(57)【要約】【課題】  デザイン設計の自由度の大きい放熱効果を有するシールドケースを実現することにある。【解決手段】  集積回路２を搭載した回路基板３をシールドするためのシールドケース１０であって、シールドケース１０は、金属箔１４と樹脂フィルム１５を貼り合わせた導電性フィルムを用い、かつ被覆部１１、吸熱部１３及び接地部１２を備え、被覆部１１は、回路基板３を覆う形状を有し、吸熱部１３は、金属箔１４の一部が集積回路２の上に配置されることにより構成され、接地部１２は、吸熱部１３とは別の金属箔１４の一部が回路基板３のグラウンドと接することにより構成されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路を搭載した回路基板をシールドするためのシールドケースであって、
前記シールドケースは、金属箔と樹脂フィルムを貼り合わせた導電性フィルムを用い、かつ被覆部、吸熱部及び接地部を備え、
前記被覆部は、前記回路基板を覆う形状を有し、
前記吸熱部は、前記金属箔の一部が前記集積回路の上に配置されることにより構成され、
前記接地部は、前記吸熱部とは別の前記金属箔の一部が前記回路基板のグラウンドと接することにより構成されることを特徴とするシールドケース。
【請求項２】
前記接地部は、前記回路基板のグラウンドと接する外側が前記金属箔になるように前記導電性フィルムの一部を折り返して構成されることを特徴とする請求項１に記載のシールドケース。
【請求項３】
前記接地部は、前記回路基板に取り付けるためのねじを通すねじ穴を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシールドケース。
【請求項４】
前記吸熱部は、前記金属箔の複数の部分により構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールドケース。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のシールドケース及び集積回路を搭載した回路基板を備えることを特徴とする回路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構成で放熱効果を有するシールドケース及びそれを備えた回路ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、携帯電話、液晶テレビ等の様々な電子機器に搭載されているデジタル電子回路の処理の高速化が進んでいる。これは、半導体プロセスの高テクノロジー化によるものである。それに伴って、回路のクロック周波数やデータ伝送速度が速くなり、電磁ノイズが発生しやすくなっているため、電磁ノイズを遮蔽することが要求されている。
【０００３】
さらに、半導体プロセスの高テクノロジー化により集積化が進んだため、電子回路の消費電力密度は増加を続けており、放熱の問題は重要性を増している。
【０００４】
上記の事情を考慮して、特許文献１では、ヒートシンクの機能を有するシールドケースが開示されている。図８は、特許文献１の電子部品放熱構造を説明するための断面図である。プリント基板１０１に発熱部品１０２、１０３が実装され、プリント基板１０１には全体を覆うシールドケース１０４が取り付けられている。シールドケース１０４は、発熱部品１０２、１０３に対応する部分に冠部１０５、１０６を形成し、冠部１０５、１０６の周囲に凹溝１０７を形成する。冠部１０５、１０６には、発熱部品１０２、１０３の頂部が嵌入される。この構造によると、発熱部品１０２、１０３とシールドケース１０４の間の伝導面積が大きく、熱伝導率が向上すると共にシールドケース１０４の表面積が増大してシールドケース１０４からの放熱効果も増大するという効果を発揮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２２１４６号公報（平成１８年８月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のシールドケースは、発熱部品に当たる部分に冠部を形成するため、高い精度でシールドケースを製造する必要がある。また、シールドケースを高い精度で製造できたとしても、プリント基板に実装されている発熱部品の位置や高さが少しでもずれてしまうと、冠部と発熱部品が合わなくなってしまうため、プリント基板の製造にも高い精度が要求される。そのため、シールドケースとプリント基板のそれぞれの製造に高い精度が求められる。
【０００７】
