JP2015222775A - 電子部品のシールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機等を薄型化にすることができる電子部品のシールド構造を提供する。
【解決手段】複数の電子部品５０が実装される回路基板４０と、電子部品５０の周りを取り囲むように回路基板４０の表面に設けられる金属製のシールドフレーム１０と、シールドフレーム１０の上側に設けられるフレキシブル基板２０と、を備え、シールドフレーム１０の上面に開口部１０ｂが設けられ、フレキシブル基板２０は開口部１０ｂを覆うように設けられ、フレキシブル基板２０の裏面には開口部１０ｂを避けてグランドパターンが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品のシールド構造に関し、特に、携帯電話機等の電子機器に用いられる電子部品のシールド構造に関する。

携帯電話機等に搭載され、電波を送受信する電子部品において、電子部品に電磁ノイズが混入したり、電子部品から電磁ノイズが発信されたりするのを防止するため、金属製のシールドケース（シールドフレームとシールドカバーで構成）で電子部品を取り囲むことで電磁的に遮蔽するシールド構造が用いられている。

近年、携帯電話機等は各種アプリケーションを行うために、多くの回路部が実装されるので、主基板を１個と副基板を複数個とで構成する場合が一般的である。そこで、主基板と副基板を接続するためにフレキシブル基板が使用されている。

従来例の電子部品のシールド構造としては、下記の特許文献１に記載の電子部品のシールド構造が知られている。

以下、図１０および図１１を用いて、特許文献１に記載の電子部品のシールド構造９００について説明する。

導電性を有し、リジッド基板９３０とフレキシブル基板９２０とを接着する両面粘着フィルム９５０は、図１０に示すようにシールドケース９１０の孔９４０を塞ぎ、ノイズの漏出や侵入を防ぐ。加えて、両面粘着フィルム９５０は、フレキシブル基板９２０のグランドパターンに接着するようにした。

シールドケース９１０とフレキシブル基板９２０のグランドパターンは、電気的に接続されて、フレキシブル基板９２０の接地を確実に行われるように形成されている。

ここで、電子部品のシールド構造９００について図１１を用いて説明する。電子部品のシールド構造９００は、リジッド基板９３０と、フレキシブル基板９２０と、シールドケース９１０を構成する第２シールドフレーム９７０および第１シールドカバー９６０と、を備えて構成される。

第２シールドフレーム９７０の上面に開口部の孔９４０が設けられ、その開口部を第１シールドカバー９６０が覆うように設けられている。また、第２シールドフレーム９７０は、リジッド基板９３０の表面に実装されている第１電子部品９０５の周りを取り囲むように形成されている。

電子部品のシールド構造９００は、図１１（ｂ）に示すように下（Ｚ２方向）から順にリジッド基板９３０、次に第２シールドフレーム９７０、次に第１シールドカバー９６０、次に両面粘着フィルム９５０、次にフレキシブル基板９２０の第１絶縁層９２０ｃ、次にフレキシブル基板９２０の第１グランドパターン９２０ｂ、次にフレキシブル基板９２０にて形成されている。

第２シールドフレーム９７０の高さは、電子部品の中で高さが最も高い第１電子部品９０５と第１シールドカバー９６０とがショートしないように、所定のクリアランス距離９０６を保つことができるように形成されている。

特開２０１２−４３９００号公報

しかしながら、従来技術の電子部品のシールド構造では、電子部品のシールド性能を確保するためのシールドカバーが厚いため、携帯電話機等の薄型化が困難であった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、携帯電話機等を薄型化にすることができる電子部品のシールド構造を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、請求項１に記載の電子部品のシールド構造は、複数の電子部品が実装される回路基板と、前記電子部品の周りを取り囲むように前記回路基板の表面に設けられる金属製のシールドフレームと、前記シールドフレームの上側に設けられるフレキシブル基板と、を備え、前記シールドフレームの上面に開口部が設けられ、前記フレキシブル基板は前記開口部を覆うように設けられ、前記フレキシブル基板の内層の最下層の全面にグランドパターンが設けられ、前記フレキシブル基板の裏面には前記開口部を避けて前記グランドパターンが露出している、という特徴を有する。

これによれば、電子部品のシールド構造は、シールドカバーをフレキシブル基板の一部（グランドパターン）が代替することにより、携帯電話機等を薄型化にできる。

また、請求項２に記載の電子部品のシールド構造は、前記電子部品の中で最も高さが高い前記電子部品と、前記シールドフレームの高さとが一致しており、前記電子部品が前記フレキシブル基板と接触する、という特徴を有する。

