JP4138862B1

JP4138862B1 - 回路基板モジュール及び電子機器

Info

Publication number: JP4138862B1
Application number: JP2008005459A
Authority: JP
Inventors: 昭太郎永池
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2028-01-15
Also published as: US20110013368A1; CN101911857A; JP2009170581A; WO2009090690A1

Abstract

【課題】不要輻射に弱い脆弱回路とそれ以外の回路との間での輻射による悪影響を小さくできるとともに、全体としてモジュール外部への輻射を小さくできる回路基板モジュール及びこれを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】実装面を有する基板１と、それぞれ実装面に実装された第１電子部品及び第２電子部品３と、第１電子部品２と第２電子部品３を囲い実装面に実装された導電性を有する第１枠体４と、第２電子部品３を囲い第１枠体４の内側の実装面に実装された導電性を有する第２枠体５と、第１枠体４と第２枠体５の間で第１電子部品と実装面と第１枠体４と第２枠体５に密接する第１樹脂部６と、第２枠体５の内側で第２電子部品３の実装面と第２枠体５に密接する第２樹脂部７と、第１電子部品と第２電子部品３と第２枠体５とを覆い、導電性を有し第１枠体４に接続された第１蓋部８と、第２枠体５の接点で接続され第２枠体５を覆う第２蓋部９とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板モジュール及び電子機器に関する。

近年、携帯端末機器などの携帯型の電子機器の筐体部分には、小型化、薄型化、部品点数の削減が求められている。このような要望を満たすために、筐体に収容される回路基板として、薄型化された柔軟な基板を用いた基板構造が採用されている。

図５に示すように、この基板構造１００は、基板１０１と、基板１０１における一方の実装面１０１Ａに沿って実装された複数の電子部品１０２と、各電子部品１０２を包囲する枠体１０３と、枠体１０３内に充填されて各電子部品１０２を被覆するとともに基板１０１の実装面１０１Ａに密着する樹脂部１０４とを備える。

このような基板構造１００において、高周波的にシールドする必要がある電子部品１０２は、枠体１０３と、枠体１０３内を区画する壁部１０５とによりシールドされる。

ところで、枠体１０３内に充填される樹脂部１０４は、壁部１０５との間の熱膨張係数及び熱収縮係数が異なるため、充填後に固化する際、いわゆる「ひけ」が生じる。
その結果、樹脂部１０４と壁部１０５との間に「すべり」が生じ、隙間が生じて密着強度が低下し、外力に対する樹脂部１０４の強度を所定値に維持できないという不具合がある。

そのため、壁部で分断された樹脂部を繋げることにより、強度を確保するため、壁部に複数個の貫通孔又は凹溝を設けた樹脂封止半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−３４５０号公報

しかしながら、特許文献１では、樹脂部と金属部材との密着力を増大させることを目的とし、無線通信に供される電子部品のシールド性については、考慮していない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、不要輻射に弱い脆弱な回路とそれ以外の回路との間での不要輻射による悪影響を小さくできるとともに、全体としてモジュール外部への輻射を小さくできる回路基板モジュール及びこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。

本発明の回路基板モジュールは、実装面を有する基板と、前記実装面に実装された第１電子部品と、前記実装面に実装された第２電子部品と、前記第１電子部品と前記第２電子部品を囲い、前記実装面に実装され、導電性を有する第１枠体と、前記第２電子部品を囲い、前記第１枠体の内側にあって、前記実装面に実装され、導電性を有する第２枠体と、前記第１枠体と前記第２枠体の間にあって、前記第１電子部品と前記実装面と前記第１枠体と前記第２枠体に密接する第１樹脂部と、前記第１電子部品と前記第２電子部品と前記第２枠体とを覆い、導電性を有し、前記第１枠体に電気的に接続された第１蓋部と、前記第２枠体を覆う第２蓋部と、を備え、前記第１蓋部は前記第２蓋部を覆い、前記第２枠体は、前記第1樹脂部と接する外壁と、前記外壁より前記第２電子部品側にある内壁とを有し、前記外壁と前記内壁との間には溝部が設けられ、前記溝部において前記第２蓋部と前記内壁とが接触するものである。

