(57)【要約】【課題】シールドフレームが印刷配線板に半田付けされる構造を採用する場合に、半田付け不良が発生することを確実に防止できるシールドフレームの実装方法およびシールドフレームを提供する。【解決手段】天面と側面とを有するシールドフレームを、リフロー炉を用いてプリント基板に半田付けする場合に、天面の所望形状が水平であるシールドフレームを、天面の記憶形状が水平である形状記憶合金で作製し、プリント基板におけるシールドフレームの載置部分に半田を塗布した後、シールドフレームを印刷配線板に設置してリフロー炉で半田付けする。【選択図】図４
2010171333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天面と側面とを有するシールドフレームを、リフロー炉を用いて印刷配線板に半田付けするシールドフレームの実装方法であって、
天面の所望形状が水平であるシールドフレームを、前記天面の記憶形状が水平である形状記憶合金で作製し、
印刷配線板におけるシールドフレームの載置部分に半田を塗布した後、シールドフレームを前記印刷配線板に設置してリフロー炉で半田付けする
ことを特徴とするシールドフレームの実装方法。
【請求項２】
天面と側面とを有するシールドフレームを、リフロー炉を用いて印刷配線板に半田付けするシールドフレームの実装方法であって、
シールドフレームを、リフロー時に生ずる印刷配線板の反りに対応する反った前記天面の形状を記憶形状とする形状記憶合金で作製し、
印刷配線板におけるシールドフレームの載置部分に半田を塗布した後、シールドフレームを前記印刷配線板に設置してリフロー炉で半田付けする
ことを特徴とするシールドフレームの実装方法。
【請求項３】
あらかじめリフロー処理後の印刷配線板の反り量を計測し、反り量にもとづいて天面の反りの程度を決定する
請求項２記載のシールドフレームの実装方法。
【請求項４】
印刷配線板に複数のシールドフレームを実装するシールドフレームの実装方法であって、
印刷配線板におけるシールドフレームの設置位置における印刷配線板の反り量にもとづいて各々のシールドフレームの天面の反りの程度を決定する
請求項３記載のシールドフレームの実装方法。
【請求項５】
携帯電話機に搭載される印刷配線板にシールドフレームを実装する
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のシールドフレームの実装方法。
【請求項６】
天面と側面とを有し、リフロー炉を用いて印刷配線板に半田付けされるシールドフレームであって、
前記天面の所望形状が水平であり、かつ、前記天面の記憶形状が水平である形状記憶合金で作製された
ことを特徴とするシールドフレーム。
【請求項７】
天面と側面とを有し、リフロー炉を用いて印刷配線板に半田付けされるシールドフレームであって、
リフロー時に生ずる印刷配線板の反りに対応する反った前記天面の形状を記憶形状とする形状記憶合金で作製された
ことを特徴とするシールドフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の電子機器に搭載されるシールドフレームの実装方法およびシールドフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の電子機器における印刷配線板（プリント基板）には、シールドフレーム（電磁波シールドフレーム）が搭載されている。シールドフレームは、プリント基板に実装された電子部品から発生する電磁波が外部に漏洩するのを防止するために電子部品を被覆する金属製の部品である。シールドフレームは、薄い金属板（例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のアルミニウム板金）が折り曲げられて箱状に形成される。
【０００３】
図５は、電磁波漏れの発生例を示す断面図である。図５には、プリント基板におけるシールドフレームが実装された部分の断面が示されている。図５に示すように、シールドフレーム１００は、プリント基板３に搭載された電子部品を覆うようにプリント基板３に実装される。図５に示す例では、シールドフレーム１００の側面の下端が半田２によってプリント基板３のグラウンドパターンに接続される。なお、図５には、電子部品として、ＩＣ４と、抵抗器やコンデンサ等の小型部品５が示されている。
【０００４】
プリント基板３に、リフロー方式（以下、リフローという。）によってシールドフレーム１００を実装するときに、板金加工等によってシールドフレーム１００の天面１０１に反りが生じている場合には、シールドフレーム１００の側面１０２の下端が半田２に接触しない半田付け不良が発生し、シールドフレーム１００とプリント基板３との間に隙間が生ずる。
【０００５】