また、発熱部品の異なった配置を有するプリント基板に取り付けるシールドケースを製造する場合、シールドケースを製造する金型を新たに製造する必要がある。そのため、プリント基板の種類の数に合わせて、シールドケースを製造する金型を用意する必要があるため、手間がかかってしまう。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールドケースを取り付ける回路基板に適した形状を形成することが容易で、デザイン設計の自由度の大きい放熱効果を有するシールドケースを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るシールドケースは、集積回路を搭載した回路基板をシールドするためのシールドケースであって、シールドケースは、金属箔と樹脂フィルムを貼り合わせた導電性フィルムを用い、かつ被覆部、吸熱部及び接地部を備え、被覆部は、回路基板を覆う形状を有し、吸熱部は、金属箔の一部が集積回路の上に配置されることにより構成され、接地部は、吸熱部とは別の金属箔の一部が回路基板のグラウンドと接することにより構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、接地部は、回路基板のグラウンドと接する外側が金属箔になるように導電性フィルムの一部を折り返して構成されることを特徴としても良い。また、接地部は、回路基板に取り付けるためのねじを通すねじ穴を有することを特徴としても良い。また、吸熱部は、金属箔の複数の部分により構成されることを特徴としても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放熱効果を有するシールドケースを様々な回路基板に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係るシールドケースが搭載された回路ユニットの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る回路ユニットの断面図である。
【図３】実施形態１に係るシールドケースの展開図である。
【図４】実施形態２に係るシールドケースの展開図である。
【図５】実施形態３に係るシールドケースが搭載された回路ユニットの分解斜視図である。
【図６】実施形態３に係る回路ユニットの断面図と側面図である。
【図７】実施形態３に係るシールドケースの展開図である。
【図８】特許文献１の放熱装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表わすものとする。また、各部分の長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００１４】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る放熱効果を有し、電磁ノイズを遮蔽するシールドケース１０が搭載された回路ユニット１の分解斜視図であり、図２（ａ）は、図１に示す回路ユニット１のＡ−Ａ’部の断面図である。図２（ｂ）はシールドケース１０の一部を拡大した断面図である。回路ユニット１は、集積回路２、回路基板３とシールドケース１０を含んで構成される。集積回路２は、回路基板３上に実装されており、シールドケース１０は、集積回路２を含む面に対して回路基板３を覆うように配置される。
【００１５】
集積回路２は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ-ｏｎ-ａ-Ｃｈｉｐ）等からなり、デジタル信号を高速に処理している。回路基板３は、集積回路２を含む様々な電子部品を表面に実装し、基板上にパターン配線を構成する。回路基板３は、基板の隅に複数のねじ穴４を有し、ねじ止めすることによって回路基板３を図示しない筐体に固定することができる。また、ねじ穴４周辺には、グラウンドパターン配線が構成されており、ねじ止めをすることによって回路基板３のグラウンドパターン配線をフレームグラウンドに落とすことができる。図１では、ねじ穴４を４つ有しているが、回路ユニット１を筺体に固定することができ、回路基板３のグラウンドパターン配線をフレームグラウンドに落とすことができれば、この数に限られるものではない。
【００１６】
シールドケース１０は、図２（ｂ）のように金属箔１４と樹脂フィルム１５を貼り合わせた導電性フィルムからなる。金属箔１４は、アルミニウムや銅、金など高い導電性を有する材料からなり、厚さは数十μｍである。樹脂フィルム１５は、ポリエステルなど絶縁性を有する材料からなり、厚さは約１００μｍである。本実施形態では、導電性フィルムとしてアルミ箔とポリエステルフィルムを貼り合わせた複合フィルム１６を用いた。複合フィルム１６は、従来より電磁ノイズを遮断するために使用されており、さらに耐熱性に優れているため、本発明のシールドケース１０の材料として適しているといえる。また、本発明に用いる複合フィルム１６等の導電性フィルムは、厚さが上記のとおり構成されているため、加工を容易に行うことができる。そのため、デザイン設計の自由度の大きいシールドケース１０を実現することができる。
【００１７】
