WO2021054029A1

WO2021054029A1 - シールドケース、シールドケース付き基板及び電気接続箱

Info

Publication number: WO2021054029A1
Application number: PCT/JP2020/031382
Authority: WO
Inventors: 加納　毅大; 弘嗣小島
Original assignee: 住友電装株式会社
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2021-03-25
Also published as: JP2021048334A

Abstract

シールドケース３０は、基板２１に実装された電子部品２５を覆うシールドケース３０であって、金属製のシールド本体３１と、シールド本体３１に密着する樹脂製の樹脂部４０とを備え、樹脂部４０は、基板２１に対してネジ５０でネジ留め可能な留め部４５を有する。

Description

シールドケース、シールドケース付き基板及び電気接続箱

　本明細書では、電子部品をシールドする技術を開示する。

　従来、基板に実装された電子部品をシールドするためのシールドケースが知られている。下記特許文献１は、回路基板にマイコンＩＣ及びメモリＩＣが実装されている。回路基板には、マイコンＩＣ及びメモリＩＣを囲むように複数の金属製のクリップが立設されている。クリップは、シールドケースの四方の側壁部を挟持する。

特開２０１８－１１６３５４号公報

　ところで、シールドケースを基板のクリップで挟持する構成は、振動や衝撃などの外力が生じた場合の保持力不足が懸念される。一方、クリップを用いず、例えば、シールドケースにネジ穴を形成し、基板に対してシールドケースをネジでネジ留めする場合には、基板に対するシールドケースの保持力は強くなるもののネジ留めの際に発生する金属の切り粉による回路の不具合が懸念される。

　本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回路の不具合を抑制しつつ、基板に対するシールドケースの保持力を高めることを目的とする。

　本明細書に記載されたシールドケースは、基板に実装された電子部品を覆うシールドケースであって、金属製のシールド本体と、前記シールド本体に密着する樹脂製の樹脂部とを備え、前記樹脂部は、前記基板に対してネジでネジ留め可能な留め部を有する。

　本明細書に記載された技術によれば、回路の不具合を抑制しつつ、基板に対するシールドケースの保持力を高めることができる。

図１は、電気接続箱を示す斜視図である。図２は、電気接続箱を示す縦断面図である。図３は、シールドケースの基板への組付けを説明する斜視図である。図４は、基板がシールドケースの留め部にネジ留めされた状態を拡大して示す縦断面図である。図５は、シールドケースを示す斜視図である。図６は、シールドケースを示す縦断面図である。図７は、シールド本体を示す斜視図である。図８は、図７とは異なる方向からシールド本体を示す斜視図である。

［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示のシールドケースは、基板に実装された電子部品を覆うシールドケースであって、金属製のシールド本体と、前記シールド本体に密着する樹脂製の樹脂部とを備え、前記樹脂部は、前記基板に対してネジでネジ留め可能な留め部を有する。
　上記構成によれば、（金属製のシールド本体ではなく）樹脂製の樹脂部にネジ留め可能な留め部が形成されているため、ネジ留めの際の金属の切り粉による回路の不具合を抑制することができる。また、基板に対してシールドケースがネジ留めで固定されるため、例えば基板のクリップでシールド本体を挟持する構成と比較して基板に対するシールドケースの保持力を高めることができる。よって、回路の不具合を抑制しつつ、基板に対するシールドケースの保持力を高めることができる。

（２）前記シールド本体は、前記基板のグランドパターンに接続可能なグランド接続部を備え、前記樹脂部は、複数の前記留め部と、複数の前記留め部の間を連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記グランド接続部に密着している。
　このようにすれば、グランド接続部を連結部で保持しつつ、基板のグランドパターンからグランド接続部を介してシールド本体をグランド電位に接続することができる。

（３）前記シールド本体は、前記基板の板面に沿う天板部を備え、前記樹脂部は、前記天板部における前記電子部品側に部分的に密着して前記天板部を支持する支持部を備える。
　このようにすれば、支持部によりシールド本体と樹脂部との固着力を高めつつ、天板部を支持することができる。

（４）前記基板と、前記電子部品と、前記電子部品を覆うシールドケースと、前記留め部を前記基板にネジ留めする前記ネジと、を備えるシールドケース付き基板とする。
（５）前記シールドケースは、前記基板の全体よりも小さい所定の領域を覆う大きさで形成されている。
　このようにすれば、シールドケースが基板の全体を覆う構成と比較して、軽量化や低コスト化が可能となる。