図６は、電磁波漏れの発生の他の例を示す断面図である。図６には、プリント基板におけるシールドフレームが実装された部分の断面が示されている。図６に示す例では、シールドフレーム１００の天面１０１に反りは生じていない。しかし、リフローによってシールドフレーム１００を実装するときに、加熱によってプリント基板３を構成する絶縁材やプリント基板３に設けられている配線パターン等が膨張し、各々の膨張率の違いやプリント基板３の自重等に起因して、図６に示すように、プリント基板３全体に反りが発生する場合がある。その場合、プリント基板３の水平性が保たれなくなり、シールドフレーム１００の側面１０２の下端が半田２に接触しない半田付け不良が発生し、シールドフレーム１００とプリント基板３との間に隙間が生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−６００９８号公報（００１５−００１７、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シールドフレーム１００とプリント基板３との間に隙間が生ずると、そこから電磁波が外部に漏れてしまう。すなわち、シールドフレーム１００の電磁シールド機能が低下してしまう。
【０００８】
プリント基板３を搭載する携帯電話機等の電子機器には小型化および薄型化が求められているので、プリント基板３も薄いことが好ましい。しかし、プリント基板３を薄くすると、反りが生じやすくなる。また、量産品のプリント基板３に実装される部品はリフローによって実装されることが一般的であるが、リフロー炉の温度は、プリント基板３の材質のガラス転移温度よりもはるかに高い。よって、リフロー時のプリント基板３は、より変形しやすいので、シールドフレーム１００の半田付け不良が生ずる可能性が高まっている。
【０００９】
そこで、本発明は、シールドフレームがプリント基板に半田付けされる構造を採用する場合に、半田付け不良が発生することを確実に防止できるシールドフレームの実装方法およびシールドフレームを提供することを目的とする。
【００１０】
なお、プリント基板に搭載された電子部品を覆う金属ケースが電子部品に接触することを防止するために、天面が水平である状態を記憶形状の状態にした形状記憶合金製の金属ケースの天面をあらかじめ凹ませて天面が電子部品に接触した状態にし、リフロー時の加熱によって天面を水平状態に戻すようにする方式が特許文献１に記載されている。
【００１１】
しかし、特許文献１に記載された金属ケースにおいて、金属ケースと電子部品との間にある程度以上の空隙を確保するために形状記憶合金製の金属ケースの天面をあらかじめ凹ませておく構造が採用されている。すなわち、金属ケースがプリント基板に実装される前に、積極的に金属ケースの天面を凹ませる。積極的に金属ケースの天面を凹ませる考え方にもとづいて、板金加工等によって天面の水平性が損なわれた場合（すなわち、積極的に天面を凹ませるのではない。）の対応策として採用することを想起することはない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるシールドフレームの実装方法は、天面と側面とを有するシールドフレームを、リフロー炉を用いて印刷配線板に半田付けするシールドフレームの実装方法であって、天面の所望形状が水平であるシールドフレームを、天面の記憶形状が水平である形状記憶合金で作製し、印刷配線板におけるシールドフレームの載置部分に半田を塗布した後、シールドフレームを印刷配線板に設置してリフロー炉で半田付けすることを特徴とする。
【００１３】
本発明による他の態様のシールドフレームの実装方法は、シールドフレームを、リフロー時に生ずる印刷配線板の反りに対応する反った天面の形状を記憶形状とする形状記憶合金で作製し、印刷配線板におけるシールドフレームの載置部分に半田を塗布した後、シールドフレームを印刷配線板に設置してリフロー炉で半田付けすることを特徴とする。
【００１４】
本発明によるシールドフレームは、天面と側面とを有し、リフロー炉を用いて印刷配線板に半田付けされるシールドフレームであって、天面の所望形状が水平であり、かつ、天面の記憶形状が水平である形状記憶合金で作製されたことを特徴とする。
【００１５】
本発明による他の態様のシールドフレームは、リフロー時に生ずる印刷配線板の反りに対応する反った天面の形状を記憶形状とする形状記憶合金で作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シールドフレームがプリント基板に半田付けされる構造を採用する場合に、半田付け不良が発生することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】プリント基板にシールドフレームが実装された状態を模式的に示す斜視図である。
【図２】プリント基板におけるシールドフレームが実装された部分の断面図である。
【図３】プリント基板におけるシールドフレームが実装された部分の断面図である。
【図４】本発明によるシールドフレームの実装方法を示すフローチャートである。
【図５】電磁波漏れの発生例を示す断面図である。
【図６】電磁波漏れの発生の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、プリント基板にシールドフレームが実装された状態を模式的に示す斜視図である。図１に示す例では、プリント基板３に、複数のＩＣ４、および抵抗器やコンデンサ等の小型部品５が搭載されている。また、１つのシールドフレーム１１が実装された例が示されている。なお、プリント基板３に実装されるシールドフレーム１１は１つに限られない。携帯電話機におけるプリント基板３では、一例として、１０個程度のシールドフレーム１１が実装される。ただし、多数のシールドフレーム１１を使用するのではなく、大サイズの１個または小数のシールドフレーム１１が使用されることもある。
