TWI787855B - 表面安裝屏蔽罩組件及屏蔽罩用表面安裝單向定位件 - Google Patents

Abstract

一表面安裝屏蔽罩組件包括：至少兩彼此對應的表面安裝單向定位件，分別包括至少一供接觸及焊接至一電路板的安裝埠；至少一由安裝埠朝遠離安裝埠方向延伸的夾臂段；至少一由夾臂段彎折延伸的橫寬段，使得當安裝埠被表面安裝至電路板時，會在電路板的方向形成一遠離夾臂段的投影；及至少一由橫寬段朝向電路板方向彎折延伸至頂抵電路板的支撐段；及一受卡制定位的導電材質屏蔽罩，包括一具有至少兩對彼此對應側邊的頂部；以及由頂部至少一對側邊彎折延伸，並受夾臂段卡制的受卡制部，使得導電材質屏蔽罩被可拆卸的卡制於表面安裝單向定位件。

Description

表面安裝屏蔽罩組件及屏蔽罩用表面安裝單向定位件

本發明係關於一種屏蔽罩組件及單向定位件，尤其是表面安裝屏蔽罩組件及屏蔽罩用表面安裝單向定位件。

電磁干擾(EMI,electro-magnetic interference)效應幾乎發生於所有電子產品，無論是因電子元件通電後，因為電磁感應所產生的電磁波對周遭其他電子元件造成干擾，或者外部環境中，遍佈的電磁輻射如通訊或電機裝置等對於電路板上電子元件所造成的外部干擾，即使是輕度電磁干擾都有可能會影響整個電子系統的穩定度與可靠度，嚴重者更會對人體造成不良的影響。

縱使各家廠商在產品的規劃設計初期，針對可能產生的電磁干擾問題，從電子元件的材質選擇、線路排列佈局等作審慎設計，仍然無法完全避免電磁干擾的產生和外部電磁干擾的入侵，因此，在某些關鍵電子元件上，會另外加罩一層導電遮罩，藉此屏蔽阻隔外界的電磁干擾，把影響降至最低。

而EMI遮罩的安裝方法，最早期是把遮罩直接焊接於電路板上，但當遮罩內的電子元件發生問題，維修人員就被迫需將遮罩人工解焊拆下，不僅維修操作不便，更有可能在解焊及回焊的過程中造成無謂損壞。

因此在西元2006至2008年間，公告有美商Laird Technologies公司獲准的美國發明專利第7,109,411、7,285,732、及7,345,248等數件，如圖1所示，揭露焊接至電路板用的框體(frame)12，以及按壓安裝於框體12上的遮罩板(lid)10，尤其是框體12的中央還要先形成一個供表面安裝吸嘴吸附的犧牲部14，並且在表面安裝焊接完畢後將犧牲部14人工掰斷去除。因此，此種框體12一方面需耗用大片金屬材料，中央部分完全會被拋棄，使得成本難以降低；另方面，框體12體積過大，不易放入料帶中，也使得表面安裝和自動化作業受到侷限；尤其每一種形狀的遮罩板必須有全然吻合的框架，使得製造廠商的模具與庫存成本大增。

台灣新型專利第M333749號則揭露另一選擇，如圖2所示採多個彼此分離的通孔安裝式(through hole type)彈片22，每個彈片22沿著防護罩20的途徑先焊接至電路板9上的預穿孔，使防護罩20可被簡單按壓安裝和剝離拆卸，簡化拆裝過程。此方案的缺點是採用通孔安裝式彈片22，為容納焊接彈片22的焊腳24，電路板9必須大量穿孔，不僅彈片22安裝不符合高度自動化產線，也迫使電路板僅能採用簡單結構的單層或雙層板，若採用多層板就必須在每一層都退讓出通孔位置，設計相對複雜且浪費空間。