これによれば、最も高さの高い電子部品とフレキシブル基板との間にフレキシブル基板と回路基板との間隔（距離）が最小となるので、携帯電話機等を薄型化にできる。

また、請求項３に記載の電子部品のシールド構造は、前記シールドフレームには、ボスが設けられ、前記フレキシブル基板には、前記ボスと勘合するボス穴が設けられている、という特徴を有する。

これによれば、フレキシブル基板のバス穴とシールドフレームのボスが勘合するので、フレキシブル基板の位置ずれを防ぐことができる。

また、請求項４に記載の電子部品のシールド構造は、前記ボスは、長方形の形状であって、前記ボスの短辺が前記シールドフレームと一体に接続され、前記ボスの長辺が上側に湾曲している、という特徴を有する。

これによれば、ボスの形状が湾曲しているので、フレキシブル基板のボス穴を挿入する際の作業をし易い。

また、請求項５に記載の電子部品のシールド構造は、前記ボスは、隣り合わない２つの頂点近傍に設けられ、前記ボスの長手方向は、前記シールドフレームの縁に沿って設けられ、前記ボスは、対角線を挟むように２つずつ設けられる、という特徴を有する。

これによれば、シールドフレームの対角線にボスが設けられることで、フレキシブル基板をシールドフレームに貼り付ける際の位置合わせがし易い。

また、請求項６に記載の電子部品のシールド構造は、前記ボスは、一つの頂点近傍に４方向に放射状に設けられる、という特徴を有する。

これによれば、ボスが４方向に放射状に設けられているので、フレキシブル基板をシールドフレームに貼り付ける際の位置合わせの精度が良い。

また、請求項７に記載の電子部品のシールド構造は、前記ボスは、角柱状の形状であって、前記ボスの各辺が前記シールドフレームと一体に接続され、前記ボスが、前記シールドフレームの各頂点に設けられる、という特徴を有する。

これによれば、ボスがシールドフレームと一体に接続されているので、ボスの強度が高い。

携帯電話機等を薄型化にすることができる電子部品のシールド構造を提供すること。

本発明の第１実施形態に係るシールドフレームの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品のシールド構造の分解斜視図である。 図２の下方から見た分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品のシールド構造の平面図である。 （ａ）は図４のＡ―Ａ断面図であり、（ｂ）は図４のＢ―Ｂ断面図である。 本発明の第３実施形態に係るシールドフレームの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る長方形のボス穴を有するフレキシブル基板の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る４方向の放射状にボス穴を有するフレキシブル基板の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る正方形のボス穴を有するフレキシブル基板の平面図である。 従来例の電子部品のシールド構造を説明する斜視展開図である。 従来例の電子部品のシールド構造を説明する（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ―Ｃ断面図である。

［第１実施形態］
以下に、第１実施形態における電子部品のシールド構造１００について、図１から図９までを用いて説明する。

シールドフレーム１０は図１に示すように、箱形の形状をして上面（Ｚ１方向）に開口部１０ｂが設けられ形成されている。また、シールドフレーム１０は外周部に沿って縁が形成されている。

シールドフレーム１０は、シールド性能を良くするために金属製の導電率が高い銅系のりん青銅または洋白にて構成されている。

電子部品のシールド構造１００は、図２に示すように回路基板４０と、シールドフレーム１０と、フレキシブル基板２０と、を備えて構成されている。

回路基板４０は、図２に示すように表面（Ｚ１方向）にシールドフレーム１０と、複数の電子部品５０が実装されている。

回路基板４０は、銅の薄い電極（銅箔）により形成される配線パターンと電気的に絶縁性の良いガラスエポキシ樹脂等の層が交互に何層か折り重なった多層板、またはガラスエポキシ樹脂等の表面（Ｚ１方向）と裏面（Ｚ２方向）に銅箔により形成される配線パターンが設けられた両面板で形成されている。

回路基板４０の表面には、シールドフレーム１０との接続部に接続用グランドパターン（図示しない）が形成されている。

シールドフレーム１０は、電子部品５０の周りを取り囲む様に形成されている。また、シールドフレーム１０の外周部に沿った縁には、図１に示すようにフレキシブル基板２０の位置合わせと位置ずれを防ぐために、ボス１０ａが設けられている。

