(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を伴うＰＣＢ（プリント回路基板）と、該ＰＣＢ（１４）の少なくとも一部をカバーする構造部材（１５）とを含む電子装置であって、
前記電子部品（１７）と前記構造部材（１５）との間には弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８）が設けられており、前記構造部材（１５）のリム（２１）と前記ＰＣＢ（１４）との間にも前記衝撃吸収部材（１８）と同一の弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８'）が設けられており、
前記弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８）は、前記ＰＣＢ（１４）の方向へと前記電子部品（１７）に圧力を作用させるように設けられており、
前記弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８、１８'）は、導電性を有しているとともに、前記弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８、１８’）は、まず前記構造部材（１５）と前記リム（２１）とに取り付けられ、そして前記構造部材（１５）が前記ＰＣＢ（１４）に取り付けられることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８、１８'）として導電性のシリコン材料が用いられていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記構造部材（１５）はシールド缶であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記電子装置は、移動電話機（１）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８）は、前記構造部材（１５）に固着されており、かつ、前記弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材（１８'）は、前記リム（２１）に固着されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢ（プリント回路基板）と、ＰＣＢの少なくとも一部をカバーする構造部材とを含む電子装置において、電子部品を支持する方法に関連する。本発明は同様にそのような電子装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けによってＰＣＢ（プリント回路基板）に取り付けられる電子部品では、ＰＣＢを提供された電子装置に作用する動的な力によってはんだの継ぎ目に亀裂が生じるといった一般的な問題にさらされている。亀裂は、電子部品とＰＣＢとの間の電気的な接触を断つため、電子装置の機能に影響が生じる。亀裂は、一般に、電子装置を落下させたり、電子装置の主要部に大きな力が作用したり、または主要部が繰り返し衝撃を受けることで疲労破壊が引き起こされたりすると発生する。
【０００３】
ＰＣＢは電子部品よりも柔軟性があるので亀裂が生じる。外力が電子装置に作用すると、しばしばＰＣＢが小さく折れ曲がり、それがＰＣＢと電子部品との間にあるはんだの継ぎ目に応力が働くことになる。亀裂形成の問題は、いわゆるチップスケール部品や、とりわけＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）タイプの部品で発生する。ＢＧＡタイプの部品は、当該部品の底面に設けられた複数のボール形状のはんだ付けポイントを介してＰＣＢへとはんだ付けされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
はんだの継ぎ目に発生する亀裂の形成は別としても、ＰＣＢが折れ曲がることで、同様に電子部品自体に亀裂が生じる可能性がある。さらに、この亀裂によって電子部品が誤動作し、最終的に、電子装置が誤動作するおそれがある。
【０００５】
これまで、はんだ付けの継ぎ目に発生する亀裂を回避する種々の技術が採用されてきた。１つは、いわゆる「アンダーフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）」手法である。これは、エポキシタイプの接着剤を、ＰＣＢと電子部品との間のはんだ付けの継ぎ目の周囲に付与するものである。たとえ亀裂が形成されるような状況であっても、大抵の場合、この問題を解決できる。このアンダーフィル手法には、いくつかの欠点がある。どちらかといえば高価手法であり、また、後でＰＣＢを修復することもできず、さらに、エポキシタイプの接着剤を用いることは環境的に望ましくない。
【０００６】