（６）一つの前記電子部品が前記シールドケース内に収容されている。
　このようにすれば、電子部品の特性に応じて電子部品を個別にシールドすることができる。
（７）前記電子部品は、マイコンである。

（８）前記ネジは、タッピングねじである。
　このようにすれば、例えば樹脂部にナットを固定しなくてもネジ留めすることができる。
（９）前記シールドケース付き基板と、前記シールドケース付き基板が収容される樹脂ケースとを備える電気接続箱とする。

［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本実施形態について、図１～図８を参照しつつ説明する。
　電気接続箱１０は、例えば電気自動車やハイブリット自動車等の車両に搭載される。以下では、図１のＸ方向を前方、Ｙ方向を左方、図３のＺ方向を上方として説明する。

　電気接続箱１０は、図２に示すように、樹脂ケース１１と、樹脂ケース１１に収容されるシールドケース付き基板２０とを備える。樹脂ケース１１は、絶縁性の合成樹脂製であって、有底筒状の樹脂ケース本体１２と、樹脂ケース本体１２の開口１２Ａを閉鎖する前面カバー１７とを備える。樹脂ケース本体１２は、扁平な角筒状であって、コネクタ２４が装着された基板２１を挿通可能な長方形状の開口１２Ａを有し、樹脂ケース本体１２の後方側は閉鎖されている。樹脂ケース本体１２は、図１に示すように、互いに対向する上下一対の対向壁１３と、一対の対向壁１３を連結する左右一対の側壁１５とを有する。

　一対の対向壁１３の外面の前端側には、係止凸部１４が外方に突出している。係止凸部１４は、外方に段差状に突出し、前方側に向けて傾斜状に突出寸法が小さくなる形状とされている。一対の側壁１５の内面には、図２に示すように、基板２１の両側縁部が挿通されるガイド溝１６が形成されている。

　前面カバー１７は、合成樹脂製であって、樹脂ケース本体１２の開口１２Ａを覆う大きさの板状であって、コネクタ２４が外部に導出される複数の長方形状の導出口１７Ａが貫通形成されている。前面カバー１７は、樹脂ケース本体１２の一対の係止凸部１４に係止する一対の被係止部１８を備える。各被係止部１８は、撓み変形可能な枠状であって、各被係止部１８の孔縁に係止凸部１４が係止する。

　シールドケース付き基板２０は、基板２１と、電子部品２５と、シールドケース３０とを備える。基板２１は、絶縁板に銅箔等からなる導電路がプリント配線技術により形成されたプリント基板とされ、コネクタ２４及び電子部品２５が実装されている。基板２１の導電路は、図４に示すように、グランド電位に接続されたグランドパターン２２と、グランド電位よりも高い電位（例えば５［Ｖ］）に接続された＋側パターン（不図示）とを有する。基板２１には、シールドケース３０が装着される位置に、ネジ５０が挿通可能な複数（本実施形態では４つ）の挿通孔２３が貫通形成されている。各挿通孔２３は、ネジ５０の軸部５１のねじ山の外径とほぼ同じ径か、ねじ山の外径よりも大きく、ネジ５０の頭部５２の外径よりも小さい径とされている。

　電子部品２５は、基板２１の導電路に複数実装されており、導電路（＋側パターン及びグランドパターン）に半田付け等で接続されるリード端子を有する。複数の電子部品２５のうち、シールドケース３０で覆われる電子部品２５は、本実施形態では、一つのマイコンとされている。マイコンは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び不揮発性メモリ等をチップ化した半導体素子であり、例えば車両内外の機器の間で行われる通信に関する演算処理等が可能とされている。なお、シールドケース３０で覆われる電子部品２５は、マイコンに限られず、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、コイル、コンデンサ等のノイズを発生したり、外部のノイズの影響を受ける電子部品とすることができる。

　コネクタ２４は、車両内に配策される電源ケーブル、通信ケーブル等が接続可能とされ、相手側コネクタが嵌合可能なフード（図１ではフードの形状は省略）を有する合成樹脂製のハウジングと、ハウジングに固定される棒状のコネクタ端子（不図示）とを備える。コネクタ端子は、基板２１の導電路に半田付けされる。

　シールドケース３０は、基板２１に実装された電子部品２５を覆うものであり、図５，図６に示すように、電子部品２５をシールドする金属製のシールド本体３１と、シールド本体３１に密着する樹脂部４０とを備える。シールド本体３１は、図７，図８に示すように、基板２１の板面に沿う長方形の平板状の天板部３２と、天板部３２の四辺の縁部から下方に延びる４つの隔壁部３３と、各隔壁部３３の外方に延び、基板２１のグランドパターン２２に接続可能なグランド接続部３５とを備える。４つの隔壁部３３は、天板部３２に対して所定の寸法で下方に延びており、天板部３２の各辺の全長に亘って形成されている。