シールドフレーム１０は、回路基板４０との接続部に形成された接続用グランドパターンと半田付けされて、確実に接地されるように形成されている。

フレキシブル基板２０は、フィルム状の絶縁層（ポリイミド材等）２０ｃの上に接着層を形成し、さらにその上に銅箔により形成される配線パターンを交互に何層か折り重なった多層板で形成されている。

フレキシブル基板２０は、内層を形成している配線パターンを覆うように最上層と最下層の全面にグランドパターン２０ｂが形成されている。また、最上層と最下層のグランドパターン２０ｂは絶縁層２０ｃで覆われて形成されている。

フレキシブル基板２０の裏面（Ｚ２方向）の絶縁層２０ｃは、図３に示すようにシールドフレーム１０の外周部に沿った縁に対向する部分を避けて形成されている。よって、その部分はフレキシブル基板２０のグランドパターン２０ｂが露出した状態に形成されている。

フレキシブル基板２０は、図２および図３に示すように導電性両面粘着テープ３０を介してシールドフレーム１０の外周部に沿った縁の上面（Ｚ１方向）に接着形成されている。

シールドフレーム１０は図１に示すように、ボス１０ａが長方形の形状で形成されている。また、ボス１０ａは短辺がシールドフレーム１０と一体に接続され、長辺がシールドフレーム１０の縁に沿って上側（Ｚ１方向）に湾曲して形成されている。

従って、ボス１０ａの長辺が湾曲しているので、フレキシブル基板２０のボス穴２０ａを挿入する際の作業をし易い。

ボス１０ａは、隣合わない２つの頂点近傍に形成される。また、ボス１０ａの長手方向はシールドフレーム１０の縁に沿って設けられ、対角線を挟むように２つずつ形成されている。よって、フレキシブル基板２０をシールドフレーム１０に貼り付ける際の位置合わせがし易い。

フレキシブル基板２０は、図７に示すようにシールドフレーム１０のボス１０ａと勘合するボス穴２０ａが形成されている。よって、フレキシブル基板２０をシールドフレーム１０に貼り付ける際の位置合わせがし易くなる。

導電性両面粘着テープ３０は、図２および図３に示すようにフレキシブル基板２０のグランドパターン２０ｂが露出した部分と同じ形状に形成されている。

導電性両面粘着テープ３０は、シールドフレーム１０とフレキシブル基板２０のグランドパターン２０ｂとの両方を電気的に接続して形成することで、電子部品５０のシールドを行う。また、導電性両面粘着テープ３０は粘着剤内部に導電フィラーを配合することにより、厚み方向および面方向に導電性を有している。

電子部品のシールド構造１００の断面構成について図４および図５を用いて説明する。
図５（ａ）に示すように、下（Ｚ１方向）から順番に回路基板４０、次にシールドフレーム１０、次に導電性両面粘着テープ３０と絶縁層２０ｃ、次にフレキシブル基板２０のグランドパターン２０ｂ、次にフレキシブル基板２０が形成されている。

ボス１０ａの高さ（Ｚ１方向）は、図５（ａ）に示すようにフレキシブル基板２０の高さよりも低い高さとなるように形成されている。

シールドフレーム１０の縁の高さは、図５（ｂ）に示すように電子部品５０の中で最も高さが高い電子部品５０と一致し、最も高さが高い電子部品５０とフレキシブル基板２０が接触するように形成されている。

しかしながら、フレキシブル基板２０はポリイミド材等の絶縁層２０ｃで覆われているので、電子部品５０はフレキシブル基板２０とショートしない。

従って、最も高さの高い電子部品５０とフレキシブル基板２０との間にクリアランスを設ける必要が無くなり、且つ、従来例のようにシールドカバーを使用しないので携帯電話機等を薄型化にできる電子部品のシールド構造１００を提供することができる。

［第２実施形態］
以下に第２実施形態における電子部品のシールド構造１００について説明する。図８は本発明の第２実施形態の電子部品のフレキシブル基板２０を説明する平面図である。尚、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ボス１０ａは、１つの頂点近傍に４方向に放射状に設けられている。また、ボス１０ａはそれぞれ第１実施形態と同じ形状で形成されている。