【００２０】
実施形態１．
図２は、図１に示されたプリント基板３におけるシールドフレーム１１が実装された部分を示す断面図である。図２に示す例では、シールドフレーム１１の側面１３の下端が半田２によってプリント基板３のグラウンドパターンに接続される。なお、図２には、シールドフレーム１１で覆われる電子部品として、ＣＳＰ（Chip Scale Package）のＩＣ４と、抵抗器やコンデンサ等の小型部品５が示されている。
【００２１】
シールドフレーム１１のサイズは、一例として、長さ：幅：高さが、１５ｍｍ：１５ｍｍ：１．５ｍｍである。ただし、プリント基板３に複数のシールドフレーム１１が実装される場合に、それらのサイズは同じであるとは限らない。また、シールドフレーム１１は、天面１２が水平になるように作製される。すなわち、天面１２の所望形状は水平である。また、シールドフレーム１１の側面１３は、天面１２と直交するように形成され、４つの側面１３の高さは同じである。
【００２２】
この実施形態では、シールドフレーム１１は、天面１２が水平である形状を記憶した形状記憶合金で形成されている。形状記憶合金として、変態温度が板金加工時の周囲温度よりも高くリフロー炉の温度よりも低いものを採用する。
【００２３】
次に、シールドフレーム１１をプリント基板３に実装する方法を説明する。
まず、半田印刷機を用いて、プリント基板３における配線パターンにクリーム半田を塗布する。なお、配線パターンには、シールドフレーム１１の側面１３の下端が載置される部分に形成されているパターンも含まれる。その後、電子部品およびシールドフレーム１１を、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）マウンタでクリーム半田の塗布部分に載置する。
【００２４】
そして、プリント基板３を高温（２５０℃程度）のリフロー炉に入れる。その後、プリント基板３をリフロー炉から出し、溶融した半田２を固化させることによってシールドフレーム１１の実装が完了する。
【００２５】
天面１２の所望形状は水平であるが、板金加工時等に、天面１２が水平ではない状態になる場合がある。その場合、何等の工夫も施さないと、図５に例示されたように、シールドフレームの側面の下端が半田２に接触しなことにもとづく半田付け不良が発生し、シールドフレームとプリント基板との間に隙間が生ずることがある。
【００２６】
しかし、この実施形態では、シールドフレーム１１は、天面１２が水平である形状を記憶した形状記憶合金で形成されている。そして、記憶形状の状態に戻すための変態温度がリフロー炉の温度よりも低いので、板金加工時等にシールドフレーム１１の天面１２に反りが生じていたとしても、リフロー処理中に、シールドフレーム１１の天面１２は水平になる。すなわち、プリント基板３の表面と平行になる。その結果、シールドフレーム１１のいずれの側面１３もプリント基板３の表面と直交する状態に維持され、シールドフレーム１１の側面１３の下端が半田２に接触しないことに起因する半田付け不良の発生が防止される。
【００２７】
すなわち、この実施の形態では、シールドフレーム１１が形状記憶合金で作製されていることによって、板金加工等で天面１２に反りが生じてもリフロー処理中に天面１２をフラットに戻すことができ、未半田付け部分が生ずることが防止される。
【００２８】
また、プリント基板３を構成する絶縁材やプリント基板３に設けられている配線パターン等の膨張率の違い等に応じて、プリント基板３において捩れや複雑な反りが生じたとしても、シールドフレーム１１が形状記憶合金で作製されているので、未半田付け部分が生ずることが防止される。
【００２９】
また、１つのプリント基板３においてサイズが異なる多数のシールドフレーム１１が使用されている場合には、個々のシールドフレーム１１に対して個別に半田付け不良対策を施すことは容易ではないが、全てのシールドフレーム１１を形状記憶合金で作製することによって、個別に半田付け不良対策を施す必要性をなくすことができる。
【００３０】
また、１つのプリント基板３において多数のシールドフレーム１１が使用されている場合には、電磁波漏れが検出されたときに、いずれのシールドフレーム１１において不具合が生じているのかを特定するための検査工数は多いが、この実施形態では、半田付け不良に起因する電磁波漏れの発生が防止されるので、そのような検査工数を低減することができる。
【００３１】
なお、第１の実施形態（実施形態１）は、リフロー時にプリント基板３に反りが生じないか、反りが生じたとしても反り量がシールドフレーム１１の半田付けを阻害しない程度の微量である場合に特に有用である。
【００３２】
実施形態２．
図３は、図１に示されたプリント基板３に、シールドフレーム１１に代えてシールドフレーム１４が実装された場合のシールドフレーム１４が実装された部分を示す断面図である。図３に示す例でも、シールドフレーム１４の側面１６の下端が半田２によってプリント基板３のグラウンドパターンに接続される。なお、図３でも、シールドフレーム１４で覆われる電子部品として、ＣＳＰのＩＣ４と、抵抗器やコンデンサ等の小型部品５が示されている。