隨後如圖3所示，Laird Technologies公司對此進行改良，在2009年美國發明第7,501,587案改用小型的安裝夾(mounting clips)32取代上述必須吻合於遮罩板30形狀的框體，作為表面安裝到電路板9上的電路元件，不僅形成可拆卸的組裝結構，並藉由表面安裝夾32取代通孔安裝式彈片，配合自動化產線，也免除電路板的設計限制。然而，一方面此種安裝夾32頂部開口寬度僅約1mm，若在遮罩板30四側各安裝兩個安裝夾32，操作人 員就必須同時對準八個安裝夾32開口將遮罩板精準對位壓下，操作上容易失誤，稍有不小心，就會因為遮罩板30側板插置不慎而使安裝夾32或遮罩板30彎曲或斷裂，導致必須更換零件重來，極高精密度的要求，不但讓產品的組裝效率無法提升、進而影響產能；另方面，由於此種安裝夾32的壁面肉厚一般只有例如0.15mm，向上方開口的結構具有鋒利的銳角，容易造成操作人員割傷的工安風險。

安裝過程中，由於每邊的安裝夾32都具有足夠的夾制彈力，如果遮罩有一邊側板已經被正確插入一側的安裝夾32中，則該片安裝夾32的內弧片將對該側板產生莫大的摩擦力，使其他橫向微調變得相當困難。並且寬度極窄的安裝夾32與極薄的遮罩板30側壁間，如果有三邊或兩邊被正確夾制，但另有一邊或兩邊插置不良，卻因為夾制時的摩擦力，讓操作人員誤以為已經妥善設置，將導致電子裝置的EMI干擾過大，讓原本應該可以順暢運作的電子裝置無法通過EMI檢測。因為價值美元數角錢的遮罩裝設不良，損及價值數百甚至上千美元的行動電話、平板電腦或筆記型電腦，此種放大的效應及不良影響，絕非單純推諉說遮罩和夾片結構良好即可解決。

華為因此提出如圖4大陸第200910161792.X號發明專利申請案的一種固定配合結構，用多個固定夾42來固定屏蔽罩(圖未示)，每個固定夾42包括供表面安裝的焊接底壁420和彎折延伸出直立的支撐壁422，在支撐壁422上形成跟屏蔽罩相互對應卡制的凹孔和凸粒424，一方面獲得表面安裝的自動化優勢，另方面在支撐壁頂端彎折導角426，作為人工壓裝屏蔽罩時的導引。但是，此種結構必須依靠焊錫將底壁焊牢在電路板(圖未示)上，為求焊接穩固，焊接底壁420所佔用的面積無法規避，通常長度和寬度會需要 至少6mm X 2mm，因此每安裝一個固定夾42，就會佔據12mm²的電路板面積。若以最小的屏蔽罩面積20mm X 20mm計算，周邊四顆夾片就會佔據48mm²，可達屏蔽罩的一成以上面積；此外，即使在上緣彎折出導引用的彎折結構，但彎折結構寬度有限，且支撐壁422仍可能被壓歪，仍然無法完全排除壓裝失誤，更無法避免因銳利上緣所造成的割傷工安風險。

申請人也提出台灣發明早期公開第201427588號申請案，如圖5所示的表面安裝夾片52，頂緣形成反折，藉此避免割傷風險，但是因為夾臂段522僅有反折壁面的兩倍肉厚寬度，約0.3mm，即使比以往技術具有更低的安裝失誤率，但在極力提升產出效率及產出良率的生產線上，仍會因為操作人員快速人工壓接屏蔽罩50而瞬間插接錯誤，而因此被詬病。

十餘年來，業者始終持續找尋一種結構簡單的解決方案，讓操作人可以輕易安全安裝、拆卸的屏蔽罩固定裝置，整體組件佔用電路板表面積縮減至最低，讓電路板上的電路佈局受影響最小，且最重要的是甚至幾乎不會有裝錯的機率，藉此提高整體電子裝置的組裝良率及生產效率，並大幅降低不必要的零件損失成本，以上所述即為本發明著重之要點。