シールドケース１０は、回路基板３と接合するとき、回路基板３に対する面を樹脂フィルム１５、その反対の外側の面を金属箔１４とする。回路基板３に対する面を金属箔１４にすると、回路基板３上に実装されている集積回路２を含む様々な電子部品と金属箔１４が接触し、ショートさせてしまう恐れがある。そのため、回路基板３に対する面を樹脂フィルム１５とする。
【００１８】
シールドケース１０は、被覆部１１、接地部１２、吸熱部１３を含んで構成される。被覆部１１は、シールドケース１０の外装を構成しており、天面１７と側面１８からなる。天面１７は、回路基板３とほぼ等しい大きさ・形状である。側面１８は、シールドケース１０の側面を形成し、シールドケース１０と回路基板３が接触しないように、天面１７と回路基板３の間に空間を持たせている。また、側面１８は、シールドケース１０と回路基板３を接合するために、回路基板３と接する部分にて半田付け等で固定している。被覆部１１は、集積回路２を含む面に対して回路基板３を覆うように形成されており、集積回路２及び回路基板３を保護する役割と集積回路２及び回路基板３から発生する電磁ノイズを遮蔽する役割を有する。
【００１９】
接地部１２は、シールドケース１０の金属箔１４を回路基板３のグラウンドパターン配線と導通させ、接地させる役割を有する。接地部１２は、金属箔１４の一部が回路基板３のグラウンドパターン配線と接するように構成されており、実施形態１では、外面が金属箔１４になるように複合フィルム１６の一部を折り返して構成されている。このように構成することで、金属箔１４を回路基板３のねじ穴４周辺のグラウンドパターン配線と接合し、導通させることができるため、シールドケース１０の金属箔１４をフレームグラウンドに落とすことができる。
【００２０】
シールドケース１０の金属箔１４をフレームグラウンドに落とすことによって、シールドケース１０への帯電を防ぐことができる。シールドケース１０は、被覆部１１で集積回路２及び回路基板３から発生する電磁ノイズを遮蔽する。もし、金属箔１４をフレームグラウンドに落としていなければ、シールドケース１０は、受けた電磁ノイズにより帯電する。帯電量が大きくなると、回路ユニット１に触れたときに感電してしまう恐れがある。このような問題を防ぐために、シールドケース１０の金属箔をフレームグラウンドに落とすことによって、シールドケース１０への帯電を防いでいる。
【００２１】
吸熱部１３は、集積回路２の発熱を吸収し、集積回路２の温度を一定温度以下に保つ役割を有する。集積回路２は、処理を行うために電流が流れており、その消費電力によって発熱を起こす。発熱は、集積回路２の故障や寿命の低下をもたらす。そのため、集積回路２の熱を吸収する必要がある。
【００２２】
実施形態１の吸熱部１３は、金属箔１４の一部が集積回路２の上に配置されることにより構成され、熱導電率の高い金属箔１４は、集積回路２の熱を吸収する。吸熱部１３に伝わった熱は、シールドケース１０の被覆部１１や接地部１２、筐体に伝わって分散したり、周囲の空間に放熱したりする。吸熱部１３を集積回路２の上に配置する際、しっかり固定するために両面テープなどを使用しても良い。また、集積回路２の熱を効率良く吸収するために、吸熱部１３は、集積回路２の全面の上に配置されるほうが好ましい。
【００２３】
また、吸熱部１３と集積回路２の間に熱導電シートを備えても良い。熱導電シートを備えることによって、より効率的に集積回路２の熱を吸熱部１３の金属箔１４に吸収させることができるようになる。
【００２４】
図３は、実施形態１に係るシールドケース１０の展開図である。シールドケース１０は、一枚の複合フィルム１６を所定の形状に裁断し、折り曲げることによって製造される。図３の表面は金属箔１４であり、裏面は樹脂フィルム１５である。
【００２５】
被覆部１１は、天面１７と側面１８から構成されており、天面１７の四つの辺に幅の等しい側面１８が形成されている。側面１８は、破線２１に沿って９０度山折りにし、破線２２に沿って９０度谷折りにすることで形成することができる。実施形態１では、矩形の回路基板３に適するために、被覆部１１は、矩形の天面１７と四つの側面１８を有しているが、これに限られるものではない。被覆部１１は、集積回路２を含む面に対して回路基板３を覆うように形成されていればよく、回路基板３の形状に合わせて被覆部１１も構成すれば良い。
【００２６】
接地部１２は、ある一つの側面１８の端に形成されており、破線２３に沿って山折りにて折り返すことによって、形成することができる。このようにすることによって、金属箔１４を回路基板３のねじ穴４周辺のグラウンドパターン配線と接合させることができるため、シールドケース１０の金属箔をフレームグラウンドに落とすことができる。
【００２７】