上記構成によれば、溝部に樹脂が入り込むことを防ぐことができるため、前記第２枠体に第２蓋部を確実に固定することができる。

本発明の回路基板モジュールは、前記第２枠体の内側にあって、前記第２電子部品の前記実装面と前記第２枠体に密接する第２樹脂部を有するものである。

上記構成によれば、第１電子部品と第２電子部品との間での輻射による悪影響を小さくできるとともに、全体としてモジュール外部への輻射を小さくできる。特に、第２電子部品を不要輻射に弱い脆弱回路を備えるもので構成した場合、脆弱回路以外の回路を備えた第１電子部品と脆弱回路を備える第２電子部品との間での輻射による悪影響を小さくできるとともに、全体としてモジュール外部への輻射を小さくできる。

本発明の回路基板モジュールは、前記基板から前記第１蓋部までの高さより、前記第２蓋部の高さのほうが小さいものである。

上記構成によれば、第２蓋部の高さのほうが第１蓋部の基板からの高さより低いので、第１蓋部と第２蓋部との間に僅かな空間（例えば、高さ方向に０．０５ｍｍ程度)が形成される。このため、例えば外部から衝撃を受けた場合に、第２蓋部が第１蓋部を押し上げることがない。つまり、外部から第１蓋部へ力が作用したときに、その反作用による押し上げにより第１蓋部が外れるといったことがないので、第２蓋部と第２枠体の接続が確実となる上に、第１蓋部と第１枠体との接続も確実になる。

本発明の回路基板モジュールは、前記第２枠体の断面形状が略Ｕ字形である。

上記構成によれば、第１樹脂部や第２樹脂部を形成する樹脂を第１枠体内及び第２枠体内に充填させる際にその樹脂が略Ｕ字形状の溝内に侵入させないようにすることで、第２枠体のＵ字形状の溝内部に設けた接点と第２蓋部との接続を、樹脂に邪魔されることなく行うことが可能となる。

本発明の回路基板モジュールは、前記第２枠体の断面略Ｕ字形の底面が前記基板と接続されているとともに、前記第２枠体の断面略Ｕ字形の壁のうち中心寄りの壁の高さｈ_in及び外側の壁の高さｈ_outと、基板から前記第１蓋部までの高さｈ_１及び前記第２蓋部の高さｈ_２との高さについては、（２）の式の関係が成立するものである。

上記構成によれば、更に、基板から第２蓋部の上面までの高さ(ｈ_２)＞基板から第２枠体の外側の壁の高さ(ｈ_out）にすることで、例えば外部から衝撃を受けた場合に、第２枠体の外側の壁よりも第２蓋部の上面のほうへ先に第１蓋部が接触する。ここで、第２蓋部の上面の方が第２枠体の外側の壁の上面より面積が大きいので、面積が大きな第２蓋部の上面で安定的に第１蓋部と接触させることが可能となる。

本発明の電子機器は、上記の回路基板モジュールを備えたものである。

本発明によれば、不要輻射に弱い脆弱回路とそれ以外の回路との間での輻射による悪影響を小さくできるとともに、全体としてモジュール外部への輻射を小さくできる回路基板モジュール及びこれを備えた電子機器を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る回路基板モジュール１０を示すものであり、この回路基板モジュール１０は、電子機器の一種である図示しない携帯電話機の筐体内部に設置されており、基板１と、第１電子部品２と、第２電子部品３(図２参照)と、第１枠体４と、第２枠体５と、第１樹脂部６と、第２樹脂部７と、第１蓋部８と、第２蓋部９とを備えている。

基板１は、従来用いられているプリント基板よりも薄手のプリント基板などで構成されており、一面(実装面；図１で上面)側に回路基板モジュール１０が設置されている。また、この基板１の他面（図１では下面）側には、図示しないが液晶又は有機ＥＬなどで構成した大型の表示部を搭載している。

第１電子部品２は、例えばデジタル（電子）回路などを含んだ電子部品などで構成されており、実装面である基板１の一面の、大枠である第１枠体４の内部であってかつ小枠である第２枠体５の外部の領域に実装されている。なお、不要輻射に弱い脆弱な回路などを含んだ電子部品については、後述する第２電子部品３として、第１電子部品２から電磁気的にシールドさせて隔離するようになっている。

第２電子部品３は、前述したように、不要輻射に弱いＲＦ回路などの脆弱な回路(以下、これを「脆弱回路」とよぶ)を含んだ電子部品で構成されており、実装面である基板１の一面の第１電子部品２の実装面と同じ側の面上であって、大枠である第１枠体４の内部でかつ小枠である第２枠体５の内部の領域に実装されている。第２電子部品３が脆弱回路を含んでいる場合、本発明の効果は効果的に発揮されるが、第２電子部品３が脆弱回路を含むことは必須の要件ではない。