本發明的主要目的在提供一種便於安裝和拆卸的表面安裝屏蔽罩組件，藉由表面安裝技術安裝單向定位件，且單向定位件具有足夠寬度的橫寬段，完全避免操作人員壓裝屏蔽罩時發生失誤。

本發明的另一目的在提供一種供安全壓裝的表面安裝屏蔽罩組件，藉由單向定位件頂部的橫寬段，消彌尖銳上緣造成的工安風險。

本發明的再一目的在提供一種大幅縮減佔用電路板安裝面 積的表面安裝屏蔽罩組件，藉由完全窄化的安裝埠和長度大幅縮減的支撐段提供穩固焊接，大幅空餘出單向定位件和電路板的接觸面積供運用。

本發明的又一目的在提供一種屏蔽罩用表面安裝單向定位件，藉由寬度足夠的橫寬段，提升壓裝屏蔽罩時的速率和準確度。

本發明的又另一目的在提供一種屏蔽罩用表面安裝單向定位件，藉由架空供表面安裝吸嘴吸附的橫寬段，讓單向定位件實際和電路板焊固接觸面積有效縮減，增大電路板上可用面積。

本發明的再另一目的在提供一種屏蔽罩用表面安裝單向定位件，藉由夾臂段、橫寬段、支撐段和穩固段共同圍繞出環繞支撐架構，讓單向定位件的厚度縮減及結構增強的原本相抵觸目的提供可行性。

為達上述目的，本發明揭露一種表面安裝屏蔽罩組件，包括：至少兩個彼此對應的表面安裝單向定位件，分別包括至少一個供接觸及焊接至一電路板的安裝埠；至少一個由上述安裝埠朝向遠離上述安裝埠方向延伸的夾臂段；至少一個由上述夾臂段彎折延伸的橫寬段，使得當上述安裝埠被表面安裝至上述電路板時，會在上述電路板的方向形成一遠離上述夾臂段的投影；以及至少一個由上述橫寬段朝向上述電路板方向彎折延伸至頂抵上述電路板的支撐段；以及

一個受卡制定位的導電材質屏蔽罩，包括一個具有至少兩對彼此對應側邊的頂部；以及由該頂部至少一對側邊彎折延伸，並且受上述夾臂段卡制的受卡制部，使得上述導電材質屏蔽罩被可拆卸的卡制於上述表面安裝單向定位件。

藉由足夠寬的橫寬段設計，單向定位件可以被表面安裝至電 路板上且彼此相互對應設置，讓屏蔽罩組件安裝流程的前半程可以完全自動化，且因為單向定位件具有足夠寬的橫寬段，讓人員壓裝屏蔽罩時完全沒有內外裝設錯誤餘地，提升安裝良率與安裝效率；且原本鋒利的上緣變形為橫寬段，不再會有割傷工作人員的工業安全顧慮，提升操作安全；加上橫寬段被架高，真正接觸電路板的僅有寬度等於夾臂段壁面肉厚的安裝埠和短小的支撐段，電路板的其餘部分都被空出來，讓電路工程師擁有更大可用面積佈局整體電路。

根據本發明上述表面安裝單向定位件，具有可供吸嘴吸取搬移的橫寬段，符合表面安裝的基本要求，但將橫寬段架高，則造成頂面沒有尖銳上緣的安全效果，此外因為橫寬段被架高，使得底部實際焊接至電路板上的焊接面積被縮減，安裝埠僅剩夾臂段的壁面肉厚，輔以支撐段即可達成基本焊接穩固，藉此讓電路板上的焊接面積大幅縮減，有效節約給電路佈局使用；尤其是在特別要求的情況下，還可以設置輔助支撐段或穩固段，無論是三角支撐或環繞支撐，都可以讓壁厚減薄與結構增強兩種相互抵觸的目的可以被同時達成，符合電子業製品朝輕薄短小持續邁進。