実施形態１では、接地部１２を側面１８の端に形成したが、この形状に限られるものではない。シールドケース１０を取り付ける回路基板に形成されているグラウンドパターン配線の位置に合わせて、複合フィルム１６を折り曲げて接地部１２を形成すれば良い。そのため、回路基板の構成・形状に合わせて、シールドケース１０に接地部１２を形成することができる。また、接地部１２は、数か所備えていても良い。
【００２８】
吸熱部１３は、天面１７から突き出している突出部１９に形成されている。突出部１９と天面１７の間の破線２４に沿って山折りにて折り返し、突出部１９内の破線２５に沿って９０度谷折りにし、破線２６に沿って９０度山折りにする。こうすることによって、突出部１９の先にある吸熱部１３を集積回路２の上に配置させることができる。このとき、吸熱部１３を集積回路２の全面の上に吸熱部１３を配置させることで、効率良く熱を吸収することができる。
【００２９】
実施形態１では、吸熱部１３を天面１７から突き出している突出部１９の先に形成したが、この形状に限られるものではない。回路基板上に搭載されている集積回路の上に金属箔を配置させればよく、集積回路の位置に合わせて吸熱部１３を形成すれば良い。また、突出部１９の位置や長さなどは、回路基板上に搭載されている集積回路の位置に合わせてればよい。そのため、回路基板の構成・形状に合わせて、シールドケース１０に吸熱部１３を形成することができる。また、吸熱部１３を備える突出部１９は、複数存在してもよい。
【００３０】
以上のように、金属箔１４と樹脂フィルム１５を貼り合わせた複合フィルム１６から形成し、被覆部１１、接地部１２、吸熱部１３を備えることで、放熱効果を有するシールドケース１０を実現することができる。また、シールドケース１０は、複合フィルム１６を取り付ける回路基板の構成・形状に合わせて、所定の形状に裁断し、折り曲げることによって製造することができる。
【００３１】
例えば、実施形態１の回路基板３は、矩形型をしていたため、シールドケース１０の形状を回路基板３に合わせて略矩形型としたが、これに限るものではない。回路基板の形状に合わせて、シールドケース１０を作製することができる。また、実施形態１の集積回路２は、回路基板３の略中央に実装されていたため、それに合わせて吸熱部１３を有する突出部１９を構成したが、これに限るものではない。集積回路２の実装位置に合わせて、突出部１９を構成すれば良い。
【００３２】
また、シールドケース１０の高さを形成する側面１８の幅を調整することによって、シールドケース１０を搭載した回路ユニット１の大きさを自由に変更することができる。
【００３３】
また、シールドケース１０を搭載した回路ユニット１は、様々な電子機器に搭載することができる。
【００３４】
〔実施形態２〕
実施形態２のシールドケースは、被覆部１１の天面１７に開口部３１を有する点が実施形態１のシールドケースと異なるが、その他の構成や各々の役割等は同様である。
【００３５】
図４は、実施形態２に係るシールドケース３０の展開図である。シールドケース３０に複数の開口部３１を設けることによって、シールドケース３０と回路基板３の間に籠った熱を開口部３１から回路ユニット１の外側に放出させることができる。そのため、集積回路２の放熱効果を高めることができる。
【００３６】
開口部３１の形状は、円形や矩形など限定されるものではない。ただし、開口部３１を円形にすることによって、シールドケース３０の物理的な強度が確保される。
【００３７】
また、開口部３１の大きさは、２５ｍｍ以下であることが好ましい。集積回路２や回路基板３から発生する電磁ノイズは、広い範囲の周波数からなり、他の電化製品を誤動作させたり、通信の電波を妨害したりする原因となる。そのため、電磁ノイズの放出を抑制する規制が設けられており、その中では３０ＭＨｚ〜６ＧＨｚの周波数範囲を規制するように定められている。そのため、開口部３１の大きさを２５ｍｍ以下にすることで、周波数が３０ＭＨｚ〜６ＧＨｚの電磁ノイズを開口部３１から回路ユニット１の外へ漏れることを抑制することができる。
【００３８】
〔実施形態３〕
実施形態３のシールドケースは、接地部の形状と吸熱部の数が実施形態１のシールドケースと異なるが、その他の構成や各々の役割等は同様である。図５は、実施形態３に係る放熱効果を有するシールドケース４０が搭載された回路ユニット１ａの分解斜視図であり、図６は、図５に示す回路ユニット１ａのＢ−Ｂ’部の断面図である。回路ユニット１ａは、集積回路２、回路基板３とシールドケース４０を含んで構成される。集積回路２及び回路基板３は、実施形態１と同様の構成である。
【００３９】
シールドケース４０は、導電性フィルムである複合フィルム１６からなり、被覆部４１、四つの接地部４２、四つの吸熱部４３を含んで構成される。被覆部４１は、実施形態１と同様に、シールドケース４０の外装を構成しており、天面４４と側面４５から構成される。
【００４０】
