WO2020194652A1 - シールドケース - Google Patents

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足立 良人
俊之 盛林
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a shield case mounted on a substrate.
  • a shield case that shields an electronic component or a circuit pattern of a high-frequency circuit board is mounted on the ground pattern of the high-frequency circuit board.
  • the shield case is mounted by placing solder between the outer peripheral end portion of the shield case and the ground pattern so as to be conductive with the ground pattern (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a shield case capable of suppressing exudation of solder and flux from a case mounting area on a mounting surface of a substrate. To do.
  • the shield case according to the present invention has a case body that covers at least a part of a circuit pattern provided on a mounting surface of a substrate, and a flange that extends from the outer peripheral end of the case body in a direction away from the case body along the mounting surface.
  • a portion and a bent portion that bends and extends in a direction away from the mounting surface from the outer peripheral end portion of the flange portion, and between the flange portion and the case mounting region provided on the substrate on which the flange portion is arranged, and It is mounted on the substrate by a joining member provided between the bent portion and the case mounting area.
  • the shield case of the present invention it is possible to prevent solder and flux from seeping out from the case mounting area on the mounting surface of the substrate.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the high frequency circuit board which mounted the shield case in Embodiment 1 of this invention. It is a partially omitted sectional view taken along the line II-II of FIG. It is a partially omitted sectional view which shows the state of solder and flux when the flange part which does not provide a bent part is mounted on the ground pattern. It is a partially omitted sectional view which shows the 1st modification of the shield case of Embodiment 1. FIG. It is a partially omitted sectional view which shows the 2nd modification of the shield case of Embodiment 1. FIG. It is a perspective view which shows the high frequency circuit board which mounted the shield case in Embodiment 2 of this invention. It is a plan view which showed the part A of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a high-frequency circuit board 1 on which the shield case 2 according to the first embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • a ground pattern 12, a resist portion 14, and a plurality of antenna patterns 16 are provided on the mounting surface 1a of the high-frequency circuit board 1.
  • the antenna pattern 16 constitutes at least a part of the circuit pattern formed on the mounting surface 1a.
  • the ground pattern 12 is formed in an annular shape having a rectangular outer shape.
  • the resist portion 14 is provided in an annular shape along the outer and inner circumferences of the ground pattern 12.
  • the plurality of antenna patterns 16 are provided inside and outside the ground pattern 12.
  • the antenna patterns 16 are formed in a straight line and are arranged at intervals from each other.
  • Each resist portion 14 is provided between the ground pattern 12 and the antenna pattern 16. The resist portion 14 projects upward from the ground pattern 12 and the antenna pattern 16 with respect to the mounting surface 1a.
  • the shield case 2 is composed of a case body 20, a flange portion 21, and a bent portion 22.
  • the shield case 2 has a shape in which a rectangular tray is turned down.
  • the case body 20 is arranged on the mounting surface 1a side of the high-frequency circuit board 1 and covers at least a part of the circuit pattern formed on the mounting surface 1a.
  • the case body 20 has a top plate 20a and an inclined surface 20b.
  • the top plate 20a is formed in a rectangular flat plate shape.
  • the inclined surface 20b is inclined in a downward direction from the outer peripheral end portion of the top plate 20a toward the mounting surface 1a side of the high frequency circuit board 1.
  • An annular flange portion 21 is provided on the outer peripheral portion of the inclined surface 20b so as to extend from the outer peripheral end portion of the inclined surface 20b along the mounting surface 1a of the high frequency circuit board 1 in a direction away from the case body 20.
  • the flange portion 21 has a joint surface 21a joined to the ground pattern 12 as a case mounting region.
  • the outer peripheral portion of the flange portion 21 is provided with an annularly formed bent portion 22 that bends and extends in a direction away from the mounting surface 1a from the outer peripheral end portion of the flange portion 21.
  • the bent portion 22 extends in a direction perpendicular to the mounting surface 1a.
