JP4330138B2

JP4330138B2 - 発熱安全対策機能付きシールドケース及びそれを用いた電子機器

Info

Publication number: JP4330138B2
Application number: JP2004024695A
Authority: JP
Inventors: 紳司小栗
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2005217328A

Description

本発明は、シールドケース関し、特に携帯用電子機器に用いて好適な発熱安全対策機能付きシールドケース及びこのシールドケースを用いた電子機器に関する。

電磁波の影響を嫌う電子部品や電磁波を放出する電子部品は、シールドして使用する場合が多い。そのようなシールド構造の例として（特許文献１）がある。しかし、このシールド構造の場合、電子部品の発熱を検出するための手段は講じられていない。
発熱を伴う電子部品、例えば携帯電話などの無線部に使うパワーアンプなどは、電子部品の異常発熱を検出し、異常発熱に伴う危険を回避するために、発熱安全対策を施すことが望まれる。

実開昭６１‐１７３１９８号公報

したがって、本発明は、電子部品をシールドするシールドケースに抵抗薄膜を形成し、シールドケースが包む電子部品の発熱による異常を抵抗薄膜の抵抗の変化で検出できる発熱安全対策付きシールドケース及び、このシールドケースを用いた電子機器を提供することにある。

本発明によれば、樹脂モールド部材と、樹脂モール部材の面に形成したシールド部材と、樹脂モールド部材の面の１部に形成した抵抗薄膜部材とを含む発熱安全対策機能付きシールドケースであって、抵抗薄膜部材の抵抗値の変化によって発熱を検出できる発熱安全機能付きシールドケースが得られる。

本発明の実施形態によれば、抵抗性薄膜部材は樹脂モールド部材の面に４個形成される。

本発明の実施形態によれば、シールド部材及び抵抗性薄膜部材が前記樹脂モールド部材の内面に形成される。

本発明の1つの観点によれば、シールド部材は金属薄膜で形成される。また、他の観点によれば、シールド部材及び前記抵抗薄膜部材は導電性塗料で形成される。
また、本発明によれば、樹脂モールド部材と樹脂モール部材の面に形成したシールド部材と樹脂モールド部材の面の１部に形成した抵抗薄膜部材とを含むシールドケースと、電子部品を実装した回路基板と、シールドケースを電子部品を覆うように回路基板上に配置し回路基板の基板の面に平行に配置された接地用導電性薄膜と電気的に接続した電子部品のシールド構造がえられる。

さらに、本発明によれば、メイン回路と、電子部品と、樹脂モールド部材と樹脂モール部材の面に形成したシールド部材と樹脂モールド部材の面の１部に形成した抵抗薄膜部材とからなり電子部品を覆うシールドケースとを含む電子機器であって、抵抗薄膜部材の抵抗の変化を検出する手段と、抵抗が所定の基準を超えた場合にメイン回路への電源の供給を停止する手段とを含む電子機器がえられる。

本発明のよれば、また、メイン回路と、電子部品と、樹脂モールド部材と前記樹脂モール部材の面に形成したシールド部材と樹脂モールド部材の面の１部に形成した４個の抵抗薄膜部材とからなり電子部品を覆うシールドケースとを含む電子機器であって、４個の抵抗薄膜部材がホイートストンブリッジの４辺となるように接続した回路と、ホートストンブリッジの平衡が所定の基準以上崩れた場合に前記メイン回路への電源の供給を停止する手段とを含む電子機器が得られる。

さらに、本発明の別の視点によれば、メイン回路と、電子部品と、樹脂モールド部材と樹脂モール部材の面に形成したシールド部材と樹脂モールド部材の面の１部に形成した４個の抵抗薄膜部材とからなり電子部品を覆うシールドケースとを含む電子機器であって、４個の抵抗薄膜部材がホイートストンブリッジの４辺となるように接続したホイートストンブリッジ回路と、ホイートストンブリッジ回路の一対の電源供給端子に接続された電源と、ホートストンブリッジの一対の端子に接続された前記ホイートストンブリッジの平衡状態を検出する手段と、検出手段の出力によってメイン回路への前電源の供給を停止する手段とを含む電子機器が得られる。

さらに、本発明によれば、樹脂モールド部材と樹脂モール部材の面に形成したシールド部材と樹脂モールド部材の面の１部に形成した抵抗薄膜部材とを含む携帯用電子機器の筐体と、筐体に内蔵されたメイン回路と、抵抗薄膜部材の抵抗の変化を検出する手段と、抵抗が所定の基準を超えた場合に前記メイン回路への電源の供給を停止する手段とを含む電子機器がえられる。