【００３３】
上述したように、プリント基板３を構成する絶縁材やプリント基板３に設けられている配線パターン等の膨張率の違い等に応じて、プリント基板３自体に反りが生ずることがある。
【００３４】
そこで、この実施形態では、リフロー処理中に生ずるプリント基板３の反りに追従してシールドフレーム１４（具体的には、シールドフレーム１４の天面１５）も反るように、シールドフレーム１４を形成する。
【００３５】
リフロー処理中にプリント基板３に反りが生ずる場合、プリント基板３の種類が異なると反り量が異なるが、一例として、プリント基板３の中央部において、１００μｍ程度上方に（表面側に）突出するような反りが生ずる場合を想定する。
【００３６】
そのような場合には、プリント基板３の中央部に実装されるシールドフレーム１４については、天面１５の記憶形状が１００μｍ程度上方に突出するように形状記憶合金でシールドフレーム１４を作製する。
【００３７】
プリント基板３を高温（２５０℃程度）のリフロー炉に入れ、所定時間経過後に、プリント基板３をリフロー炉から出し、溶融した半田２を固化させることによってシールドフレーム１４の実装が完了するが、図３に例示したように、リフロー処理中にプリント基板３に反りが生じている。
【００３８】
何等の工夫も施さないと、図６に例示されたように、シールドフレームの側面の下端が半田２に接触しないことにもとづく半田付け不良が発生し、シールドフレームとプリント基板との間に隙間が生ずることがある。
【００３９】
しかし、この実施形態では、シールドフレーム１４は、リフロー処理中に、天面１５においてプリント基板３の反りに追従するよう反りが生ずることになる。その結果、シールドフレーム１４のいずれの側面１６もプリント基板３の表面とほぼ直交する状態に維持され、シールドフレーム１４の側面１６の下端が半田２に接触しないことに起因する半田付け不良の発生が防止される。
【００４０】
なお、シールドフレーム１４の記憶形状を、どの程度反った形状にするのかは、例えば、試作時に、リフロー処理後のプリント基板３の反り量を計測し、計測値にもとづく反り量に応じて決定される。プリント基板３の種類が異なると反り量は異なるが、同じ品種のプリント基板３をリフロー炉に入れた場合には、各々のプリント基板３の反り量はほぼ同じであると考えられる。よって、試作時に反り量にもとづいてシールドフレーム１４の記憶形状を決定して量産に移行することによって、量産時の半田付け不良の発生は解消される。
【００４１】
また、１つのプリント基板３において多数のシールドフレーム１４が使用されている場合には、各々のシールドフレーム１４の実装位置におけるプリント基板３の反りの程度は異なるが、試作時に、各々の位置における反り量を計測し、各々のシールドフレーム１４の記憶形状を、対応する実装位置における計測値にもとづく反り量に応じて決定すればよい。
【００４２】
この実施形態では、シールドフレーム１４が形状記憶合金で作製されていることによって、リフロー処理中にプリント基板３に反りが生じてもリフロー処理中にシールドフレーム１４の形状をプリント基板３の反りに追従させることができ、未半田付け部分が生ずることが防止される。
【００４３】
また、プリント基板３を構成する絶縁材やプリント基板３に設けられている配線パターン等の膨張率の違い等に応じて、プリント基板３において捩れや複雑な反りが生じたとしても、シールドフレーム１４が形状記憶合金で作製されているので、未半田付け部分が生ずることが防止される。
【００４４】
なお、第２の実施形態（実施形態２）は、量産されるいずれのプリント基板３においても同様に反りが生ずるような場合に特に有用である。
【００４５】
図４は、本発明によるシールドフレームの実装方法を示すフローチャートである。図４に示すように、本発明によるシールドフレームの実装方法では、天面の所望形状が水平であるシールドフレームを、天面の記憶形状が水平である形状記憶合金で作製し（ステップＳ１）、プリント基板３におけるシールドフレーム１１の載置部分に半田を塗布した後（ステップＳ２）、シールドフレームを印刷配線板に設置してリフロー炉で半田付けする（Ｓ３）。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明を、携帯電話機等のシールドフレームを実装するプリント基板を搭載する電子機器に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
２    半田
３    プリント基板
４    ＩＣ
５    小型部品
１１，１４  シールドフレーム
１２，１５  天面
１３，１６  側面
【図１】
2010171333.tif 000003
【図２】
2010171333.tif 000004
【図３】
2010171333.tif 000005
【図４】
2010171333.tif 000006
【図５】
2010171333.tif 000007
【図６】
2010171333.tif 000008