  • the shield case 2 is attached to the high-frequency circuit board 1 by solder 30 as a joining member provided between the flange portion 21 and the ground pattern 12 on which the flange portion 21 is arranged and between the bent portion 22 and the ground pattern 12. Will be implemented. As a result, the shield case 2 is electrically connected to the ground pattern 12 via the solder 30.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of the solder 30 and the flux 32 when the flange portion 21 without the bent portion 22 is mounted on the ground pattern 12.
  • the solder 30 and the flux 32 piled up between the flange portion 21 and the ground pattern 12 spread on the ground pattern 12 without being raised so much. Then, as in the exuding portion 32a shown in FIG. 3, the flux 32 may exceed the resist portion 14 and cover a part of the antenna pattern 16.
  • the flange portion 21 is provided with the bent portion 22 as in the shield case 2 of the first embodiment shown in FIG. 2, it is piled up between the bent portion 22 and the ground pattern 12.
  • the solder 30 rises along the wall surface 22a due to the surface tension of the wall surface 22a of the bent portion 22. Therefore, it is suppressed that the solder 30 spreads on the ground pattern 12 and the flux 32 seeps out beyond the resist portion 14 of the ground pattern 12.
  • the flange portion 21 is provided with the bent portion 22, and the bent portion 22 is provided between the flange portion 21 and the ground pattern 12 on which the flange portion 21 is arranged, and the bent portion 22. It is mounted on the high frequency circuit board 1 by the solder 30 provided between the ground pattern 12 and the ground pattern 12.
  • the solder 30 provided between the bent portion 22 and the ground pattern 12 is raised along the wall surface 22a. Therefore, it is possible to prevent the solder 30 and the flux 32 from seeping out of the ground pattern 12 beyond the resist portion 14. As a result, it is possible to suppress that the antenna pattern 16 is covered by the flux 32, and it is possible to suppress deterioration of the antenna performance of the high frequency circuit board 1.
  • the outer shape of the shield case 2 is rectangular.
  • the outer shape of the shield case 2 is not limited to this.
  • the outer shape of the shield case 2 may be a polygon such as an ellipse or a hexagon.
  • the case main body 20 is composed of a flat top plate 20a and an inclined surface 20b.
  • the configuration of the case body 20 is not limited to this.
  • the entire or part of the inclined surface 20b may be formed by a curved surface, and the top plate 20a and the flange portion 21 may be connected by a curved surface.
  • the entire top plate 20a and the inclined surface 20b may be formed with a curved surface. In this case, it is not necessary to provide the case body 20 with the inclined surface 20b.
  • the bent portion 22 is formed so as to extend perpendicularly to the mounting surface 1a in a direction away from the mounting surface 1a.
  • the shape of the bent portion 22 is not limited to this.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first modification of the shield case 2 of the first embodiment.
  • the bent portion 22 extends at an angle of less than 90 ° with respect to the mounting surface 1a in a direction away from the mounting surface 1a. The same effect as that of the shield case 2 of the first embodiment can be obtained by the first modification.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the shield case 2 of the first embodiment.
  • the bent portion 22 is perpendicular to the mounting surface 1a in a direction away from the outer peripheral end portion of the flange portion 21 with respect to the mounting surface 1a, similarly to the bent portion 22 of the first embodiment. It is formed to extend.
  • the bent portion 22 further bends and extends along the mounting surface 1a in a direction away from the flange portion 21. The same effect as that of the shield case 2 of the first embodiment can be obtained by the second modification.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a high frequency circuit board 1 on which the shield case 2 according to the second embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view of part A in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG.
  • the shape of the case body 20 of the shield case 2 in the second embodiment is different from that of the first embodiment.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the shield case 2 according to the second embodiment is provided with a plurality of through holes 24 on the inclined surface 20b of the case body 20.
  • the shield case 2 dissipates heat generated from a circuit pattern or an electronic component in the shield case 2 through each through hole 24 by providing a plurality of through holes 24 on the inclined surface 20b. be able to.
  • each through hole 24 is set to be 1/4 or less of the high frequency wavelength generated from the circuit pattern of the high frequency circuit board 1. This is to prevent the high frequency from passing through the shield case 2 through each through hole 24.