第１枠体４は、大枠を構成するものであり、略矩形状を有し基板１の一面である実装面に実装されており、第１電子部品２と第２電子部品３の周囲を取り囲んでいる。特に、本発明の第１枠体４は、第１蓋部８とともに電磁シールド(高周波的なシールドを含む)を行うことによって、第１枠体４から外部への電磁輻射の漏れを防止するとともに外部からの不要輻射の侵入を阻止するために、導電性を有する材料で形成されている。さらに、この第１枠体４には、図３に示すように、第１蓋部８と電気的に接続させて後述するように基板１のグランドに電位を落とすとともに機械的に着脱可能に固定させるために、外周面の全周にわたって複数の接点４１を設けている。

第２枠体５は、第１枠体４に比べてこれよりも大きさが小さな小枠で構成するものであり、特に基板１の一面である実装面において第１枠体４の内側の領域で第２電子部品３を取り囲む状態で設けられている。また、第２枠体５は、この第２枠体５から外部への電磁輻射の漏れを防止するとともに外部からの不要輻射の侵入を阻止するために、導電性を有する材料で略矩形状に形成されている。また、この第２枠体５も、図４に示すように、第２蓋部９と電気的に接続させて後述するように基板１のグランドに電位を落とすとともに機械的に着脱可能に固定させるために、外周面の全周にわたって複数の接点５１Ａを設けている。

また、本実施形態の第２枠体５は、中心寄りの内壁５１と、外部に向いた外壁５２と、及び平面状に形成されこれらの壁をつなぐ底面５３とで構成された断面形状が略Ｕ字形を有しており、その底面５３が基板１と電気的に接続されて基板１と同電位に構成されている。さらに、この第２枠体５の内壁５１の高さｈ_in及び外壁５２の高さｈ_outについては、（３）の式の関係が成立する。

即ち、第２枠体５の断面が略Ｕ字形状であり、このＵ字形状を呈する部分、換言すれば内壁５１の外周面に突出した接点５１Ａを設けてあるＵ字溝内部を、樹脂が充填されない空間部分として構成することができる。このように、Ｕ字溝に樹脂が入り込まないようにするため、本実施形態では予め設定された定量の樹脂材料を第１枠体４及び第２枠体５にそれぞれ充填させるようになっている。このように、Ｕ字溝に樹脂が入り込まないようにすることで、樹脂に邪魔されることなく、第２枠体５の接点５１Ａに第２蓋部９を確実に固定することができるわけである。また、略Ｕ字形のフラットな底面５３の形状により、基板１への接続が安定した状態に確保できるようにもなっている。

第１樹脂部６は、第２樹脂部７とともに基板１の一面に搭載させることにより、補強用の金属板などを別に設けなくても、しかも従来のものより薄い基板１を用いてあっても、携帯電話機などの電子機器の筐体に対して一定の強度を確保できるものである。換言すれば、薄手の基板１の一面に薄く形成した樹脂によって、電子機器の一種である携帯電話機の筐体部分の薄型化が実現可能となっており、本実施形態では適宜の熱硬化樹脂材料が用いられている。また、この第１樹脂部６は、第２樹脂部７とともに基板１の一面に充填させ加熱炉内で熱硬化させたときに、熱膨張や熱収縮を行うことなく硬化させることができる、換言すれば、熱硬化後にそりなどを発生させないような工夫が施されている。

このような第１樹脂部６及び第２樹脂部７のうち、第１樹脂部６については、第１枠体４と第２枠体５の間にあって、第１電子部品２と、基板１の実装面と、第１枠体４と、第２枠体５とに密接するように設けられている。一方、第２樹脂部７は、第２枠体５の内側にあって、第２電子部品３の実装面と、第２枠体５とに密接するように設けられている。

第１蓋部８は、第１電子部品２と第２電子部品３と第２枠体５とを物理的に一体に覆うようになっている。特に、この第１蓋部８は、第１枠体４とともに導電性を有する材料で形成されて電磁シールド機能が付与されており、第１枠体４から外部への電磁輻射の漏れを防止するとともに外部からの不要輻射の侵入を阻止できるようになっている。しかも、本実施形態の第１蓋部８には、図３に示すように、第１枠体４と機械的に着脱可能に固定させるのと同時に電気的にも第１枠体４と接続させるために、第１枠体４の接点４１に嵌合する孔８１を外周面全体にわたって多数設けている。このように構成することで、前述したように、第１蓋部８は、第１枠体４を介して基板１のグランドと同電位となるように構成しており、グランドの電位をより一定に保つ、即ち、グランドを強化することが出来
るといった効果も付与している。