　グランド接続部３５は、天板部３２の板面に沿うように外方に延びる接触片であり、各隔壁部３３に対して間隔を空けて一対設けられている。グランド接続部３５の下面には、図８に示すように、基板２１のグランドパターン２２に対して押圧状態で接触する接点部３５Ａが形成されている。接点部３５Ａは、接触片の下面から円形状に突出しており、板状のグランド接続部３５の上面を下方側に叩いて形成される。シールド本体３１は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属板材をプレス機により打ち抜き加工及び曲げ加工を施して形成することができる。

　樹脂部４０は、図６に示すように、天板部３２の上面に密着状態で重なる天板カバー部４１と、天板部３２の下面（天板部３２における電子部品２５側）に部分的に密着する支持部４２と、基板２１に対してネジ留めされる複数（本実施形態では４つ）の留め部４５と、隔壁部３３の両面に重なり、隣り合う複数の留め部４５の間を連結する連結部４７とを備える。

　天板カバー部４１は、天板部３２の上面の全面に所定の厚みで密着している。支持部４２は、天板部３２の下面に十字状（前後方向及び左右方向）に延びており、一方の連結部４７と反対側の連結部４７とを連結している。本実施形態では、支持部４２は、シールドケース３０が基板２１にネジ留めされた状態で、電子部品２５に当接可能な高さ（天板部３２の下面からの突出寸法）とされているが、これに限られず、電子部品２５に当接しない高さ（電子部品２５との間に隙間が形成される突出寸法）としてもよい。

　留め部４５には、図４に示すように、ネジ５０の軸部５１が進入する留め孔４５Ａが形成されている。留め孔４５Ａは、下側がネジ５０の軸部５１をねじ込み可能な大きさで開口し、上面側が閉鎖されている。基板２１の挿通孔２３に挿通されたネジ５０の軸部５１は、留め孔４５Ａにねじ込まれる。

　ネジ５０は、タッピングねじとされており、ねじ山及びねじ溝が形成された軸部５１と、軸部５１よりも外径の大きい頭部５２とを有する。軸部５１は、軸方向に所定の径（ねじ山の外径及びねじ溝の内径）とされている。ネジ５０のねじ山は、留め孔４５Ａの内周面に食い込んでねじ切り可能なように先端が鋭利な形状となっている。

　連結部４７は、図５に示すように、４つの隔壁部３３の全長に亘って延びており、図６に示すように、隔壁部３３の内面及び外面のそれぞれに対して所定の厚みで形成された隔壁カバー部４８Ａ，４８Ｂと、隔壁カバー部４８Ａ，４８Ｂの下端部から外方に張り出す張出部４９とを備える。張出部４９は、グランド接続部３５を密着状態で覆っており、グランド接続部３５は、底面を露出させた状態で張出部４９に埋設されている。樹脂部４０は、タッピングねじのネジ留めに好適な樹脂材料が好ましく、例えばＰＢＴ(polybutylene terephthalate)、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を用いることができる。

　シールドケース３０は、図示しない金型内にシールド本体３１を配置し、金型内に樹脂を注入するインサート成形を行うことで形成することができる。

　電気接続箱１０の組み付けについて説明する。
　基板２１に対して各電子部品２５及びコネクタ２４を例えばリフロー半田付けにより装着する。また、図３に示すように、一つの電子部品２５を覆う位置にシールドケース３０を配し、ネジ５０の軸部５１を基板２１の挿通孔２３に通し、樹脂からなる留め部４５の留め孔４５Ａにネジ留めする（図４）。このとき、留め孔４５Ａの内壁は、タッピングねじのネジ山で削られる。ネジ５０が所定のトルクでネジ留めされると、グランド接続部３５の接点部３５Ａが基板２１のグランドパターン２２を押圧し、シールド本体３１がグランド電位となる。これにより、シールドケース付き基板２０が形成される。

　シールドケース付き基板２０を樹脂ケース本体１２の開口１２Ａから挿入して樹脂ケース本体１２に収容し、前面カバー１７の被係止部１８を樹脂ケース本体１２の係止凸部１４に係止させると、電気接続箱１０（図２）が形成される。

