特許 7523928 シールドケース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-19

(45)【発行日】2024-07-29

(54)【発明の名称】シールドケース

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20240722BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020057113

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021158224

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-11-29

(73)【特許権者】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】弁理士法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山内 茂樹

【審査官】石坂 博明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０３４４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３３０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１０９６３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３２２６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６００１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０９５９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８８７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０１３７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品を覆うシールドケースであって、
金属板からなる天板部と、
前記天板部の周縁部から前記天板部と交叉する方向に突出して形成された複数の端子脚部と、
前記複数の端子脚部以外の前記天板部の周縁部から前記天板部と交叉する前記方向に突出して形成された側板部と、を有し、
前記複数の端子脚部の各々は、端子部を構成し、
前記端子部は、前記天板部から伸張する脚部と、前記脚部の先端から外側に折り曲げて形成された前記脚部と交叉する方向に延在する接合部と、前記接合部の先端から前記脚部に当接している突支部と、を有する縦断面が環状形の端子部であることを特徴とするシールドケース。

【請求項2】

前記端子部の前記接合部は半田接合される部位であることを特徴とする請求項１に記載のシールドケース。

【請求項3】

前記複数の端子脚部の各々は前記シールドケースの隅部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のシールドケース。

【請求項4】

前記複数の端子脚部の一部は前記シールドケースの前記隅部の間の中間部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシールドケース。

【請求項5】

前記端子部の前記接合部に凹部を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のシールドケース。

【請求項6】

前記端子部の前記接合部に貫通孔を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のシールドケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント基板に取り付けるシールドケースに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、無線通信機器に対し、あらゆる環境条件下で使用できることが求められ、また、小型で手軽に持ち運べて使用できるような小型化の要求が増えてきている。

【0003】

さらに各国において、無線通信機器内部に搭載される無線モジュール等の電子回路モジュールに対し、電波認証等でメタルケース等のシールドケースによりシールドされることが適合条件として求められている。また、電子回路モジュールの内部回路保護やノイズ対策等のためにプリント基板（以下、基板ともいう）に取り付ける電子部品を覆うシールドケースが求められている。例えば、シールドケースは、半田接続用端子がない立方体の箱構造であって、基板に搭載してシールドケースの４辺の側面を基板に半田付けで取り付ける構造としている（特許文献１、参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開2016-114695号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

無線通信機器の使用において、例えば、環境温度変化が激しい場合、基板の収縮や反りが発生する、または、持ち運び中に機器を落下させたときにあたえる衝撃や、ゆとりのない空間に電子回路モジュールを入れたときにあたえる曲げ反り等が、そのシールドケースの半田接合箇所に大きな応力ストレスをあたえ、接合箇所が剥がれるという不具合が発生する場合がある。

【0006】

従来技術では、上記剥がれの不具合を解決するため、シールドケースの半田付箇所を増やし接続強度をあげる対策をとっている。半田付箇所を増加のため、基板上の部品エリアが減らし、もしくは、基板外形寸法を大きくする必要が生じる。さらに、シールドケースを取り付けるための半田の使用量の増加や、半田接合箇所の半田状態検査の時間の増加等のデメリットが発生している。

【0007】

また、半田接合箇所を増やし過ぎたことで逆に基板が反ったときに応力が逃げる箇所がなくなり、シールドケースが基板から剥がれるいわゆるシールドケース剥がれも発生している。

【0008】

本発明は、前述した問題点に鑑みなされたものであり、従来技術のデメリットを低減し、かつ、基板からのシールドケース剥がれの不具合を改善するシールドケースを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のシールドケースは、電子部品を覆うシールドケースであって、
金属板からなる天板部と、
前記天板部の周縁部から前記天板部と交叉する方向に突出して形成された複数の端子脚部と、
前記複数の端子脚部以外の前記天板部の周縁部から前記天板部と交叉する前記方向に突出して形成された側板部と、を有し、
前記複数の端子脚部の各々は、前記天板部から伸張する脚部、前記脚部の先端から前記脚部と交叉する方向に延在する接合部、及び前記接合部の先端から前記脚部に当接している突支部を有する断面が環状形の端子部を有する
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、基板とシールドケースのアセンブリにおける基板とのシールドケース剥がれの不具合を改善することが実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明による第１の実施例のシールドケースの上面図である。

【図2】第１の実施例のシールドケースの側面図である。

【図3】第１の実施例のシールドケースを基板に取り付けた電子回路モジュールを示す斜視図である。

【図4】第１の実施例のシールドケースのための板金加工工程を示すその端子脚部の近傍の斜視図である。

【図5】第１の実施例のシールドケースのための板金加工工程を示すその端子脚部の近傍の斜視図である。

【図6】第１の実施例のシールドケースのための板金加工工程を示すその端子脚部の近傍の斜視図である。

【図7】第１の実施例のシールドケースのための板金加工工程を示すその端子脚部の近傍の斜視図である。

【図8】第１の実施例のシールドケースを取り付ける基板の斜視図である。

【図9】第１の実施例のシールドケースの端子脚部の近傍の斜視図である。

【図10】本発明による第１の実施例の変形例のシールドケースの上面図である。

【図11】第２の実施例のシールドケースの端子脚部の近傍の斜視図である。

【図12】第３の実施例のシールドケースの端子脚部の近傍の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ本発明による実施例について詳細に説明する。なお、実施例において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【実施例1】