  • the solder 30 and the flux 32 are piled up into the through hole 24.
  • the area for joining the flange portion 21 and the ground pattern 12 is increased. Therefore, the joint strength between the shield case 2 and the ground pattern 12 can be increased.
  • Each through hole 24 may be provided above the antenna pattern 16 covered with the case body 20. In this case, it is possible to visually confirm whether or not the solder 30 and the flux 32 have exuded into the antenna pattern 16 through the through holes 24.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a high frequency circuit board 1 on which the shield case 2 according to the third embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.
  • the shield case 2 in the third embodiment is different from the second embodiment in that the opening 26 is provided in the case body 20.
  • Other configurations are the same as in the second embodiment.
  • the case body 20 of the shield case 2 is provided with a rectangular opening 26 near the center of the top plate 20a.
  • the opening 26 is closed by a conductive member such as a conductive tape after the shield case 2 is mounted on the high frequency circuit board 1.
  • the shield case 2 by providing the case body 20 with the opening 26, even after the shield case 2 is mounted on the high frequency circuit board 1, the case body 20 passes through the opening 26. The state of the mounted mounting surface 1a to be covered can be confirmed. Therefore, it can be confirmed after mounting the shield case 2 whether or not the solder 30 or the flux 32 adheres to the antenna pattern 16 covered with the case body 20.
  • the solder 30 or the flux 32 adhered to the antenna pattern 16 can be removed through the opening 26. it can.
  • the shape of the opening 26 was rectangular.
  • the shape of the opening 26 is not limited to this.
  • the shape of the opening 26 may be a polygonal shape such as an ellipse or a hexagon.
  • the opening 26 may be divided into two or more openings.
  • circuit board 1 High frequency circuit board (board), 2 Shield case, 12 Ground pattern (case mounting area), 14 resist part, 16 antenna pattern (circuit pattern), 20 case body, 20a top plate, 20b inclined surface, 21 flange part, 21a Joint surface, 22 bent part, 22a wall surface, 24 through hole, 26 opening, 30 solder (joining member), 32 flux.

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Abstract