はんだ継ぎ目の亀裂の形成を最小限にするために使用されてきたもう１つの技術は、いわゆる「オーバーフィル（ｏｖｅｒｆｉｌｌ）」手法である。この手法は、シールド缶や電子部品をカバーするフレームなどの構造部材と電子部品との間に、熱溶融（ホットメルト）接着剤を設けるものである。この解決手法の目的は、ＰＣＢ、電子部品及び構造部材からなるリジッド構造を形成することにある。このリジッド構造は、外力が電子装置に作用しても、ＰＣＢの折れ曲がる程度を減少させることにある。しかしながら、この解決手法にもいくつかの欠点がある。ホットメルト接着剤によって構造部材と電子部品とが連結されているため、その後の修理は難しくなり、また、電子部品とホットメルト接着剤との間に小さなギャップが生じるので、硬化したホットメルト接着剤によって電子部品が完全には支持されない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述したアンダーフィルの解決手法及びオーバーフィルの解決手法の各欠点に対して、シールド缶や電子部品をカバーするフレームなどの構造部材と、ＰＣＢ（プリント回路基板）とを含む電子装置において、電子部品を支持するための新規かつ改善された方法を提供する。本方法によって、製品における上述の課題が解決され、ＰＣＢ上の電子部品を完全に支持することができるようになる。また、本発明は、電子部品の完全な支持を確実ならしめる電子装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下のステップを用いる電子部品を支持する方法によって、本発明の目的は達成される：
−  電子部品をＰＣＢに取り付けるステップと；
−  弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材を、電子部品をカバーするように構成された構造部材の領域に適用するステップと；
−  弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材によってＰＣＢの方向へと電子部品に圧力が作用するような手法により、ＰＣＢと構造部材とを組み立てるステップとを含む。
【０００９】
弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材によってＰＣＢの方向へと電子部品に圧力が作用するような手法により、ＰＣＢと構造部材との間に弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材を設けた上述の電子装置によっても、本発明は達成される。
【００１０】
本発明に係る電子装置および方法によれば、ＰＣＢの方向へと電子部品に圧力を作用させる弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材によって電子部品が完全に支持されることになる。これは、主要部への圧力など、電子装置に適用されるいかなる外力も、弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材によってある程度吸収されることを意味する。これにより、電子部品とＰＣＢとの間におけるはんだの継ぎ目への応力が軽減される。本発明に係る弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材を使用することで、チップスケール部品に関連するはんだ継ぎ目部の亀裂が顕著に減少することを観測した。これは、電子装置の主要部に大きな力が作用する場合だけでなく、誤作動をもたらすような衝撃が主要部に繰り返し作用する場合にも効果があった。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材としてシリコンを用いる。この材料は、電子装置においてしばしばフレームや他の構造部材部品上のガスケットを構成するために使用されるものであり、従って、大幅なコスト増を招くことなく、フレームや他の構造部品にも適用しうる。
【００１２】
他の適当な材料としては、同様に低価格で、構造部材としても利用可能な熱可塑性のエラストマーが含まれよう。
【００１３】
弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料は、導電性があってもよい。この場合、弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料を電子装置の機能の一部としても利用できよう。
【００１４】
もし構造部材が電磁シールド缶であり、弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材がシールド缶の外縁に適用される製造工程において、電子部品をカバーするように構成されているシールド缶の領域に同一の弾力的に圧縮可能な衝撃吸収部材を適用すれば、とりわけ好適であろう。これによって、リムの支持部材および電子部品の支持部材として２つの異なる材料を採用する場合に比較し、製造コストが削減される。
【００１５】
好ましい実施形態によれば、電子装置は、移動電話機などの移動無線装置である。
【００１６】
これは強調しておくべきことであるが、本明細書において「含む／含んでいる」との用語が使用されるときは、記載の特徴、数、ステップまたは部品などの存在を特定するために使用されていると理解されなければならず、他の一以上の特徴、数、ステップもしくは部品またはこれらの組み合わせとなるグループの存在を排除することを意図してはいない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、ＰＣＢと、ＰＣＢ上のいくつかの電子部品を支持する手段が設けられた内部フレームを含む移動電話機を部分的に分解した様子を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係るＰＣＢ上の電子部品を支持する方法を段階的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下において、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、フロントカバー２と、バックカバー３と、フロントカバー２に取り付けられたＰＣＢ４と、内部フレーム５と、バッテリー６とを含む移動電話機１を部分的に分解した様子を示している。
