースは1対1の対応で
付着される。複数のリードはそれぞれ、対応するトレー
ス上で分離される。遮蔽200から205は複数の穴を
含んでおり、その下のトランシーバ回路108の一部を
目視検査できるようにしてある。前記の穴は十分に小さ
くして(遮蔽が必要な最高周波数において8分の1波長
以下)、EFIまたはRFIの干渉が通過するのを防
ぐ。遮蔽200から205の穴のサイズは、その下のト
ランシーバ回路108の一部の感度に基づいて変動する
可能性がある。感度の高い回路の場合、穴の直径は小さ
く作られる。複数のリード間の遠位分離、遮蔽200か
ら205の底部の周囲端部間にある開口部、および複数
のトレース118のリード付着を飛ばしたものも同様の
制約を受ける。
【0019】複数の隣接する遮蔽の複数のリードによる
トレースの共用列の間を飛ばした嵌合を明示したのが図
4であり、図3の遮蔽アセンブリ102の断片300の
拡大図である。明確にするため、遮蔽200から204
は点線で描き、複数のリードによって作れられるランド
・パターン(land pattern)は実線で描く。遮蔽は、隣
接する側面部分が、共用する列の中心または中心線から
外れるように配置される。たとえば、遮蔽200は列2
20の中心線のやや左に位置し、それと隣接する遮蔽2
01は、列220の中心線のやや右に配置される。各遮
蔽から伸びる複数のスタッガ・リードは、スタッガ・ラ
ンド・パターンで共用列のトレースと交互に嵌合する。
たとえば、遮蔽200のスタッガ・リードの第1セット
218の第1および第2リード401,402は、列2
20の第2および第4トレース421,423とその中
心線のやや左側で嵌合する。遮蔽201のスタッガ・リ
ードの第2セット222の第1,第2および第3リード
410,411,412は、列220の第1,第3およ
び第5トレース420,422,424とその中心線の
やや右側で嵌合する。
【0020】遮蔽200から205は、線形の側面部分
を有するほぼ長方形として図示しているが、曲線側面部
分を含む円形または半円形など他の幾何学形状にも形成
できる。複数のトレース118の列は直線として描かれ
ているが、ここで使用する「列」という語は、「1つの
トレースまたは互いに隣合って配置される複数のトレー
ス」を指し、このため、直線から外れるトレースや、曲
線パターンで配列されるトレースを含む。
【0021】ここに開示される遮蔽アセンブリと遮蔽方
法は、隣接する遮蔽の付着を効果的に行うために、1つ
のトレース列しか必要としない。隣接しあう遮蔽は、1
つの列の中心線から外れており、1つの列のトレースに
交互に付着するスタッガ・リードを含む。本発明の遮蔽
アセンブリは、以前遮蔽アセンブリで必要とされた基板
スペースの量(遮蔽を隣接して付着するのに二重のトレ
ース列を必要とした)を50%以上削減することが認め
られる。本発明の遮蔽アセンブリの遮蔽リードとトレー
ス間の1対1の対応は、隣接する遮蔽を同一トレースに
付着していた従来のアセンブリで往々にして認められた
フィールド信頼性の問題とひずみの問題を回避してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 遮蔽アセンブリを採用する携帯型電子装置を
含む無線通信システムを示す。
【図2】 図1の遮蔽アセンブリの分解斜視図を示す。
【図3】 図1の遮蔽アセンブリの合体斜視図を示す。
【図4】 図3の遮蔽アセンブリの拡大した部分断面図
を示す。
【符号の説明】
100 携帯無線電話 102 遮蔽アセンブリ 104 ハウジング 106 アンテナ 107 基板 108 トランシーバ回路 110 電池 112 固定サイトのトランシーバ 114 RF信号 116 複数の遮蔽 118 複数のトレース 200〜205 遮蔽 206〜211 回路区画 212 点線 214 遮蔽200の完全なリードセット 216,220,226,230,232,234,2
36 列 218 遮蔽200のスタッガ・リードの第1セット 222 遮蔽201のスタッガ・リードの第2セット 224 遮蔽201のスタッガ・リードの第3セット 228 遮蔽202のスタッガ・リードの第4セット 300 断片 401,402 遮蔽200のスタッガ・リードの第1
セットの第1,第2リード 410,411,412 遮蔽201のスタッガ・リー
ドの第3セットの第1,第2,第3リード 420,422,424 列220の第1,第3,第5
トレース 421,423 列220の第2,第4トレース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジン・ウォン・リー アメリカ合衆国イリノイ州バッファロー・ グローブ、ナンバー201、ディアフィール ド・パークウェイ1247 (72)発明者 ジョン・フランシス・ハノン アメリカ合衆国イリノイ州ガーニー、ハン コック・レーン5817 (72)発明者 マーティン・ジェーニングス・キンベル アメリカ合衆国イリノイ州ラウンド・レー ク・ビーチ、ノース・ブライドル・サーク ル2438

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(107)の上に配置された電子回
    路(108)を遮蔽する遮蔽アセンブリ(102)であ
    って:前記電子回路の周囲の前記基板上に配置される複
    数の連続トレース(118);および前記複数の連続ト