シールドケースは、基板の実装面に設けられた回路パターンの少なくとも一部を覆うケース本体と、ケース本体の外周端部から、実装面に沿って前記ケース本体から離れる方向に延びるフランジ部と、フランジ部の外周端部から、実装面に対して離れる方向に曲がって延びる屈曲部とを備え、フランジ部とフランジ部が配置される基板に設けられたケース実装領域との間、及び屈曲部とケース実装領域との間に設けられる接合部材によって基板に実装される。

Description

シールドケース
 本発明は、基板に実装されるシールドケースに関する。
 従来、高周波回路基板の電子部品または回路パターンをシールドするシールドケースは、高周波回路基板のグランドパターンに実装される。シールドケースは、グランドパターンと導通するように、シールドケースの外周端部とグランドパターンとの間に半田を盛り付けて実装される(例えば、特許文献1参照)。
特開2013-46260号公報
 従来のシールドケースを高周波回路基板のグランドパターンに実装する際には、シールドケースの外周端部とグランドパターンとの間に盛り付けられた半田またはフラックスが、グランドパターンの外に染み出すことがある。グランドパターンから染み出した半田またはフラックスは、高周波回路基板上に設けられたアンテナパターンに付着してアンテナ性能を低下させてしまうという課題がある。
 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、基板の実装面におけるケース実装領域から半田及びフラックスが染み出すことを抑制することのできるシールドケースを得ることを目的とする。
 本発明に係るシールドケースは、基板の実装面に設けられた回路パターンの少なくとも一部を覆うケース本体と、ケース本体の外周端部から、実装面に沿って前記ケース本体から離れる方向に延びるフランジ部と、フランジ部の外周端部から、実装面に対して離れる方向に曲がって延びる屈曲部とを備え、フランジ部とフランジ部が配置される基板に設けられたケース実装領域との間、及び屈曲部とケース実装領域との間に設けられる接合部材によって基板に実装される。
 本発明のシールドケースによれば、基板の実装面におけるケース実装領域から半田及びフラックスが染み出すことを抑制することができる。
本発明の実施の形態1におけるシールドケースが実装された高周波回路基板を示す斜視図である。 図1のII-II線に沿う一部省略断面図である。 屈曲部が設けられていないフランジ部がグランドパターンに実装された場合の半田及びフラックスの状態を示す一部省略断面図である。 実施の形態1のシールドケースの第1変形例を示す一部省略断面図である。 実施の形態1のシールドケースの第2変形例を示す一部省略断面図である。 本発明の実施の形態2におけるシールドケースが実装された高周波回路基板を示す斜視図である。 図6のA部を拡大して示した平面図である。 図6のVIII-VIII線に沿う一部省略断面図である。 本発明の実施の形態3におけるシールドケースが実装された高周波回路基板を示す斜視図である。 図9のX-X線に沿う一部省略断面図である。
 以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
 実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1におけるシールドケース2が実装された高周波回路基板1の例を示す斜視図である。図2は、図1のII-II線に沿う断面図である。
 図1及び図2に示すように、高周波回路基板1の実装面1aには、グランドパターン12、レジスト部14、及び複数のアンテナパターン16が設けられている。なお、アンテナパターン16は、実装面1aに形成される回路パターンの少なくとも一部を構成する。
 グランドパターン12は、外形が矩形の環状に形成されている。レジスト部14は、グランドパターン12の外周及び内周に沿って環状に設けられている。複数のアンテナパターン16は、グランドパターン12の内側及び外側に設けられている。各アンテナパターン16は、直線状に形成されて互いに間隔を空けて配置されている。各レジスト部14は、グランドパターン12とアンテナパターン16との間に設けられている。レジスト部14は、実装面1aに対して、グランドパターン12及びアンテナパターン16よりも上方に突出している。
 シールドケース2は、ケース本体20、フランジ部21及び屈曲部22によって構成されている。シールドケース2は、矩形状のトレーを伏せた形状を有している。
 ケース本体20は、高周波回路基板1の実装面1a側に配置されて、実装面1aに形成された回路パターンの少なくとも一部の上方を覆っている。ケース本体20は、天板20aと傾斜面20bとを有する。天板20aは、矩形の平板状に形成されている。傾斜面20bは、天板20aの外周端部から、高周波回路基板1の実装面1a側に向かって下る方向に傾斜している。このようにケース本体20を 形成することによって、ケース本体20の天板20aと実装面1aに形成された回路パターンとの間には空間が形成される。
 傾斜面20bの外周部分には、傾斜面20bの外周端部から、高周波回路基板1の実装面1aに沿ってケース本体20から離れる方向に延びる環状のフランジ部21が設けられている。フランジ部21は、ケース実装領域としてのグランドパターン12に接合される接合面21aを有している。
 フランジ部21の外周部分には、フランジ部21の外周端部から、実装面1aに対して離れる方向に曲がって延びる環状に形成された屈曲部22が設けられている。図2の例では、屈曲部22は、実装面1aに対して垂直な方向に延びている。