【００２０】
ＰＣＢ４には、いくつかの電子部品が取り付けられており、そのうちのいくつかはチップスケール部品７、７’である。これらは、いわゆるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）タイプの部品である。これらのタイプの電子部品は、露出しているので、移動電話機１の主要部に外力が働いたときに、電子部品とＰＣＢ４との間にあるはんだの継ぎ目に亀裂が形成されてしまう。
【００２１】
内部フレーム５は、ＰＣＢ上の電子部品を電磁波から保護するために、シールド缶として形成されてもよいし、あるいは移動電話機１の構造部材の一部として形成されてもよい。内部フレーム５は、チップスケール部品７、７’をカバーするような領域を有しており、また、本発明によればこれらの領域には、弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料８，８’の層が設けられており、これにより、内部フレームがＰＣＢ４上に搭載されたときに、チップスケール部品７、７’上に逆圧が働く。内部フレーム５をＰＣＢ４へと結合する際には、ねじ止め、はんだ付けまたは接着など、従来のいかなる方法が用いられてもよい。また、フロントカバー２またはバックカバー６へとしっかりと結合することで、内部フレーム５を間接的にＰＣＢ４へと結合してもよい。
【００２２】
図２は、金属製シールド缶１５を用いて、ＰＣＢ１４上のＢＧＡタイプのチップスケール部品１７を支持する本発明に係る方法を示す図である。本方法は、初めのうちは並行に工程（部品搭載工程とシールド缶準備工程）が進む。
【００２３】
部品搭載工程において、ボールグリッドアレイ１９を有するチップスケール部品１７は、何れかの既知の処理（表面搭載処理など）が使用され、ＰＣＢ上に搭載される。この処理で、チップスケール部品１７はＰＣＢ１４上に位置決めされ（好ましくはピック・アンド・プレイス装置が使用される。）、ＰＣＢ１４には熱が加えられ、チップスケール部品１７とＰＣＢ１４との間にはんだ付けの継ぎ目が生成される。これは、ボールグリッドアレイ１９におけるそれぞれのはんだ屑のところで行われる。もちろん、他の電子部品についても、ＰＣＢ１４上に位置決めされるが、この点に関しては明瞭性の観点から不図示とする。
【００２４】
平坦かつ開放型の金属ボックスであるシールド缶１５を準備する工程において、弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料が取り付けられる。好ましい実施形態によれば、導電性のシリコン材料１８，１８’が衝撃吸収材料として用いられる。また、衝撃吸収材料は、外縁またはリム２１および領域２２に設けられ、シールド缶１５がＰＣＢ１４とともに組み立てられると、チップスケール部品１７を覆うように構成されている。導電性のシリコン材料１８、１８’は、シールド缶１５のリム２１のところにある層に配置される。これにより、シールド缶のリム２１とＰＣＢ１４とが完全に接触するように固定される。また、電子部品１７をカバーするように構成された領域の層にも導電性のシリコン材料１８、１８’が設けられるが、図２の最後に示すように、シールド缶１５が逆さまにされ、ＰＣＢ１４上に取り付けられると、導電性のシリコン材料１８、１８’によってチップスケール部品１７上に逆圧がかかるように、十分にしっかりと取り付けられる。
【００２５】
弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料は、適当な弾力特性を有する多数の材料の中から選択することができる。好ましくは、図２を参照しつつ説明したように導電性を有するシリコン材料を採用できるであろうし、あるいは、２重金型処理において適用される通常のシリコンも採用可能であろう。他の適当な材料としては、熱可塑性エラストマーや他の何れかの種類のゴムもしくはゴムのよう材料も採用できるであろう。
【００２６】
弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料は、使用される当該材料に依存する何れかの便利な方法を用いて、構造部材として利用されてもよい。当業者であれば、使用する材料が一旦決まってしまえば、適切な応用方法を簡単に選択できよう。
【００２７】
弾力的に圧縮可能な衝撃吸収材料が利用される構造部材は、電子装置における何れの構造的な部位または機能的な部位にも使用可能である。図１および図２によれば、この構造部材は、電子装置の内部フレームや、電磁波から電子部品を保護するためのシールド缶であってもよい。また、この構造部材は、電子装置の外装やケースであってもよい。もちろん、この構造部材は、金属やプラスティックのように、何れかの適切な材料から作成されよう。
【図１】
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【図２】
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