10、30:遮罩板

12:框體

14:犧牲部

20:防護罩

22:彈片

24:焊腳

32:安裝夾

42:固定夾

420:焊接底壁

422:支撐壁

424:凸粒

426:彎折導角

50:屏蔽罩

52:表面安裝夾片

522:夾臂段

6:屏蔽罩

60:頂部

62:受卡制部

600:側邊

7:單向定位件

70、70’、70”:安裝埠

71’:間隔

72、72’、72''':夾臂段

74、74’、74''':橫寬段

740:端緣

76、76’、76”、76''':支撐段

760、760’、760”:底緣

762”:橫撐段

764”:輔助焊接埠

77’:輔助支撐段

770’:底端

78、78''':穩固段

9:電路板

90:焊墊位置

圖1為美國第7,109,411號發明專利前案立體示意圖。

圖2為台灣第M333749號新型專利前案立體組裝示意圖。

圖3為美國第7,501,587案發明專利前案立體組裝示意圖。

圖4為大陸第200910161792.X號發明專利申請案的固定夾結構立體示意圖。

圖5為申請人所擁有的台灣第201427588號發明早期公開案 前案的表面安裝夾片立體示意圖。

圖6為本發明第一較佳實施例表面安裝屏蔽組件的立體圖。

圖7為圖6實施例的單向定位件被表面安裝至電路板的立體示意圖，說明焊接安裝表面如何被減省，提供電路板上更多佈局空間，並說明穩固段和支撐段、橫寬段、夾臂段如何構成封閉支架。

圖8為本發明第二較佳實施例的單向定位件被安裝至電路板的立體示意圖，說明輔助支撐段的三角支撐作用。

圖9為本發明第三較佳實施例的單向定位件的立體示意圖。

圖10為本發明第四較佳實施例的單向定位件的立體示意圖。

本發明第一較佳實施例的屏蔽罩用表面安裝單向定位件如圖6及圖7所示，分別為表面安裝單向定位件之立體示意圖及使用狀態示意圖，為便於說明起見，本實施例的屏蔽罩6包括一個頂部60和四個彎折延伸的受卡制部62，從頂部60彎折延伸出受卡制部62的四個邊緣分別稱為側邊600，在本例中僅以單一的表面安裝單向定位件7進行說明，但熟悉本技術領域人士可以輕易理解，要穩固卡制屏蔽罩6，至少要在兩相對側邊分別設置表面安裝單向定位件7，當然，最好是在電路板9對應每一受卡制部62的位置，都分別表面安裝至少一顆表面安裝單向定位件7，才能更穩固地卡制住屏蔽罩6。

本例中的的表面安裝單向定位件7包括一個安裝埠70，供接觸及焊接至電路板9的焊墊位置90；由於本例中的安裝埠70僅單一壁面的肉厚，因此在佈局電路板9上的焊墊位置90時，僅需要例如6mm X 0.15mm的 面積即可；夾臂段72則是由上述安裝埠70朝向遠離安裝埠70的方向延伸，藉此站立於電路板9上，作為卡制屏蔽罩6受卡制部62的部件；當然，如同上述前案技術，在夾臂段72和受卡制部62上，可以分別成形彼此對應的凹陷和凸部，或者是凸部和穿孔，讓屏蔽罩6和單向定位件7之間的卡制更牢靠。

在本案中，夾臂段72向大致垂直電路板的方向延伸一段距離後，會橫向彎折延伸出一段橫寬段74，由於橫寬段74具有例如1mm的橫向寬度，一方面會在電路板9的方向形成一遠離夾臂段72的橫向投影，使得在表面安裝過程中的吸嘴可以吸取橫寬段74而搬移整個表面安裝單向定位件7到預定位置，另方面當表面安裝單向定位件7被焊接到電路板9以後，操作人員要壓接屏蔽罩6時，可以有橫向延伸1mm的明顯區域遮擋，讓壓接過程完全不存在內外插錯的風險；尤其是因為橫寬段74具有如此寬度，完全不會輕易割傷操作人員，明顯提升屏蔽罩6壓接安裝操作的工業安全性。