フレキシブル基板２０は、図８に示すようにシールドフレーム１０のボス１０ａと勘合する位置にボス穴２０ａが形成されている。

従って、フレキシブル基板２０をシールドフレーム１０に貼り付ける際の位置合わせの精度が良い。

［第３実施形態］
以下に第３実施形態における電子部品のシールド構造１００について説明する。図６および図９は本発明の第３実施形態の電子部品のシールド構造１００を説明するシールドフレーム１０の斜視図およびフレキシブル基板２０の平面図である。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第１シールドフレーム１１は図６に示すように、箱形の形状をして上面（Ｚ１方向）に第１開口部１１ｂが設けられ形成されている。また、シールドフレーム１０は外周部に沿って縁が形成されている。

第１シールドフレーム１１の外周部に沿った縁には、図６に示すようにフレキシブル基板２０の位置合わせと位置ずれを防ぐために、第１ボス１１ａが設けられている。

第１ボス１１ａは、角柱状の形状に形成され第１シールドフレーム１１の各頂点近傍に４個配設されている。また、第１ボス１１ａの各辺が第１シールドフレーム１１と一体に形成されている。

フレキシブル基板２０は、図９に示すように第１シールドフレーム１１の第１ボス１１ａと勘合する位置にボス穴２０ａが形成されている。

従って、第１ボス１１ａが第１シールドフレーム１１と一体に接続されているため、ボス１０ａの強度が高い。

以上のように、本発明の実施形態に係る電子部品のシールド構造１００を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

＜変形例１＞
第１実施形態において、電子部品のシールド構造１００はシールドフレーム１０とフレキシブル基板２０にて電子部品５０のシールドを行っているが、電子部品５０を電気的絶縁性の良い樹脂等で充填して、その樹脂の表面を金属製のメッキを施してシールドを行っても良い。

＜変形例２＞
第１実施形態において、回路基板４０の表面に配線パターンが銅箔にて形成されているが、銅箔の酸化を抑制するために金またはニッケルでメッキ処理して被膜しても良い。

１０ シールドフレーム
１０ａ ボス
１０ｂ 開口部
１１ 第１シールドフレーム
１１ａ 第１ボス
１１ｂ 第１開口部
２０ フレキシブル基板
２０ａ ボス穴
２０ｂ グランドパターン
２０ｃ 絶縁層
３０ 導電性両面粘着テープ
４０ 回路基板
５０ 電子部品
１００ 電子部品のシールド構造
９００ 電子部品のシールド構造
９０５ 第１電子部品
９０６ クリアランス距離
９１０ シールドケース
９２０ フレキシブル基板
９２０ｂ 第１グランドパターン
９２０ｃ 第１絶縁層
９３０ リジッド基板
９４０ 孔
９５０ 両面粘着フィルム
９６０ シールドカバー
９７０ 第２シールドフレーム

Claims (7)

1. 複数の電子部品が実装される回路基板と、
   前記電子部品の周りを取り囲むように前記回路基板の表面に設けられる金属製のシールドフレームと、
   前記シールドフレームの上側に設けられるフレキシブル基板と、を備え、
   前記シールドフレームの上面に開口部が設けられ、
   前記フレキシブル基板は前記開口部を覆うように設けられ、
   前記フレキシブル基板の内層の最下層の全面にグランドパターンが設けられ、
   前記フレキシブル基板の裏面には前記開口部を避けて前記グランドパターンが露出していることを特徴とする電子部品のシールド構造。
2. 前記電子部品の中で最も高さが高い前記電子部品と、前記シールドフレームの高さとが一致しており、
   前記電子部品が前記フレキシブル基板と接触することを特徴とする請求項１に記載の電子部品のシールド構造。
3. 前記シールドフレームには、ボスが設けられ、
   前記フレキシブル基板には、前記ボスと勘合するボス穴が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品のシールド構造。
4. 前記ボスは、長方形の形状であって、
   前記ボスの短辺が前記シールドフレームと一体に接続され、
   前記ボスの長辺が上側に湾曲していることを特徴とする請求項３に記載の電子部品のシールド構造。
5. 前記ボスは、隣り合わない２つの頂点近傍に設けられ、
   前記ボスの長手方向は、前記シールドフレームの縁に沿って設けられ、
   前記ボスは、対角線を挟むように２つずつ設けられることを特徴とする請求項４に記載の電子部品のシールド構造。
6. 前記ボスは、１つの頂点近傍に４方向に放射状に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電子部品のシールド構造。
7. 前記ボスは、角柱状の形状であって、
   前記ボスの各辺が前記シールドフレームと一体に接続され、
   前記ボスが、前記シールドフレームの各頂点に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電子部品のシールド構造。