 シールドケース2は、フランジ部21とフランジ部21が配置されるグランドパターン12との間、及び屈曲部22とグランドパターン12との間に設けられる接合部材としての半田30によって、高周波回路基板1に実装される。この結果、シールドケース2は、半田30を介してグランドパターン12と電気的に接続される。
 ここで、屈曲部22の作用及び効果について、図2及び図3を用いて説明する。
 図3は、屈曲部22が設けられていないフランジ部21がグランドパターン12に実装された場合の半田30及びフラックス32の状態を示す断面図である。フランジ部21に屈曲部22が設けられていない場合には、フランジ部21とグランドパターン12との間に盛られた半田30及びフラックス32は、あまり盛り上がらずにグランドパターン12上に広がる。すると、図3に示す染み出し部32aのように、フラックス32がレジスト部14を超えて、アンテナパターン16の一部を覆ってしまう場合がある。
 これに対し、図2に示す実施の形態1のシールドケース2のように、フランジ部21に屈曲部22が設けられている場合には、屈曲部22とグランドパターン12との間に盛られた半田30が、屈曲部22の壁面22aの表面張力によって壁面22aに沿って盛り上がる。よって、半田30がグランドパターン12上に広がって、フラックス32がグランドパターン12のレジスト部14を超えて染み出すことが抑制される。
 このように、実施の形態1におけるシールドケース2は、フランジ部21に屈曲部22が設けられており、フランジ部21とフランジ部21が配置されるグランドパターン12との間、及び屈曲部22とグランドパターン12との間に設けられる半田30によって高周波回路基板1に実装される。
 そして、屈曲部22とグランドパターン12との間に設けられる半田30を、壁面22aに沿って盛り上がらせている。このため、半田30及びフラックス32がレジスト部14を超えてグランドパターン12の外に染み出すことが抑制される。この結果、フラックス32によってアンテナパターン16が覆われることが抑制でき、高周波回路基板1のアンテナ性能を低下させることが抑制できる。
 なお、実施の形態1では、シールドケース2の外形形状を矩形とした。しかし、シールドケース2の外形形状は、これに限るものではない。例えば、シールドケース2の外形形状は、楕円形、または六角形などの多角形であってもよい。
 また、実施の形態1では、ケース本体20は、平板状の天板20aと傾斜面20bとによって構成されていた。しかし、ケース本体20の構成は、これに限るものではない。例えば、傾斜面20bの全体または一部を曲面で形成して、天板20aとフランジ部21とを曲面で接続するように構成してもよい。また、天板20a及び傾斜面20bの全体を曲面で形成するように構成してもよい。この場合には、ケース本体20に傾斜面20bを設ける必要はない。
 また、実施の形態1におけるシールドケース2では、屈曲部22は、実装面1aから離れる方向に、実装面1aに対して垂直に延びるように形成されていた。しかし、屈曲部22の形状は、これに限るものではない。
 図4は、実施の形態1のシールドケース2の第1変形例を示す断面図である。第1変形例では、屈曲部22は、実装面1aから離れる方向に、実装面1aに対して90°未満の角度で傾斜して延びている。第1変形例によっても、実施の形態1のシールドケース2と同様の効果が得られる。
 また、図5は、実施の形態1のシールドケース2の第2変形例を示す断面図である。第2変形例では、屈曲部22は、実施の形態1の屈曲部22と同様に、フランジ部21の外周端部から、実装面1aに対して離れる方向に、実装面1aに対して垂直に延びるように形成されている。第2変形例では、屈曲部22は、さらに、フランジ部21から遠ざかる方向に、実装面1aに沿って曲がって延びている。第2変形例によっても、実施の形態1のシールドケース2と同様の効果が得られる。
 実施の形態2.
 図6は、本発明の実施の形態2におけるシールドケース2が実装された高周波回路基板1を示す斜視図である。図7は、図6のA部を拡大して示した平面図である。図8は、図6のVIII-VIII線に沿う断面図である。
 実施の形態2におけるシールドケース2は、ケース本体20の形状が実施の形態1とは異なる。他の構成は、実施の形態1と同様である。
 図6~図8に示すように、実施の形態2におけるシールドケース2は、ケース本体20の傾斜面20bに複数の貫通穴24が設けられている。
 実施の形態2におけるシールドケース2は、傾斜面20bに複数の貫通穴24を設けることによって、シールドケース2内の回路パターンまたは電子部品から発生される熱を、各貫通穴24を介して放散することができる。
 また、各貫通穴24の直径は、高周波回路基板1の回路パターンから発生する高周波の波長の1/4以下になるように設定されている。これは、当該高周波が各貫通穴24を介してシールドケース2を通過することを抑制するためである。
 図8に示すように、傾斜面20bのフランジ部21に近い領域に貫通穴24を設けることによって、貫通穴24の中まで半田30及びフラックス32が盛られる。これにより、フランジ部21とグランドパターン12とを接合する面積が広くなる。このため、シールドケース2とグランドパターン12との間の接合強度を高めることができる。
 なお、各貫通穴24は、ケース本体20で覆われるアンテナパターン16の上方に設けてもよい。この場合には、各貫通穴24を介して、アンテナパターン16に半田30及びフラックス32が浸み出していないかを目視で確認することができる。
 実施の形態3.