　本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
　シールドケース３０は、基板２１に実装された電子部品２５を覆うシールドケース３０であって、金属製のシールド本体３１と、シールド本体３１に密着する樹脂製の樹脂部４０とを備え、樹脂部４０は、基板２１に対してネジ５０でネジ留め可能な留め部４５を有する。

　上記実施形態によれば、（金属製のシールド本体３１ではなく）樹脂製の樹脂部４０にネジ留め可能な留め部４５が形成されているため、ネジ留めの際の金属の切り粉による回路のショート等の不具合を抑制することができる。また、基板２１に対してシールドケース３０がネジ留めで固定されるため、例えば基板２１のクリップでシールド本体３１を挟持する構成と比較して基板２１に対するシールドケース３０の保持力を高めることができる。よって、回路の不具合を抑制しつつ、基板２１に対するシールドケース３０の保持力を高めることができる。

　また、シールド本体３１は、基板２１のグランドパターン２２に接続可能なグランド接続部３５を備え、樹脂部４０は、複数の留め部４５と、複数の留め部４５の間を連結する連結部４７と、を備え、連結部４７は、グランド接続部３５に密着している。
　このようにすれば、グランド接続部３５を連結部４７で保持しつつ、基板２１のグランドパターン２２からグランド接続部３５を介してシールド本体３１をグランド電位に接続することができる。

　また、シールド本体３１は、基板２１の板面に沿う天板部３２を備え、樹脂部４０は、天板部３２における電子部品２５側に部分的に密着して天板部３２を支持する支持部４２を備える。
　このようにすれば、支持部４２によりシールド本体３１と樹脂部４０との固着力を高めつつ、天板部３２を支持することができる。

　また、ネジ５０は、タッピングねじである。
　このようにすれば、例えば樹脂部４０にナットを固定しなくてもネジ留めすることができる。

　＜他の実施形態＞
　本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
（１）樹脂部４０は、シールド本体３１のほぼ全体を覆う構成としたが、これに限られず、少なくともシールド本体３１と留め部４５とが接続されるようにシールド本体３１に密着していればよい。

１０：　電気接続箱
１１：　樹脂ケース
１２：　樹脂ケース本体
１２Ａ：　開口
１３：　対向壁
１４：　係止凸部
１５：　側壁
１６：　ガイド溝
１７：　前面カバー
１７Ａ：　導出口
１８：　被係止部
２０：　シールドケース付き基板
２１：　基板
２２：　グランドパターン
２３：　挿通孔
２４：　コネクタ
２５：　電子部品
３０：　シールドケース
３１：　シールド本体
３２：　天板部
３３：　隔壁部
３５：　グランド接続部
３５Ａ：　接点部
４０：　樹脂部
４１：　天板カバー部
４２：　支持部
４５：　留め部
４５Ａ：　留め孔
４７：　連結部
４８Ａ，４８Ｂ：　隔壁カバー部
４９：　張出部
５０：　ネジ
５１：　軸部
５２：　頭部

Claims

　基板に実装された電子部品を覆うシールドケースであって、
　金属製のシールド本体と、前記シールド本体に密着する樹脂製の樹脂部とを備え、
　前記樹脂部は、前記基板に対してネジでネジ留め可能な留め部を有する、シールドケース。
　前記シールド本体は、前記基板のグランドパターンに接続可能なグランド接続部を備え、
　前記樹脂部は、複数の前記留め部と、複数の前記留め部の間を連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記グランド接続部に密着している、請求項１に記載のシールドケース。
　前記シールド本体は、前記基板の板面に沿う天板部を備え、
前記樹脂部は、前記天板部における前記電子部品側に部分的に密着して前記天板部を支持する支持部を備える請求項１又は請求項２に記載のシールドケース。
　前記基板と、前記電子部品と、前記電子部品を覆う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシールドケースと、前記留め部を前記基板にネジ留めする前記ネジと、を備える、シールドケース付き基板。
　前記シールドケースは、前記基板の全体よりも小さい所定の領域を覆う大きさとされている請求項４に記載のシールドケース付き基板。
　一つの前記電子部品が前記シールドケース内に収容されている請求項４または請求項５に記載のシールドケース付き基板。
　前記電子部品は、マイコンである請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のシールドケース付き基板。
　前記ネジは、タッピングねじである請求項４から請求項７のいずれか一項に記載のシールドケース付き基板。
　請求項４から請求項８のいずれか一項に記載のシールドケース付き基板と、前記シールドケース付き基板が収容される樹脂ケースとを備える電気接続箱。