図７は、実施形態１に係るシールドケース４０の展開図である。図３と同様に、図７の表面は金属箔１４であり、裏面は樹脂フィルム１５である。
【００４１】
被覆部４１は、天面４４と側面４５から構成されており、天面４４の四つの辺に幅の等しい側面４５が形成されている。側面１８は、天面４４と側面４５の間の破線５１に沿って９０度山折りにすることで形成することができる。
【００４２】
接地部４２は、天面４４の隅に形成されている突出部４６の先に構成され、突出部４６は、複数形成されている。突出部４６は、二つのねじ穴４７を有しており、破線５２に沿って山折りにて折り返すことによって、二つのねじ穴４７を重ねる。このとき、金属箔１４が外側になる。さらに、ねじ穴４７と天面４４の間の破線５３に沿って９０度谷折りにし、破線５４に沿って９０度山折りにする。このようにすることによって、シールドケース４０の隅に支えとなる脚が形成され、ねじ穴４７は、回路基板３のねじ穴４に対応する位置に配置される。この作業を、各回路ユニット１に対して行う。
【００４３】
この結果、接地部４２は、ねじ穴４周辺のグラウンドパターン配線に接合される。また、ねじ止めにより、シールドケース４０と回路基板３を接合し、図示しない筐体に固定することによって、シールドケース４０の金属箔１４と回路基板３のグラウンドパターン配線を導通させ、シールドケース４０の金属箔１４をフレームグラウンドに落とすことができる。
【００４４】
以上のように接地部１２にねじ穴４７を備え、回路基板３のねじ穴４に対応する位置に配置することで、シールドケース４０と回路基板３を容易に固定させることが可能になる。さらに、接地部１２のねじ穴４７周辺の金属箔１４を回路基板３のねじ穴４周辺のグラウンドパターン配線に接合するように設計することで、固定すると同時にシールドケース４０の金属箔１４をフレームグラウンドに落とすことができる。
【００４５】
実施形態３では接地部４２は、回路基板３のねじ穴４と同じ数備えているが、シールドケース４０と回路基板３を図示しない筐体に固定しつつ、シールドケース４０の金属箔１４を接地させることができれば、この数に限られるものではない。
【００４６】
吸熱部４３は、役割・構成は実施形態１とほぼ同様であるが、吸熱部４３を有する突出部４８が、天面４４の各辺に形成され、複数備わっている点が実施形態１と異なる。各突出部４８は、実施形態１と同様に、突出部４８と天面４４の間の破線５５に沿って山折りにて折り返し、突出部４８内の破線５６に沿って９０度谷折りにし、破線５７に沿って９０度山折りにする。こうすることによって、突出部４８の先にある吸熱部４３を集積回路２の上に配置させることができる。また、この作業をすべての突出部４８に対して行うと、すべての吸熱部４３により集積回路２の全面の上に金属箔１４が配置されることになる。複数の吸熱部１３を備えることによって、集積回路２の熱を分散させることができるため、より効率良く熱を吸収することが可能となる。
【００４７】
以上のように、接地部４２をねじ穴４７を有する構成にすることによって、シールドケース４０と回路基板３を容易に固定させつつ、シールドケース４０の金属箔１４をフレームグラウンドに落とすことができる。また、吸熱部４３を複数備えることによって、より効率良く熱を吸収することが可能となる。
【００４８】
また、実施形態３のようにシールドケース４０の構成を実施形態１のシールドケースと大きく変えることができるのは、シールドケース４０を複合フィルム１６から形成していることが大きな要因である。本発明に用いる複合フィルム１６等の導電性フィルムは、厚さが非常に薄いため、加工を容易に行うことができる。そのため、デザイン設計の自由度の大きいシールドケース１０を実現することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ  回路ユニット
２  集積回路
３  回路基板
４  ねじ穴
１０、３０、４０  シールドケース
１１、４１  被覆部
１２、４２  接地部
１３、４３  吸熱部
１４  金属箔
１５  樹脂フィルム
１６  複合フィルム
１７、４４  天面
１８、４５  側面
１９  突出部
２１、２２、２３、２４、２５、２６、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７  破線
３１  開口部
４６  突出部
４７  ねじ穴
４８  突出部
【図１】
2014036066.tif 000003
【図２】
2014036066.tif 000004
【図３】
2014036066.tif 000005
【図４】
2014036066.tif 000006
【図５】
2014036066.tif 000007
【図６】
2014036066.tif 000008
【図７】
2014036066.tif 000009
【図８】
2014036066.tif 000010