【0013】

（第１の実施例）
［構成］
図１は、第１の実施例の銅、鉄、合金などの金属製のシールドケース１０の上面図である。図２は、そのシールドケース１０の側面図である。

【0014】

図３は、シールドケース１０を備えた無線モジュール等の電子回路モジュール（以下、モジュールともいう）２０を示す斜視図である。モジュール２０は、電気回路を構成する種々の電子部品（図示せず）が搭載された基板ＰＢと、その電気回路上にそれらを覆うシールドケース１０が半田１９を介して取り付けられたシールドケース１０とから構成される。

【0015】

シールドケース１０は、矩形の天板１０ａと、対向する二辺一組の側壁である側板部１１と、その４隅にオフセットされて形成された端子脚部１２と、を有する基板ＰＢ側が開口した略長方体である。４つの複数の端子脚部の各々は、天板１０ａからその法線方向に伸張する脚部１４と、脚部１４の先端から交叉する方向に延在する接合部１５と、接合部１５の先端から脚部１４に当接している突支部１６を有し、これらの脚部１４と接合部１５と突支部１６は縦断面が環状形の端子部を構成している。

【0016】

［シールドケース製法］
シールドケース１０は、金属平板から板金加工により形成される。図４～図７は、シールドケース１０のための板金加工工程を示す端子脚部１２の近傍を示す斜視図である。図４に示すように、シールドケース１０は、天板１０ａとこれから張り出す端子脚部となる帯状部分（脚部１４と接合部１５と突支部１６）と、側板部となる帯状部分（側板部１１）と、を有する金属平板から、各帯状部分を天板１０ａと交叉する方向に外側に折り曲げて形成される。

【0017】

側板部１１は、図５に示すように、天板１０ａに対して外側に山折り線１１ａで直角に曲げられ、所定高さで形成される。

【0018】

端子脚部１２の各々は次のように形成される。例えば、図５、図６に示すように、天板１０ａに対して外側に山折り線１４ａで直角に曲げられ、その先端は第１の谷折り線１５ａで直角に曲げられて、所定高さの脚部１４の部分が形成される。側板部１１と脚部１４の所定高さは、シールドケース１０が覆う電子部品（図示せず）との間に空間を保つようにそれらの高さよりも高く設定される。ただし、側板部１１の所定高さは、脚部１４の所定高さ未満とする。

【0019】

次に、図６、図７に示すように、第１及び第２の谷折り線１５ａ、１６ａの間の部分は、更に第２の谷折り線１６ａで曲げられて、所定の半田接合される平坦な接合面を底に有する接合部１５が形成される。そして、突支部１６の部分は、更に第２の谷折り線１６ａで曲げられてその先端が脚部１４に当接されて形成される。これら端子脚部１２の各々に施されて、脚部１４と接合部１５と突支部１６とから構成される縦断面が三角環状形の三角環状形端子部が形成され、シールドケース１０が完成する。

【0020】

［モジュール組立］
図８は、モジュール組立前の基板ＰＢの斜視図である。基板ＰＢ上には導体パターンからなる金属パッドＭＰが、シールドケース１０の４隅にある接合部１５に対応するように配置されて形成される。金属パッドＭＰ上にシールドケース１０が半田を介して取り付けられる。金属パッドＭＰは、その接合面が接合部１５よりも大きい面積で接合部１５がはみ出さない位置に設置される。金属パッドＭＰの寸法は、シールドケース１０の製造公差および接合部１５の外側と内側に適切な半田フィレットが形成されるためにある程度の金属パッドＭＰの面積を必要としている。金属パッドＭは基板ＰＢの端から例えば、０．３ｍｍ程度離して配置されることができる。図７に示すように、４つの金属パッドＭＰを４隅を除いたシールドケース１０で覆う電子部品搭載エリアＥＰＺを確保することができる。

【0021】

例えば、各金属パッドＭＰ上に半田ペースト（図示せず）を介してシールドケース１０の各端子脚部１２を置き、半田接合のためのリフローを施せば、図３に示すシールドケース１０を基板ＰＢ取り付けたモジュール２０を得ることができる。

【0022】

［動作］
図９は、シールドケース１０の端子脚部１２の近傍の斜視図である。リフロー等の半田加熱時、溶融した半田１９は接合部１５と金属パッドＭＰとの間に拡がる。また、接合部１５の面積が金属パッドＭＰの面積よりも小さいので接合部１５の周囲に半田フィレット１９ｆが形成される。さらに、三角環状形の構造とすることで、脚部１４側の半田フィレット１９ｆのみではなく、反対側の突支部１６の外側湾曲側面にも広げられた半田フィレット１９ｆｃが形成される。

