JP2011192668A

JP2011192668A - 電子回路ユニット

Info

Publication number: JP2011192668A
Application number: JP2010054879A
Authority: JP
Inventors: Hideki Watanabe; 英樹渡辺
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】マザーボード上に常に安定した姿勢で搭載できると共に、金属製カバーの脚部が半田付けされている基板隅部をマザーボードに確実に固定させることができて、信頼性の高い面実装が行える電子回路ユニットを提供すること。
【解決手段】電子回路ユニット１１は、基板２の上面に設けられた回路部３が金属製カバー４に覆われており、カバー４の脚部４ａは基板２の隅部２ａにおいて、貫通孔５の上端周縁に隣接する半田ランド６と貫通孔５内のスルーホール導体１２とに半田付けされているが、基板１の下面側では半田付けされていない。基板１の下面の隅部２ａには、貫通孔５を略包囲するＣ字形状の第１補強ランド８が設けられているが、両者５，８は離隔している。また、基板１の下面には、回路部３と電気接続された接続ランド７群と、隅部２ａ近傍に位置する第２補強ランド９とが設けられており、ランド７〜９はマザーボード２０の対応するランド部に半田付けされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば携帯電話機のマザーボードに面実装されて送受信ユニットなどとして好適な電子回路ユニットに係り、特に、基板の回路部を覆う金属製カバーの脚部が該基板の隅部に半田付けされている電子回路ユニットに関するものである。

この種の電子回路ユニットとして、方形状の基板の上面に配線パターンや電子部品を配設して高周波回路部となし、この高周波回路部を覆う金属製カバー（シールドカバー）の脚部を基板の隅部に設けられたスルーホール導体に半田付けするという構成のものが広く知られている。基板の下面には、高周波回路部の配線パターンに電気接続された多数の接続ランドが例えばＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）などとして配設されており、これら接続ランドをマザーボードの対応するランド部上に搭載して半田付けすることによって、電子回路ユニットはマザーボード上に面実装される。

このような電子回路ユニットにおいては、通常、図６の要部断面図やその下面図である図７に示すように、基板２１の隅部２１ａに開設された貫通孔２２の内壁部が円筒状のスルーホール導体２３となっている。このスルーホール導体２３は、その上下両端が円環状の半田ランド２４，２５と連続するように形成されている。金属製カバー２６の脚部２６ａは貫通孔２２に挿入されており、この脚部２６ａとスルーホール導体２３および半田ランド２４，２５とが半田２７によって接合されている。基板２１の上面には、図示せぬ配線パターンや電子部品を配設してなる高周波回路部２８が設けられており、この高周波回路部２８を金属製カバー２６で覆うことによって電磁的にシールドしている。また、基板２１の下面には、高周波回路部２８の配線パターンと電気接続された多数の接続ランド２９や、図示せぬマザーボードに対する取付強度を高めるための補強ランド３０が設けられている。図７においては、接続ランド２９が基板２１の周縁部に配設されているが、周縁部以外の領域（中央部など）に配設してもよい。補強ランド３０は、マザーボードのランド部に強固に半田付けできるように比較的大きく形成されている。それゆえ、図７に示すように、基板２１の隅部２１ａ近傍に補強ランド３０を配設しておけば、携帯電話機等に製品化された後の落下時などに、応力が集中しやすい隅部２１ａがマザーボードから剥離しにくくなる。また、図６に示すように、金属製カバー２６の脚部２６ａが半田ランド２４だけでなくスルーホール導体２３や半田ランド２５とも半田付けされているため、基板２１の上面側に大きな半田ランド２４を設けなくても脚部２６ａに対して十分な半田付け強度が確保できるようになっている。その結果、基板２１の上面における半田ランド２４の占有面積が抑制できるため、高周波回路部２８用のスペースを基板２１の隅部２１ａ近傍まで広げることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

なお、基板の隅部を半円筒状のスルーホール導体が露出する面取り形状にしておき、このスルーホール導体に金属製カバーの脚部を半田付けしている電子回路ユニットも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４２４９７７２号公報特開２００８−５３４４２号公報

前述した従来例のように、電子回路ユニットの基板隅部に設けたスルーホール導体に金属製カバーの脚部が半田付けされていると、該基板の上面に高周波回路部用の広いスペースを確保しやすくなるため、電子回路ユニットの小型化や高機能化が図りやすくなる。しかしながら、図６に示すように、スルーホール導体２３と連続する基板２１下面側の半田ランド２５に付着した半田２７は自重によって下方へ大きく突出しやすいため、従来のこの種の電子回路ユニットでは、マザーボード上に搭載したときに該突出半田によって姿勢が傾いてしまうことがあり、その改善が望まれていた。つまり、該突出半田が不所望に大きいと、電子回路ユニットをマザーボード上に安定した姿勢で搭載することができないため、実装不良を起こしやすくなる。