由於前述安裝埠70只有單一金屬薄片的寬度，在焊接支撐上並不足以單獨承擔壓接的施力，因此從橫寬段74遠離夾臂段72的端緣740，反向朝向電路板9方向彎折出延伸至頂抵電路板9的支撐段76，在本例中，支撐段76是分布在橫寬段74相互遠離的兩端位置，由於支撐段76的高度和夾臂段大致相等，使得橫寬段74是大致和電路板9平行配置；藉由支撐段76和夾臂段72的等高結構，讓屏蔽罩6的壓接施力是由兩者分擔，表面安裝單向定位件7和屏蔽罩6之間的結合操作因而變得更可靠而不會輕易損壞。

為進一步支撐本例的表面安裝單向定位件7，在兩個支撐段76接觸電路板9的末端，還進一步朝向安裝埠70分別彎折延伸出一穩固段78，由於本例中的穩固段78和橫寬段74寬度相當，使得夾臂段72、橫寬段74、 支撐段76和穩固段78會共同環繞出一個矩形，而且在電路板9上，也形成有對應上述安裝埠70、支撐段76底緣760和穩固段78的焊墊。由於實際佔用電路板9的焊墊部分，僅有安裝埠70的6mm X 0.15mm窄型延伸以及兩個穩固段的1mm X 1mm面積，合計2.9mm²，由於穩固段的長度1mm遠小於橫寬段長度的6mm，相較於前案，足足讓出一半以上的電路板安裝面積，即如圖式中斜線表示的區域，讓採用本發明的表面安裝單向定位件7的電子裝置，在屏蔽罩6涵蓋面內具有更多電路板面積可以安裝電路元件，也就是，如果要安裝的電路元件所佔用面積大小固定不變，就可以選用長寬更小的屏蔽罩，使得電子裝置的整體微型化更進一步。

當然，如熟悉本技術領域者所能輕易理解，雖然上述實施例是以單一的安裝埠70和單一的夾臂段72為例，但如本技術領域人士所能輕易理解，這部分的數量並非侷限，本發明第二較佳實施例如圖8所示，具有三個彼此間隔的安裝埠70’，也分別向上延伸出三個夾臂段72’，相鄰夾臂段72’之間則對應形成兩個間隔71’，由於本例中的間隔71’是呈現有寬窄不一的結構，因此可以對應屏蔽罩的夾制部所形成的凸點(圖未示)而穩固卡制。在本例中的橫寬段74’不僅在遠離夾臂段72’的邊緣彎折延伸出一個支撐段76’，橫寬段74’還從鄰接夾臂段72’的側緣向電路板方向彎折延伸出輔助支撐段77’，藉由安裝埠70’、支撐段的底緣760’和輔助支撐段的底端770’共同被焊接至電路板上，達成三角穩固定位；尤其從立體圖可以輕易看出，本實施例的單向定位件所佔用的電路板面積更是節省。

考量要再更進一步微型化時，由於單向定位件本身結構單薄，又要承受操作人員快速下壓屏蔽罩的施力，因此本發明第三較佳實施 例如圖9所示，在兩個支撐段76”的側緣分別橫向彎折延伸出橫撐段762”，使得安裝埠70”、支撐段的底緣760”和橫撐段的輔助焊接埠764”共同焊接在電路板上的焊墊，達成更強固的支撐結構，也同樣節省電路板上的焊接面積。