第２蓋部９は、第２電子部品３を物理的に覆うようになっており、第２枠体５とともに導電性を有する材料で形成して電磁シールド機能を付与している。これにより、第２蓋部９は、この第２蓋部９から外部へ電磁輻射が漏れるのを防止することができるとともに外部からの不要輻射の侵入を阻止できるようになっている。このように、この第２蓋部９及び第２枠体５の内部に設けている第２電子部品３は、この第２蓋部９及び第２枠体５と、第１蓋部８及び第１枠体４とによる二重の電磁シールディング作用によって外部との間での電磁波の入出が阻止されている。従って、特に第２電子部品３をＲＦ回路などのような脆弱回路で構成した場合、本発明によれば、第２電子部品３に対する第１電子部品２からの輻射の影響だけでなく、外部からの不要輻射の影響をも効果的に抑えることができる。

さらに、第２蓋部９では、第１蓋部８と同様、図４に示すように、第２枠体５と機械的に着脱可能に固定させるのと同時に電気的にも接続させるために、第２枠体５の接点５１Ａに嵌合する孔９１を外周面全体にわたって多数設けている。このように構成することで、第２蓋部９は、第２枠体５を介して基板１のグランドと同電位となるように構成しており、グランドの電位をより一定に保つ、即ち、グランドを強化することが出来るといった効果を有している。

なお、この第２蓋部９と第１蓋部８との高さの関係は、（４）の式の関係が成立する。すなわち、基板１から第１蓋部８の天井面までの高さｈ_１より、基板１から第２蓋部９の上面までの高さｈ_２のほうが小さい。

即ち、図２に示すように、第１蓋部８の天井面と第２蓋部９の上面との間には、ごく僅かな隙間Δｈを確保させており、第２蓋部９の高さｈ_２の方が第１蓋部８の基板１の一面から天井面までの高さｈ_１より低い。これにより、第２蓋部９が第１蓋部８を押し上げることがなく、押し上げによって第１蓋部８が外れることがないので、第２蓋部９の接続が確実な上に、第１蓋部８の接続も確実になる。

また、第１蓋部８及び第２蓋部９と第２枠体５との寸法関係をまとめると、第２枠体５の内壁５１の高さｈ_in及び外壁５２の高さｈ_outとの関係を示す（３）式と、基板１から第１蓋部８の天井面までの高さｈ_１及び基板１から第２蓋部９の上面までの高さｈ_２との関係を示す（４）式とについては、（５）の式の関係が成立する。

このように、本発明では、基板１から第２蓋部の上面までの高さ(ｈ_２)のほうが基板１から第２枠体５の外壁５２の高さ(ｈ_out）より大きくなるように構成している。このように構成することで、例えば回路基板モジュール１０の外部から第１蓋部８に衝撃が加えられた場合に、第２枠体５の外壁５２よりも第２蓋部９の上面のほうへ先に第１蓋部８が接触する。ここで、第２蓋部９の上面の方が第２枠体５の外壁５２の上面より面積が大きいので、その面積が大きな第２蓋部９の上面で安定的に第１蓋部８と接触させることができる。その結果、接触ストレスによる第１蓋部８の変形が起きにくくすることができるようになる。

なお、本発明は種々の形態で実施し得るものである。例えば、第１、第２枠体４，５の接点４１，５１Ａは、全周面にわたらず、少なくとも一部に設けてあってもよい。また、本実施形態では、回路基板モジュール１０を電子機器の一種である図示しない携帯電話機の筐体内部に設置してあるが、この携帯電話機としては、ストレート型、折りたたみ型等の各種の筐体内部に設置可能である。さらに、この回路基板モジュールを設置する電子機器としては、この携帯電話機の他に、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やＰＨＳ（Personal Handyphone System）或いはこれ以外の各種の電子機器に設置することが可能である。

また、本発明の回路基板モジュールは、実装面を有する基板と、前記実装面に実装された第１電子部品と、前記実装面に実装された第２電子部品と、前記第１電子部品と前記第２電子部品を囲い、前記実装面に実装され、導電性を有する第１枠体と、前記第２電子部品を囲い、前記第１枠体の内側にあって、前記実装面に実装され、導電性を有する第２枠体と、前記第１枠体と前記第２枠体の間にあって、前記第１電子部品と前記実装面と前記第１枠体と前記第２枠体に密接する第１樹脂部と、前記第２枠体の内側にあって、前記第２電子部品の前記実装面と前記第２枠体に密接する第２樹脂部と、前記第１電子部品と前記第２電子部品と前記第２枠体とを覆い、導電性を有し、前記第１枠体に電気的に接続された第１蓋部と、を備えるものである。