また、従来のこの種の電子回路ユニットでは、図７に示すように、スルーホール導体２３の存する基板２１の隅部２１ａから若干離れた位置に補強ランド３０が設けてあるため、この隅部２１ａが落下時などの衝撃で反り返ることがあり、その場合、この隅部２１ａの近傍の補強ランド３０に過大な応力が作用してマザーボードから剥離してしまう危険性があった。なお、特許文献１にはスルーホール導体に包囲される貫通孔を補強ランド内に露出させている電子回路ユニットが例示されているが、このような構造を採用すると、スルーホール導体に付着すべき半田が補強ランドへ回り込んで下方へ大きく突出してしまったり、実装時に補強ランドに付着すべき半田が貫通孔内へ逃げて該補強ランドの半田付け強度が極端に弱くなってしまう等の不具合がある。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、マザーボード上に常に安定した姿勢で搭載できると共に、金属製カバーの脚部が半田付けされている基板隅部をマザーボードに確実に固定させることができて、信頼性の高い面実装が行える電子回路ユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、上面に設けた回路部と下面に設けた接続ラント群とが電気接続されている基板と、この基板の隅部に存する貫通孔に挿入されて該隅部に半田付けされる脚部を有し、前記回路部を覆った状態で前記基板に取り付けられた金属製カバーとを備え、前記接続ラント群をマザーボードに半田付けすることによって面実装される電子回路ユニットにおいて、前記基板の隅部には、前記脚部を半田付けするための半田ランドが基板上面のみに設けられており、この基板の下面に、前記貫通孔の下端周縁から離隔しつつ、少なくとも該貫通孔に最も近い前記隅部のコーナーエッジ側では該下端周縁を包囲する補強ランドを設け、この補強ランドを前記マザーボードに半田付けされる部位となし、かつ、前記補強ランドと前記半田ランドの少なくとも一方が空気抜き用の切欠き部を有するという構成にした。

このように構成された電子回路ユニットでは、金属製カバーの脚部を基板隅部に接合している半田が基板下面からマザーボード側へ大きく突出する虞がないため、マザーボード上に常に安定した姿勢で搭載することができる。また、金属製カバーの脚部が挿入されている貫通孔は、基板下面において少なくとも該貫通孔に最も近い基板隅部のコーナーエッジ側が補強ランドに包囲されているため、この補強ランドをマザーボードに半田付けすることによって基板隅部をマザーボードに強固に固定することができる。また、この補強ランドは貫通孔の下端周縁から離隔しているため、金属製カバーの脚部と補強ランドとが半田付けされてしまうことはなく、実装時に補強ランドに付着すべき半田が貫通孔内へ逃げてしまうこともない。

例えば、前記補強ランドが前記貫通孔の下端周縁を包囲するＣ字形状に形成され、その切欠き部と基板隅部のコーナーエッジとの間に前記貫通孔が位置していれば、基板隅部に補強ランドおよび貫通孔をスペース効率よく配設することができる。

上記の構成において、基板下面の隅部の近傍に前記補強ランドとは別に第２補強ランドが設けられていると、マザーボードに対する電子回路ユニットの取付強度を大幅に高めることができるため好ましい。

また、上記の構成において、金属製カバーの脚部が、基板上面に設けられた半田ランドと貫通孔内に設けられたスルーホール導体とに半田付けされていると、半田ランドを大きく形成しなくても金属製カバーの脚部に十分な半田付け強度を確保することができる。その結果、基板上面における半田ランドの占有面積を抑制して回路部用のスペースを基板隅部の近傍まで広げることが可能となるため好ましい。ただし、貫通孔内にスルーホール導体が存せず、金属製カバーの脚部を基板上面の半田ランドのみに半田付けする構成であっても、マザーボード上に搭載した電子回路ユニットの姿勢は安定し、かつ、基板下面において貫通孔の周囲に補強ランドを設けることによってマザーボードに対する電子回路ユニットの取付強度を高めることはできる。