本発明では、樹脂モールド部材の面にシールド部材を形成してシールド効果に供すると共に樹脂モールド部材の面の一部に抵抗性薄膜を形成したシールドケースであるから、電子部品の発熱による異常を抵抗性薄膜の抵抗の変化で検出することができる。また、抵抗性薄膜は樹脂モールドの面に形成されるので、その配置のための特別なスペースが新たに必要となるものではなく、発熱の安全対策回路を省スペースで実装できる。さらに、発熱源である電子部品にシールドケースをかぶせて発熱を検出できるから、発熱源の近くで発熱を検出できる。

本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は第１の実施例のシールドケースを示す一部切欠き斜視図である。同図において、シールドケース１００は、絶縁素材からなる樹脂成型されたモールド１１０の内面に幅の広い導電性薄膜１２１，１２２，１２３，１２４及び１２５と、細いストリップ状の導電性薄膜１３１，１３２，１３３及び１３４を形成している。幅の広い導電性薄膜は、電磁波のシールド機能を供するためのもので、細いストリップ状の４本の導電性薄膜は抵抗として使用されるもので、シールドケースの安全対策に供するためのものである。

これら薄膜は、モールドの内面一面に導電性塗料を付して、或いは導電性材料を蒸着した形成した後、薄膜を絶縁性モールド１１０の内面に達する深さまで除去し、溝１４１Ａと１４１Ｂ、１４２Ａと１４２Ｂ、１４３Ａと１４３B、１４４Ａと１４４Ｂを形成し、互いに電気的に分離された複数の幅の広い導電性薄膜と細いストリップ状の導電性薄膜とする。導電性薄膜は、シールド用と抵抗部分と同一材料で形成してもよいが、シールド部分は電気抵抗ができるだけ少なく、抵抗部分はある程度の抵抗値を供する必要があるため、シールド部分は抵抗率の小さな金属薄膜を、抵抗部分はこれよりも抵抗率の大きな導電性薄膜を用いてもよい。

このシールドケース１００の内部には、電磁波を発生する電子部品、或いは、電磁波からの影響を保護すべき電子部品が配置される。

図２を参照すると、シールドケースと組合わせて良好なシールド効果を奏すると共にシールドケース内に収められる電子部品の発熱によるシールドケースへの影響を検出するための電気的接続をした回路基板２００が図示されている。絶縁基板２１０上には、シールド用接続パッド２２０から２２７と抵抗接続用電極パッド２３０から２３７が設けられている。さらに、基板２１０上に電極パッド２３０と２３１を接続する導体配線２４０、電極パッド２３２と２３３とを接続する導体配線２４１と、電極パッド２３７と２３４を接続する導体配線２４２と、電極パッド２３６と２３５とを接続する導体配線２４３が形成されている。

図３の（ａ）及び（ｂ）には、図２のＡＡ断面及びＢＢ断面が示されている。図３の（ａ）から明らかなように基板２１０の下面に接地（GND）導電層３１０が配置され、シールド用接続パッド２２０及び２２４はそれぞれ金属のピン３２１および３２２０接地導電層に電気的に接続されている。また、図３の（ｂ）に示すように、シールド用接続パッド２２７，２２６及び２２５は接地導電層に金属ピン３２５，３２３及び３２２で電気的に接続してある。また、抵抗接続用電極パッド２３６は金属ピン３２４で接地用導電層３１０に接続されている。金属ピンの代わりにビアホールを用いて銅箔、金メッキをかけて電気的に接続してもよい。

図１に示したシールドケース１００は、回路基板２００上に配置される前に、電子部品が回路基板上に実装される。図４は平面図で、回路基板２００上に電子部品を実装した実装済み回路基板４００を示しており、ノイズを発生する例えばパワーアンプ４１０が実装されている。パワーアンプに関する配線やリード端子などは省略してある。

図５を参照すると、電子部品実装済み回路基板４００を覆うようにシールドケース１００を配置してある。シールドケース１００の回路基板に対する配置の状態は、図５のＣＣ断面を示す図６に示してある。すなわち、シールドケースの抵抗用薄膜部の端部１３１Ａ，１３２Ａ，１３３Ａ及び１３４Ａが、回路基板の抵抗用電極パッド２３７，２３６，２３５及び２３５と電気的に接続されるように、そして、シールド用薄膜部１２１，１２２，１２３，１２４及び１２５の各々が、シールド用パッド２２０，２２７，２２６，２２５及び２２４と電気的に接続されている。これらの接続は、パッド上にクリーム半田を塗布して後半田を溶融させて行う。シールドケースの対向した側面に伸びる抵抗用薄膜部及びシールド用薄膜部についても同様に基板上で上記説明したパッドと対向する位置にあるパッドに接続される。