 図9は、本発明の実施の形態3におけるシールドケース2が実装された高周波回路基板1を示す斜視図である。図10は、図9のX-X線に沿う断面図である。
 実施の形態3におけるシールドケース2は、ケース本体20に開口部26を設けた点が実施の形態2とは異なる。他の構成は、実施の形態2と同様である。
 シールドケース2のケース本体20には、天板20aの中央付近に矩形状の開口部26が設けられている。この開口部26は、シールドケース2を高周波回路基板1に実装した後に、導電性テープなどの導電性部材によって閉塞される。
 実施の形態3におけるシールドケース2は、ケース本体20に開口部26を設けることによって、高周波回路基板1にシールドケース2を実装した後であっても、開口部26を介して、ケース本体20で覆われる実装面1aの状態を確認することができる。このため、ケース本体20で覆われるアンテナパターン16の上に、半田30またはフラックス32が付着していないかを、シールドケース2の実装後に確認することができる。
 また、シールドケース2の実装後にアンテナパターン16に半田30またはフラックス32が付着していた場合であっても、開口部26を介してアンテナパターン16に付着した半田30またはフラックス32を除去することができる。
 なお、実施の形態3のシールドケース2は、開口部26の形状を矩形状としていた。しかし、開口部26の形状は、これに限るものではない。例えば、開口部26の形状は、楕円形、または六角形などの多角形形状であってもよい。また、開口部26は、2つ以上の開口部に分割されていてもよい。
 1 高周波回路基板(基板)、2 シールドケース、12 グランドパターン(ケース実装領域)、14 レジスト部、16 アンテナパターン(回路パターン)、20 ケース本体、20a 天板、20b 傾斜面、21 フランジ部、21a 接合面、22 屈曲部、22a 壁面、24 貫通穴、26 開口部、30 半田(接合部材)、32 フラックス。

Claims (8)

  1.  基板の実装面に設けられた回路パターンの少なくとも一部を覆うケース本体と、
     前記ケース本体の外周端部から、前記実装面に沿って前記ケース本体から離れる方向に延びるフランジ部と、
     前記フランジ部の外周端部から、前記実装面に対して離れる方向に曲がって延びる屈曲部と
    を備え、
     前記フランジ部と前記フランジ部が配置される前記基板に設けられたケース実装領域との間、及び前記屈曲部と前記ケース実装領域との間に設けられる接合部材によって前記基板に実装されるシールドケース。
  2.  前記屈曲部は、さらに、前記フランジ部から遠ざかる方向に、前記実装面に沿って曲がって延びている請求項1に記載のシールドケース。
  3.  前記ケース本体の外周部分には、
     前記ケース本体の中央側から前記フランジ部に向かって下る方向に傾斜する傾斜面が設けられており、
     前記傾斜面には、少なくとも一つの貫通穴が設けられている請求項1または請求項2に記載のシールドケース。
  4.  前記基板は、高周波回路基板であり、
     前記貫通穴の直径は、前記回路パターンから発生される高周波の波長の1/4以下である請求項3に記載のシールドケース。
  5.  前記貫通穴は、前記傾斜面における前記フランジ部に近い側に設けられている請求項3または請求項4に記載のシールドケース。
  6.  前記回路パターンはアンテナパターンを含み、
     前記貫通穴は、前記アンテナパターンの上方に設けられている請求項4または請求項5に記載のシールドケース。
  7.  前記ケース本体の中央付近には、開口部が設けられている請求項1から6のいずれか一項に記載のシールドケース。
  8.  前記開口部には、前記開口部を閉塞する導電性部材が取付け可能になっている請求項7に記載のシールドケース。
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