本発明の電子回路ユニットによれば、金属製カバーの脚部を基板隅部に接合している半田が基板の下面からマザーボード側へ大きく突出する虞がないため、この電子回路ユニットはマザーボード上に常に安定した姿勢で搭載することができて実装不良を起こしにくい。また、金属製カバーの脚部が挿入されている貫通孔は、基板下面において少なくとも該貫通孔に最も近い基板隅部のコーナーエッジ側が補強ランドに包囲されているため、この補強ランドをマザーボードに半田付けすることによって基板隅部をマザーボードに強固に固定することができる。それゆえ、この基板隅部が落下時などの衝撃で反り返る虞がなくなる。また、この補強ランドは貫通孔の下端周縁から離隔しているため、金属製カバーの脚部と補強ランドとが半田付けされてしまうことはなく、実装時に補強ランドに付着すべき半田が貫通孔内へ逃げてしまうこともない。したがって、マザーボードに対する取付強度が高く、落下時などに衝撃が加わってもマザーボードから剥離しにくい高信頼性の電子回路ユニットが得られる。

本発明の第１実施形態例に係る電子回路ユニットの外観図である。第１実施形態例に係る電子回路ユニットの要部断面図である。図２に示す電子回路ユニットの要部の下面図である。本発明の第２実施形態例に係る電子回路ユニットの要部断面図である。図４に示す電子回路ユニットの要部の下面図である。従来例に係る電子回路ユニットの要部断面図である。図６に示す電子回路ユニットの要部の下面図である。

以下、本発明の実施形態例を図面を参照しつつ説明する。まず、本発明の第１実施形態例に係る電子回路ユニットについて、図１〜図３を参照しつつ説明する。これらの図に示す電子回路ユニット１は、携帯電話機のマザーボード２０（図２参照）に面実装されて送受信ユニットとして使用されるものである。

この電子回路ユニット１は、方形状の基板２の上面に図示せぬ配線パターンや電子部品を配設してなる高周波回路部３を設けており、高周波回路部３を覆う金属製カバー４の脚部４ａが基板２の隅部２ａに半田付けされている。この金属製カバー４は平板状の金属板を折り曲げて形成されたシールドカバーであり、高周波回路部３を電磁的にシールドしている。基板２の隅部２ａには、金属製カバー４の脚部４ａが挿入される貫通孔５が開設されており、この貫通孔５の上端周縁に隣接する円環状の半田ランド６が基板２の上面に形成されている。ただし、本実施形態例において、貫通孔５の内壁部にスルーホール導体は設けられていない。したがって、金属製カバー４の脚部４ａは半田ランド６のみに半田１０によって接合されており、この半田ランド６が高周波回路部３の配線パターンの一部であるグランドパターンに電気接続されている。

基板２の下面には、高周波回路部３の配線パターンに電気接続された多数の接続ランド７が配設されている。本実施形態例では、これら接続ランド７を基板２の周縁部に配設しているが、基板２の周縁部以外の領域（中央部など）に接続ランド７を配設してもよい。これらの接続ランド７をマザーボード２０の対応するランド部上に搭載して半田付けすることによって、電子回路ユニット１はマザーボード２０上に面実装される。

また、基板２の下面には、隅部２ａにＣ字形状の第１補強ランド８が設けられていると共に、隅部２ａの近傍に円形状の第２補強ランド９が複数配設されている。第１補強ランド８は、貫通孔５の下端周縁から離隔しつつ該下端周縁を略包囲しており、その切欠き部８ａと隅部２ａのコーナーエッジ２ｂとの間に貫通孔５が露出している。なお、切欠き部８ａは、実装時のリフロー工程で貫通孔５内の膨張した空気を逃がすための空気抜きとして形成されている。第２補強ランド９は第１補強ランド８に並設されている。これらの補強ランド８，９は接続ランド７よりも大きく形成されており、接続ランド７と同様にマザーボード２０の対応するランド部上に搭載して半田付けされる。こうすることによって基板２の隅部２ａをマザーボード２０に強固に固定することができる。

