(57)【要約】      （修正有）【課題】  シールドケースが簡単にグランドから離れない構造を提供する。【解決手段】  高周波用の電子部品２１がモジュール用基板２０に搭載され、モジュール用基板２０がマザーボード基板１０に搭載される複合基板装置では、電子部品２１がシールドケース３０で覆われる。そこで、マザーボード１０の表面にグランド電極１２を形成し、モジュール用基板２０の表面にグランド電極２２を形成し、シールドケース３０とグランド電極１２，２２とをはんだ付けで接続する。これにより、シールドケース３０が、マザーボード１０とモジュール用基板２０の両方に固定され、機械的強度が増す。【選択図】  図１
2006253507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電子部品が搭載されると共にその表面にグランド電極が形成された第１の基板と、
表面に前記第１の基板が搭載されると共に該表面の第１の基板の近傍にグランド電極が形成された第２の基板と、
導電性部材で構成され、前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けされたシールドケースと、
を備えることを特徴とする複合基板装置。
【請求項２】
前記第２の基板の表面には、凹部が形成され、該凹部に前記第１の基板が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の複合基板装置。
【請求項３】
前記シールドケースは、前記第１の基板の前記電子部品の搭載されている領域を囲む筒状のケース基枠と該ケース基枠に着脱可能に取り付けられて筒状の一方の端部をふさぐ天板とを備え、
前記ケース基枠が前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けされていることを特徴とする請求項１に記載の複合基板装置。
【請求項４】
前記シールドケースは、当該シールドケースの内側に突出して前記第１の基板のグランド電極に対してはんだ付けされた第１の凸部と、当該シールドケースの外側に突出して前記第２の基板のグランド電極に対してはんだ付けされた第２の凸部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合基板装置。
【請求項５】
表面に電子部品が搭載されると共にその表面にグランド電極が形成された第１の基板を、表面に該第１の基板が搭載されると共に該表面の第１の基板の近傍にグランド電極が形成された第２の基板に搭載する基板搭載処理と、
導電性部材で構成されたシールドケースを、前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けし、該シールドケースにより、該第１の基板の表面に搭載された前記電子部品を覆うシールドケース処理と、
を含むことを特徴とする基板実装方法。
【請求項６】
前記第２の基板の表面には、凹部が形成され、
前記基板搭載処理では、前記凹部に前記第１の基板を収容することを特徴とする請求項５に記載の基板実装方法。
【請求項７】
前記シールドケースは、前記第１の基板の前記電子部品の搭載されている領域を囲む筒状のケース基枠と該ケース基枠に着脱可能に取り付けられて筒状の一方の端部をふさぐ天板とを備え、
前記シールドケース処理では、前記天板が外された状態の前記ケース基枠を、前記第１の基板の前記電子部品の搭載されている領域を囲む位置に載置し、該ケース基枠と前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けすることを特徴とする請求項５又は６に記載の基板実装方法。
【請求項８】
前記シールドケースは、内側に突出した第１の凸部と外側に突出した第２の凸部とを備え、
前記シールドケース処理では、前記第１の基板のグランド電極と第２の基板のグランド電極とにはんだを付着させておき、前記シールドケースを前記電子部品及び前記第１の基板のグランド電極を囲む位置に載置して加熱し、前記はんだのリフローにより、前記第１の凸部と該第１の基板のグランド電極とを接続すると共に前記第２の凸部と該第２の基板のグランド電極とを接続することを特徴とする請求項５又は６に記載の基板実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基板装置及び基板実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信機能を備えた情報処理機器が増加している。
このような情報処理機器には、高周波を処理する電子部品群をモジュール用基板に搭載し、そのモジュール用基板をマザーボードに実装している。高周波を処理する電子部品群はシールドケースで遮蔽されている。
【０００３】
下記の特許文献１では、シールドケースに複数の突起を設け、その突起をグランドと電気的に接続されたマザーボードの貫通孔に挿入し、これをはんだ付けすることにより、シールドケースをグランドに接続している。即ち、シールドケースをマザーボードに固定している。
【特許文献１】特開平１１−９７８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シールドケースは、外来ノイズからモジュール用基板上の電子部品を防御すると共に、そのモジュール用基板から電磁波が外部に放射されることを防止している。そのシールドケースの役割は重要であり、適切にグランドに接続されていることが要求される。ところが、特許文献１では、シールドケースがマザーボードに固定されるだけなので、機械的な強度が弱く、シールドケースがマザーボード、モジュール用基板から離れる危険性が高く、その際にマザーボードからモジュール用基板も離れやすくなる。また、グランドの接触面積もすくなく、シールド性能が良くない。
【０００５】
本発明は、シールドケースを確実に固定し、シールドケースがグランドから離れる危険性が少なく、シールド性能が良い複合基板装置と基板実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る複合基板装置は、
表面に電子部品が搭載されると共にその表面にグランド電極が形成された第１の基板と、
表面に前記第１の基板が搭載されると共に該表面の第１の基板の近傍にグランド電極が形成された第２の基板と、