本発明の回路基板モジュールは、前記第２枠体の接点で接続され、前記第２枠体を覆う第２蓋部を有するものである。

上記構成によれば、第1蓋部で覆われた第１枠体の内部に設けた第２枠体自体をさらに第２蓋部が覆う。例えば第２蓋部の内側に設置したＲＦ回路等のような脆弱な回路については、第１蓋部だけで覆う場合に比べてより確実に電磁シールドさせることができる。即ち、第１蓋部で覆った第１枠体よりも外側からの電磁波が、第２蓋部の内側に設置したＲＦ回路等のような脆弱な回路へ侵入するのを阻止できるようになるばかりか、第１枠体内部であって、かつ、第２枠体外部に設けた、脆弱な回路以外の回路から生じる不要輻射が第２蓋部で覆われたその脆弱な回路へ悪影響をおよぼすのを効果的に抑えることができる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明の回路基板モジュールによれば、基板上の回路間での輻射による悪影響を小さくできるとともに、全体としてモジュール外部への輻射を小さくできる効果を有し、例えば携帯電話機、ＰＤＡ、ＰＨＳ、或いはこれ以外の各種の電子機器等に有用である。

本発明の実施形態に係る回路基板モジュールを示す分解斜視図図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図本発明の実施形態に係る回路基板モジュールの第１枠体と第１蓋部との接続状態を示す要部断面図本発明の実施形態に係る回路基板モジュールの第２枠体と第２蓋部との接続関係を示す要部断面図従来の携帯端末機器などの基板構造を示す要部断面図

符号の説明

１基板
２第１電子部品（デジタル回路）
３第２電子部品（脆弱回路）
４第１枠体
４１接点
５第２枠体
５１内壁
５１Ａ接点
５２外壁
５３底面
６第１樹脂部
７第２樹脂部
８第１蓋部
８１孔
９第２蓋部
９１孔
１０回路基板モジュール
ｈ _１基板から第１蓋部の天井面までの高さ
ｈ _２基板から第２蓋部の上面までの高さ
ｈ _in 第２枠体の内壁の高さ
ｈ _out 第２枠体の外壁の高さ
Δｈ隙間

Claims

実装面を有する基板と、
前記実装面に実装された第１電子部品と、
前記実装面に実装された第２電子部品と、
前記第１電子部品と前記第２電子部品を囲い、前記実装面に実装され、導電性を有する第１枠体と、
前記第２電子部品を囲い、前記第１枠体の内側にあって、前記実装面に実装され、導電性を有する第２枠体と、
前記第１枠体と前記第２枠体の間にあって、前記第１電子部品と前記実装面と前記第１枠体と前記第２枠体に密接する第１樹脂部と、
前記第１電子部品と前記第２電子部品と前記第２枠体とを覆い、導電性を有し、前記第１枠体に電気的に接続された第１蓋部と、
前記第２枠体を覆う第２蓋部と、を備え、
前記第１蓋部は前記第２蓋部を覆い、
前記第２枠体は、前記第１樹脂部と接する外壁と、前記外壁より前記第２電子部品側にある内壁とを有し、
前記外壁と前記内壁との間には溝部が設けられ、
前記溝部において前記第２蓋部と前記内壁とが接触する回路基板モジュール。
請求項１に記載の回路基板モジュールであって、
前記第２枠体の内側にあって、前記第２電子部品の前記実装面と前記第２枠体に密接する第２樹脂部を有する回路基板モジュール。
請求項１又は請求項２に記載の回路基板モジュールであって、
前記基板から前記第１蓋部までの高さｈ_１より、前記第２蓋部の高さｈ_２のほうが小さい回路基板モジュール。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回路基板モジュールであって、
前記第２枠体の断面略Ｕ字形の底面が前記基板と接続されているとともに、前記内壁の高さｈ _in 及び前記外壁の高さｈ _out と、基板から前記第１蓋部までの高さｈ _１及び前記第２蓋部の高さｈ _２との高さについては、（１）の式の関係が成立する、

回路基板モジュール。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路基板モジュールを備えた電子機器。