このように本実施形態例に係る電子回路ユニット１では、金属製カバー４の脚部４ａを基板２の上面の半田ランド６のみに半田付けしており、貫通孔５内にスルーホール導体が設けられていないため、脚部４ａを隅部２ａに接合している半田１０が基板２の下面からマザーボード２０側へ大きく突出する虞がない。それゆえ、この電子回路ユニット１は、マザーボード２０上に常に安定した姿勢で搭載することができ実装不良を起こしにくい。また、金属製カバー４の脚部４ａが挿入されている貫通孔５は、基板２の下面において隅部２ａのコーナーエッジ２ｂ側が第１補強ランド８に包囲されているため、この第１補強ランド８をマザーボード２０に半田付けすることによって隅部２ａをマザーボード２０に強固に固定することができる。しかも、第１補強ランド８の近傍には第２補強ランド９が並設されているので、これら第１および第２補強ランド８，９をマザーボード２０に半田付けすることによって隅部２ａとその近傍をマザーボード２０に強固に固定することができる。それゆえ、この電子回路ユニット１は、落下時などの衝撃で基板２の隅部２ａが反り返る虞が少ない。また、第１補強ランド８は貫通孔５の下端周縁から離隔しているため、金属製カバー４の脚部４ａと第１補強ランド８とが半田付けされてしまうことはなく、実装時に第１補強ランド８に付着すべき半田が貫通孔５内へ逃げてしまうこともない。したがって、マザーボード２０に対する取付強度が高く、落下時などに衝撃が加わってもマザーボード２０から剥離しにくい高信頼性の電子回路ユニットとなっている。

なお、第１補強ランド８は、貫通孔５を所定間隔存して略包囲する適宜形状に形成することができるが、本実施形態例のように第１補強ランド８が略Ｃ字形状であると、基板２の隅部２ａに第１補強ランド８および貫通孔５をスペース効率よく配設することができる。また、半田ランド６に空気抜き用の切欠き部を設けておけば第１補強ランド８の切欠き部８ａを省略することも可能なので、その場合は第１補強ランド８を例えば円環状に形成することができる。

次に、図４と図５を参照しつつ、本発明の第２実施形態例に係る電子回路ユニットについて説明する。ただし、これらの図４，５において、前述した第１実施形態例と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

第２実施形態例に係る電子回路ユニット１１は、基板２の貫通孔５の内壁部にスルーホール導体１２が設けてあり、それに伴って半田ランド６が小径化されている点が第１実施形態例と大きく異なっている。すなわち、この電子回路ユニット１１では、金属製カバー４の脚部４ａが基板２の上面の半田ランド６だけでなく貫通孔５内のスルーホール導体１２にも半田付けされているため、半田ランド６を大きく形成しなくても脚部４ａに十分な半田付け強度を確保することができる。その結果、基板２の上面における半田ランド６の占有面積を抑制できるため、高周波回路部３用のスペースを隅部２ａの近傍まで広げることができ、電子回路ユニット１１の小型化や高機能化が促進しやすくなっている。なお、この第２実施形態例においても、基板２の下面には脚部４ａと半田付けされるランドが設けられていないので、半田１０が基板２の下面からマザーボード２０側へ大きく突出する虞はない。

１，１１電子回路ユニット
２基板
２ａ隅部
２ｂコーナーエッジ
３高周波回路部
４金属製カバー
４ａ脚部
５貫通孔
６半田ランド
７接続ランド
８第１補強ランド
８ａ切欠き部
９第２補強ランド
１０半田
１２スルーホール導体
２０マザーボード

Claims

上面に設けた回路部と下面に設けた接続ラント群とが電気接続されている基板と、この基板の隅部に存する貫通孔に挿入されて該隅部に半田付けされる脚部を有し、前記回路部を覆った状態で前記基板に取り付けられた金属製カバーとを備え、前記接続ラント群をマザーボードに半田付けすることによって面実装される電子回路ユニットであって、
前記基板の隅部には、前記脚部を半田付けするための半田ランドが基板上面のみに設けられており、この基板の下面に、前記貫通孔の下端周縁から離隔しつつ、少なくとも該貫通孔に最も近い前記隅部のコーナーエッジ側では該下端周縁を包囲する補強ランドを設け、この補強ランドを前記マザーボードに半田付けされる部位となし、かつ、前記補強ランドと前記半田ランドの少なくとも一方が空気抜き用の切欠き部を有するという構成にしたことを特徴とする電子回路ユニット。
請求項１の記載において、前記補強ランドが前記貫通孔の下端周縁を包囲するＣ字形状に形成され、その切欠き部と前記基板隅部のコーナーエッジとの間に前記貫通孔が位置していることを特徴とする電子回路ユニット。
請求項１または２の記載において、前記基板下面の前記隅部の近傍に前記補強ランドとは別に第２補強ランドが設けられていることを特徴とする電子回路ユニット。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記脚部が、前記基板上面に設けられた前記半田ランドと前記貫通孔内に設けられたスルーホール導体とに半田付けされていることを特徴とする電子回路ユニット。