図７を参照すると、パッケージ１００の樹脂モールの内面に設けた抵抗用薄膜部１３１，１３２，１３３及び１３４は回路基板の配線と相俟って、ホイートストンブリッジを構成し、抵抗用薄膜部はブリッジの４辺の抵抗になる。これら４辺の抵抗値をＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４とする。このブリッジの抵抗Ｒ１（抵抗用薄膜部１３１）と抵抗Ｒ２（抵抗用薄膜部１３２）の接続点Ａ及び抵抗Ｒ３（抵抗用薄膜部１３４）と抵抗Ｒ４（抵抗用薄膜部１３３）との接続点Ｂにはそれぞれ電池７１０の正端子と負端子が接続され、負端子は接地されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３の接続点C及び抵抗R2と抵抗Ｒ４の接続点Ｄには検流計７２０が接続される。接続点Ａ，Ｃ及びＤはそれぞれ図５におけるＡ、Ｃ及びＤに対応し、接続点Ｂは接地用導電層に対応している。

ホイートストンブリッジは、４辺の抵抗値の間にＲ１・Ｒ４＝Ｒ２・Ｒ３の関係が成立する場合に平衡し、検流計の電流値が零となる。各抵抗値が同じになるように設計し、その状態でブリッジを平衡させるようにしてもよい。

平衡のとれた状態では、検流計を流れる電流は零で、検流計の出力を受け制御部はスイッチ７４０を閉じ、電池７１０からスイッチを介して電流がメイン回路７５０に供給される。メイン回路は、回路の主要部分であり、電池からの電源を供給されて動作する。メイン回路にはシールドケース内の電子部品をも含む。

シールドケース内の電子部品が発熱すると、それに伴ってシールドケースも発熱し、シールドケースを構成する樹脂モールドが変形し、モールド上の抵抗薄膜が変形し、或いは断線する。抵抗薄膜の変形又は断線は、電子部品の一番発熱する場所に近い抵抗薄膜で生ずる。このため、ブリッジの４辺を構成する抵抗値の値が変化してバランスが崩れ、検流計に電流が流れる。検流計に流れる電流の検出によって、制御部７３０はスイッチを開き電池７１０からメイン回路７５０への電流の供給を停止する。このため、電子部品への電源供給が停止され、大事に至るのを防止できる。

本発明のシールドケースは、樹脂モールドにシールド薄膜部材と抵抗性薄膜を設けるものであるから、電子部品のシールド機能と共に、電子部品の異常発熱に対する安全装置の機能を有する。

本発明のこの実施例は、樹脂モールド部材の面にシールド部材を形成してシールド効果に供すると共に樹脂モールド部材の面の一部に抵抗性薄膜を形成したシールドケースであるから、電子部品の発熱による異常を抵抗性薄膜の抵抗の変化で検出することができる。また、抵抗性薄膜は樹脂モールドの面に形成されるので、その配置のための特別なスペースが新たに必要となるものではない。

さらに、本発明のこの実施例は、樹脂モールドのケースにシールドのための導電性薄膜とホイートストンブリッジの４辺の抵抗となる抵抗薄膜を電気的に分離して形成しシールドケースであるから、シールドケース内に配置しされる電子部品の異常発熱がシールドケースの抵抗薄膜の抵抗値の変化によって検出してメイン回路への電源供給を停止することができる。

本実施例では、ホイートストンブリッジを構成する抵抗薄膜の接続を基板上で行っているが、樹脂モールド上で行っても良い。

図８は、本発明の第２の実施例を示す概略図である。第１の実施例では、樹脂モールドケースの内面をホイートストンブリッジの４辺の抵抗薄膜を形成するため、シールド部分の薄膜を複数に分割したが、第２の実施例では、もっと簡単な安全装置付きシールドケースを提供する。

同図において、９００はシールドケースであり、９１０は樹脂モールドの内面に施されたシールド用薄膜の一部を剥ぎ取り一本の細いストリップ状の抵抗用薄膜として分離したものである。シールドケースの斜視図は省くが、図１に示した形状のシールドケースに例えば細い一本の抵抗薄膜が形成され、他の薄膜部分はシールド薄膜であるようなものである。この一本の抵抗用薄膜は回路基板上でパッドを経由して電池７１０の両端に接続される。そしてこの抵抗に流れる電流を検出用抵抗９２０でモニタする。この電流のモニタによって、抵抗９１０の抵抗値をモニタできる。比較回路９３０は、比較回路内部に予め設けた基準抵抗値と比較して、薄膜抵抗の抵抗値が所定値を超えると制御部９４０に出力する制御信号を反転させスイッチ９５０を開き、電池７１０からメイン回路への電源の供給を停止する。