當然，如果還要再進一步節約電路板面積，還可以採用本發明第四較佳實施例如圖10所示，僅有單一的支撐段76'''和穩固段78'''，並且由夾臂段72'''、橫寬段74'''、支撐段76'''和穩固段78'''共同環繞出一窄矩形框，佔用更少空間，同樣能穩固單向夾制屏蔽罩，尤其是橫寬段的明確寬度方向延伸，可以避免操作人員壓裝屏蔽罩時內外錯放，大幅提昇組裝效率和正確率；且橫寬段沒有朝向操作人員工作方向的窄緣，確保不會輕易割傷工作人員而有效避免工安意外。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

6:屏蔽罩

60:頂部

62:受卡制部

600:側邊

7:單向定位件

74:橫寬段

740:端緣

76:支撐段

78:穩固段

9:電路板

90:焊墊位置

Claims (10)

1. 一種表面安裝屏蔽罩組件，包括：至少兩個彼此對應的表面安裝單向定位件，分別包括至少一個供接觸及焊接至一電路板的安裝埠；至少一個由上述安裝埠朝向遠離上述安裝埠方向延伸的夾臂段；至少一個由上述夾臂段彎折延伸的橫寬段，使得當上述安裝埠被表面安裝至上述電路板時，會在上述電路板的方向形成一遠離上述夾臂段的投影；以及至少一個由上述橫寬段朝向上述電路板方向彎折延伸至頂抵上述電路板的支撐段；以及一個受卡制定位的導電材質屏蔽罩，包括一個具有至少兩對彼此對應側邊的頂部；以及由該頂部至少一對側邊彎折延伸，並且受上述夾臂段卡制的受卡制部，使得上述導電材質屏蔽罩被可拆卸的卡制於上述表面安裝單向定位件。
2. 如申請專利範圍第1項的表面安裝屏蔽罩組件，其中上述表面安裝單向定位件更包括由上述支撐段朝向上述安裝埠彎折延伸的穩固段。
3. 如申請專利範圍第1項的表面安裝屏蔽罩組件，其中上述表面安裝單向定位件更包括由上述橫寬段朝向上述電路板方向彎折延伸至頂抵上述電路板的輔助支撐段。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項的表面安裝屏蔽罩組件，其中上述安裝埠的寬度等於上述夾臂段的厚度。
5. 如申請專利範圍第4項的表面安裝屏蔽罩組件，其中上述支撐段長度遠小於上述橫寬段長度。
6. 一種屏蔽罩用表面安裝單向定位件，用以定位一屏蔽罩，其中前述屏蔽罩包括一個具有至少兩對彼此對應側邊的頂部，以及由該頂部至少一對側邊彎折延伸的受卡制部，以及上述表面安裝單向定位件包括：至少一個供接觸及焊接至一電路板的安裝埠；至少一個由上述安裝埠朝向遠離上述安裝埠方向延伸的夾臂段；至少一個由上述夾臂段彎折延伸的橫寬段，使得當上述安裝埠被表面安裝至上述電路板時，會在上述電路板的方向形成一遠離上述夾臂段的投影；以及至少一個由上述橫寬段朝向上述電路板方向彎折延伸至頂抵上述電路板的支撐段；使得上述導電材質的屏蔽罩被可拆卸的卡制於至少兩個上述表面安裝單向定位件的上述夾臂段。
7. 如申請專利範圍第6項的屏蔽罩用表面安裝單向定位件，其中上述表面安裝單向定位件更包括由上述支撐段朝向上述安裝埠彎折延伸的穩固段。
8. 如申請專利範圍第6項的屏蔽罩用表面安裝單向定位件，其中上述表面安裝單向定位件更包括由上述橫寬段朝向上述電路板方向彎折延伸至頂抵上述電路板的輔助支撐段。
9. 如申請專利範圍第6、7或8項的屏蔽罩用表面安裝單向定位件，其中上述安裝埠的寬度等於上述夾臂段的厚度。
10. 如申請專利範圍第9項的屏蔽罩用表面安裝單向定位件，其中上述支撐段長度遠小於上述橫寬段長度。

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