【0023】

［効果］
本実施例によると、接合部１５に続き脚部１４へ接する突支部１６を設けたので、突支部１６に接する半田フィレット１９ｆｃにより半田の接合面積が増加する。これにより、シールドケース１０の接合強度をより大きくすることができる。

【0024】

例えば、製品出荷の際のモジュール２０をモジュール用テストソケット（図示せず）に入れて天板１０ａが基板ＰＢへ向け押圧される場合、シールドケース１０の脚部１４の部分近辺に大きな応力ストレスが集中することになる。本実施例によれば、脚部１４が折れ曲がるようでも突支部１６の先端が脚部１４のささえとなって応力ストレスの分散となり、シールドケース１０の脚部１４の変形を抑える効果がある。

【0025】

このように、シールドケース１０の４隅の端子脚部１２の端子部構造を環状構造とすることで、機械的強度が増し、シールドケース剥がれを低減できる効果がある。また、基板ＰＢの金属パッドＭＰも特に特異な形状およびサイズに変更する必要がなくなるというメリットもある。

【0026】

一般に、モジュールの外形寸法を小さくしたい場合、または、特異なシールドケース１０の形状にしたい場合、シールドケース１０の厚み（素材金属板の厚み）を薄くする必要がでてくるが、シールドケース１０の厚みを薄くすると機械強度の耐性が落ちることになる。一方、本実施例の環状形端子部によれば、シールドケース１０用の板金の厚みが薄くなるほど、強度の維持の点で有効になる。

【0027】

以上のように、本実施例によると、シールドケース１０の脚部の強度と半田接合強度が向上し、シールドケース１０を充分保持できる。従って、コストを増加させることなくモジュール２０の小型化及び高密度化に寄与できる。

【0028】

［変形例］
本実施例ではシールドケース１０の４隅にそれぞれに端子脚部１２を設けているが、端子脚部１２の設置位置は、これに限られず、本実施例の変形例としては、図１０に示すシールドケースの上面図のように、端子脚部１２の一部をシールドケース１０の隅部の間の中間部に形成してもよい。

【実施例2】

【0029】

（第２の実施例）
図１１は本実施例のシールドケース１０の要部の端子脚部１２の近傍の斜視図を示している。本実施例のシールドケース１０は、図５に示すような第１の実施例に対してシールドケース１０の接合部１５の形状が異なっている以外の構成は、第１の実施例と同一である。

【0030】

本実施例のシールドケースにおいて、接合部１５の接合面の幅方向に延びる溝すなわち凹部１５ｂが形成されるように、接合部１５の中央部には接合面の法線方向に突出する突出部１５ｃが設けられる。

【0031】

本実施例のシールドケースにおいて、半田接合時に、接合部１５の周囲の半田フィレット１９ｆに加えて凹部１５ｂに半田が充填される。

【0032】

接合部１５の凹部１５ｂ内に半田１９が充填されるので、第１の実施例の効果に加えて、半田１９とシールドケース１０（接合部１５）との接合面積が増加してシールドケース１０の接合強度を更に向上できる。なお、接合部１５の凹部１５ｂの数は複数でも構わず、また、凹部１５ｂの伸長方向は任意に設定できる。

【実施例3】

【0033】

（第３の実施例）
図１２は本実施例のシールドケース１０の要部の端子脚部１２の近傍の斜視図を示している（但し、突支部１６を透視するために二点鎖線で示している）。本実施例のシールドケース１０は、図５に示すような第１の実施例に対してシールドケース１０の接合部１５の形状が異なっている以外の構成は、第１の実施例と同一である。本実施例のシールドケースにおいて、接合部１５の中央部には貫通孔１５ｄが設けられる。

【0034】

本実施例のシールドケースにおいて、半田接合時に、接合部１５の周囲の半田フィレット１９ｆに加えて貫通孔１５ｄに半田が充填される。

【0035】

接合部１５の貫通孔１５ｄ内に半田１９が充填されるので、第１の実施例の効果に加えて、半田１９とシールドケース１０（接合部１５）との接合面積が増加してシールドケース１０の接合強度を更に向上できる。すなわち、接合部１５に貫通孔１５ｄを設けたので、その内周壁に形成される半田フィレット１９ｆが多くなり、シールドケース１０の接合強度をより向上できる。なお、接合部１５の貫通孔１５ｄの数は複数でも構わず、また、貫通孔１５ｄが複数の場合の配列方向は任意に設定できる。

【0036】

いずれの実施例においても、上記のシールドケース構造は、リジッド基板に取り付けるシールドケースとしてもフレキシブル基板に取り付けるシールドケースとしても適用可能である。例えば、高周波を遮蔽するシールドケースを備えたモジュール及びそれを用いたスマートフォン、携帯情報端末等の通信装置に利用できる。

【符号の説明】

【0037】

１０ シールドケース
１２ 端子脚部
１４ 脚部
１５ 接合部
１５ｂ 凹部
１５ｃ 突出部
１５ｄ 貫通孔
１６ 突支部
１９ 半田
１９ｆ、１９ｆｃ 半田フィレット
２０ 電子回路モジュール
ＰＢ 基板
ＭＰ 金属パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】