第２の実施例のシールドケースの場合、そこに形成され抵抗薄膜が1本のストリップ状のものであるが故に、回路基板のパッドへの接続状態は変わる。接続状態としては、図８の回路構成が採れるような配線ができればそれでよい。抵抗薄膜の抵抗値は、シールドケース内の電子部品の異常発熱による薄膜抵抗の形状の変化、或いは抵抗部分の切断によって抵抗値が大きく変わり、それに伴ってそこを流れる電流値が大幅に変化するのを検出し、異常に対処できるようにしたものである。

この実施例のシールドケースも、樹脂モールドにシールド薄膜部材と抵抗性薄膜を設けるものであるから、電子部品のシールド機能と共に、電子部品の異常発熱に対する安全装置の機能を有する。

また、この実施例では、ストリップ状の抵抗性薄膜を一本形成すればよいから、シールドケースの作成も簡単になる。また実施例１に比べて配線も単純化できる。
上記実施例１及び２では抵抗性薄膜が温度によって変形又は切断することによる抵抗値の変化を検出することとして説明したが、温度依存性の大きな導電率を有する抵抗性薄膜を利用し、その抵抗値の変化を利用してもよい。

本発明の第１の実施例のシールドケースの一部切欠き斜視図である。本発明の第１の実施例に使用する回路基板の平面図である。図２のＡＡ断面図及びＢＢ断面図である。本発明の第１の実施例の電子部品を実装した回路基板の平面図である。本発明の第１の実施例の回路基板の電子部品をシールドケースで覆って固定した状態の平面図である。図５のＣＣ断面図である。本発明の第１の実施例のブロック図で、電子部品の異常発熱によるシールドケースの変形をモニタするメカニズムを示す。本発明の第の実施例のブロック図で、電子部品の異常発熱によるシールドケースの変形をモニタするメカニズムを示す。

符号の説明

１００シールドケース
１１０樹脂モールド
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５シールド用薄膜
１３２，１３３，１３４，１３５抵抗用薄膜
１３１Ａ、１３２Ａ、１３３Ａ、１３４Ａ抵抗用薄膜端部
１４１Ａ、１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂ、１４３Ａ、１４３Ｂ、１４４Ａ、１４４Ｂ分離溝
２００回路基板
２１０基板
２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７シールド薄膜用パッド
２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５，２３６，２３７抵抗用パッド
４１０電子部品
７１０電池
７２０検流計
７３０、９４０制御部
７４０スイッチ
７５０メイン回路
９３０比較回路

Claims

樹脂モールド部材の面に形成されたシールド部材と前記樹脂モールド部材の面の１部に形成された抵抗薄膜部材とからなるシールドケースと、
前記シールドケースに覆われた電子部品と、
メイン回路と、を含む電子機器であって、
前記抵抗薄膜部材の抵抗の変化を検出する手段と、
前記抵抗が所定の基準を超えた場合に前記メイン回路への電源の供給を停止する手段とを含む電子機器。
樹脂モールド部材の面に形成されたシールド部材と前記樹脂モールド部材の面の１部に形成された４個の抵抗薄膜部材とからなるシールドケースと、
前記シールドケースに覆われた電子部品と、
メイン回路と、を含む電子機器であって、
前記４個の抵抗薄膜部材がホイートストンブリッジの４辺となるように接続された回路と、
前記ホートストンブリッジの平衡が所定の基準以上崩れた場合に前記メイン回路への電源の供給を停止する手段とを含む電子機器。
樹脂モールド部材の面に形成されたシールド部材と前記樹脂モールド部材の面の１部に形成された４個の抵抗薄膜部材とからなるシールドケースと、
前記シールドケースに覆われた電子部品と、
メイン回路と、を含む電子機器であって、
前記４個の抵抗薄膜部材がホイートストンブリッジの４辺となるように接続されたホイートストンブリッジ回路と、
前記ホイートストンブリッジ回路の一対の電源供給端子に接続された電源と、前記ホートストンブリッジの一対の端子に接続された前記ホイートストンブリッジの平衡状態を検出する手段と、
前記検出手段の出力によって前記メイン回路への前記電源の供給を停止する手段とを含む電子機器。
樹脂モールド部材の面に形成されたシールド部材と前記樹脂モールド部材の面の１部に形成された抵抗薄膜部材とからなる筐体と、
前記筐体に内蔵されたメイン回路と、
前記抵抗薄膜部材の抵抗の変化を検出する手段と、
前記抵抗が所定の基準を超えた場合に前記メイン回路への電源の供給を停止する手段とを含む電子機器。