    レースに付着するために第1の複数の連続リード(21
    8)を有する第1遮蔽(200)であって、前記第1の
    複数の連続リードの少なくとも一部(401,402)
    は、前記複数の連続トレースの間を飛ばしたもの(42
    1,423)に付着される第1遮蔽;によって構成され
    ることを特徴とする遮蔽アセンブリ。
  2. 【請求項2】 前記複数の連続トレースを付着するため
    に第2の複数の連続リード(222)を有する第2遮蔽
    (201)であって、前記第2の複数の連続リードの少
    なくとも一部(410,411,412)は、前記複数
    の連続トレースの間を飛ばしたものの間にあるトレース
    (420,422,424)に付着されることを特徴と
    する、請求項1記載の遮蔽アセンブリ。
  3. 【請求項3】 前記複数の連続トレースの間を飛ばした
    ものと、前記複数の連続トレースの間を飛ばしたものの
    間にあるトレースが1つの列(220)を形成すること
    を特徴とする、請求項2記載の遮蔽アセンブリ。
  4. 【請求項4】 前記第1の複数の連続リードの少なくと
    も一部と、前記第2の複数の連続リードの少なくとも一
    部が、前記複数の連続トレースの間を飛ばしたものと、
    前記複数の連続トレースの間を飛ばしたものの間にある
    トレースの中心周囲に互い違いに配置されることを特徴
    とする、請求項2記載の遮蔽アセンブリ。
  5. 【請求項5】 前記第1の複数の連続リードの少なくと
    も一部が、前記複数の連続トレースの間を飛ばしたもの
    の第1セットの中心から外れていることを特徴とする、
    請求項1記載の遮蔽アセンブリ。
  6. 【請求項6】 前記第1遮蔽の前記第1複数の連続リー
    ドが、前記複数の連続トレースに対し実質的に直交する
    ことを特徴とする、請求項1記載の遮蔽アセンブリ。
  7. 【請求項7】 基板(107)上に配置された電子回路
    (108)を遮蔽する遮蔽アセンブリ(201)であっ
    て:前記電子回路の周囲の前記基板上に配置される複数
    の連続トレース(118)であって、前記複数の連続ト
    レースの少なくとも一部が列(220)を形成する複数
    の連続トレース;少なくとも第1エッジを有する第1遮
    蔽(200)であって、前記の少なくとも第1エッジ
    は、そこから下へと伸びて前記列(421,423)の
    トレースの第1セットに付着される第1リード(40
    1,402)を少なくとも含む第1遮蔽;および少なく
    とも第2エッジを有する第2遮蔽(201)であって、
    前記少なくとも第2エッジは、そこから下へと伸びて前
    記列の第2トレース・セットに付着される第2リード
    (410,411,412)を少なくとも含み、前記第
    1遮蔽の少なくとも第1エッジと、前記第2遮蔽の少な
    くとも第2エッジが互いに隣接しあうようにする第2遮
    蔽;によって構成されることを特徴とする遮蔽アセンブ
    リ。
  8. 【請求項8】 前記列は、交互にくる前記第1トレース
    ・セットと前記第2トレース・セットによって構成され
    ることを特徴とする、請求項7記載の遮蔽アセンブリ。
  9. 【請求項9】 前記少なくとも第1リードと、前記少な
    くとも第2リードが、前記列の中心周囲に互い違いに配
    置されることを特徴とする、請求項7記載の遮蔽アセン
    ブリ。
  10. 【請求項10】 ハウジング(104)を有する通信装
    置(100)であって:前記ハウジング内に配置される
    基板(107);前記基板上に配置されるトランシーバ
    回路(108);前記トランシーバ回路の周囲の前記基
    板上に配置される複数の連続トレース(118)であっ
    て、前記複数の連続トレースの少なくとも一部が列(2
    20)を形成する複数の連続トレース;少なくとも第1
    エッジを有する第1遮蔽(200)であって、前記少な
    くとも第1エッジは、そこから下へと伸びて前記列(4
    21,423)の第1のトレース・セットにその中心か
    ら外れて付着される第1リード(401,402)を少
    なくとも含み、前記少なくとも第1リードは実質的に前
    記列の前記第1トレース・セットと直交する第1遮蔽;
    および少なくとも第2エッジを有する第2遮蔽(20
    1)であって、前記少なくとも第2エッジは、そこから
    下へと伸びて前記列(420,422,424)の第2
    トレース・セットにその中心から外れて付着される第2
    リード(410,411,412)を少なくとも含み、
    前記少なくとも第2リードは、前記列の前記第2トレー
    ス・セットと実質的に直交し、前記少なくとも第1リー
    ドに対し実質的に平行であり、前記第2トレース・セッ
    トは前記第1トレース・セットとは異なっており、前記
    第1遮蔽の前記少なくとも第1エッジと、前記第2遮蔽
    の前記少なくとも第2エッジは互いに隣接しあう第2遮
    蔽;によって構成されることを特徴とする通信装置。
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