導電性部材で構成され、前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けされ、該第１の基板の表面に搭載された前記電子部品を内側で覆って封止するシールドケースと、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成を採用したことにより、シールドケースが第１の基板のグランド電極と第２の基板のグランド電極とにはんだ付けされるので、機械的強度が高まる。
【０００８】
尚、前記第２の基板の表面には、凹部が形成され、該凹部に前記第１の基板が収容されてもよい。
【０００９】
また、前記シールドケースは、前記第１の基板の前記電子部品の搭載されている領域を囲む筒状のケース基枠と該ケース基枠に着脱可能に取り付けられて筒状の一方の端部をふさぐ天板とを備え、
前記ケース基枠が前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けされてもよい。
【００１０】
また、前記シールドケースは、当該シールドケースの内側に突出して前記第１の基板のグランド電極に対してはんだ付けされた第１の凸部と、当該シールドケースの外側に突出して前記第２の基板のグランド電極に対してはんだ付けされた第２の凸部とを備えてもよい。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る基板実装方法は、
表面に電子部品が搭載されると共にその表面にグランド電極が形成された第１の基板を、表面に該第１の基板が搭載されると共に該表面の第１の基板の近傍にグランド電極が形成された第２の基板に搭載する基板搭載処理と、
導電性部材で構成されたシールドケースを、前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けし、該シールドケースにより、該第１の基板の表面に搭載された前記電子部品を覆うシールドケース処理と、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
尚、前記第２の基板の表面には、凹部が形成され、
前記基板搭載処理では、前記凹部に前記第１の基板を収容してもよい。
【００１３】
また、前記シールドケースは、前記第１の基板の前記電子部品の搭載されている領域を囲む筒状のケース基枠と該ケース基枠に着脱可能に取り付けられて筒状の一方の端部をふさぐ天板とを備え、
前記シールドケース処理では、前記天板が外された状態の前記ケース基枠を、前記第１の基板の前記電子部品の搭載されている領域を囲む位置に載置し、該ケース基枠と前記第１の基板のグランド電極と前記第２の基板のグランド電極とにはんだ付けしてもよい。
【００１４】
また、前記シールドケースは、内側に突出した第１の凸部と外側に突出した第２の凸部とを備え、
前記シールドケース処理では、前記第１の基板のグランド電極と第２の基板のグランド電極とにはんだを付着させておき、前記シールドケースを前記電子部品及び前記第１の基板のグランド電極を囲む位置に載置して加熱し、前記はんだのリフローにより、前記第１の凸部と該第１の基板のグランド電極とを接続すると共に前記第２の凸部と該第２の基板のグランド電極とを接続してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シールドケースが第１の基板に形成されたグランド電極と第２の基板に形成されたグランド電極の両方にはんだ付けされて固定されるので、衝撃や振動に対する耐性が強化され、シールドケースがグランド電極から離れる危険性が少ない。これにより、第１の基板と第２の基板とが離れやすくなることも防止できる。さらに、グランドの接触面積も確保できるので、一定のシールド性能を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合基板装置を示す断面図である。
この複合基板装置は、マザーボード１０と、そのマザーボード１０に組み込まれたモジュール用基板２０とを備えている。
【００１７】
マザーボード１０には、複数の電子部品１１が搭載されている。マザーボード１０の表面には、グランド電極１２が形成されるとともに、モジュール用基板２０が収容された凹部１３が形成されている。凹部１３の底面には、電極１４が形成されている。
【００１８】
モジュール用基板２０の表面には、高周波用の複数の電子部品２１が搭載されている。モジュール用基板２０の表面の外縁近傍には、複数のグランド電極２２が形成されている。モジュール用基板２０に搭載された電子部品２１は、モジュール用基板２０の裏面に形成された電極２３を介して凹部１３の底面の電極１４と接続されている。
【００１９】
モジュール用基板２０は、凹部１３に収容されることにより、低背化され、モジュール用基板２０の表面の高さは、マザーボード１０の表面の高さと同じになっている。
【００２０】
モジュール用基板２０の表面の電子部品２１は、シールドケース３０で覆われている。
シールドケース３０は、金属製のケース基枠３１及び天板３２で構成されている。ケース基枠３１は筒状をなし、筒状の一端がモジュール用基板２０或いはマザーボード１０の表面に接している。ケース基枠３１の内周面は、電子部品２１及びグランド電極２２の形成された領域を囲んでいる。
【００２１】
ケース基枠３１は、マザーボード１０のグランド電極１２にはんだＳ１により接続されて固定されている。さらに、ケース基枠３１は、モジュール用基板２０のグランド電極２２にはんだＳ２により接続されて固定されている。
【００２２】
ケース基枠３１の外周面には凹部３１ａが全周囲にわたって形成されている。
天板３２は、ケース基枠３１の他端に当接して電子部品２１を封止する板状の蓋部３２ａと、蓋部３２ａの縁端から垂直にマザーボード１０側へ向けて立設された係止部３２ｂとを備えている。係止部３２ｂに、ケース基枠３１の他端側が挿入される。係止部３２ｂには、凸部３２ｃが形成され、凸部３２ｃがケース基枠３１の凹部３１ａと嵌合し、ケース基枠３１に天板３２が着脱自在に係止されている。
【００２３】
図２は、図１の複合基板装置の組み立て斜視図である。
ここで、図１の複合基板装置を組み立てる手順について説明する。
マザーボード１０に電子部品１１を実装し、モジュール用基板２０に電子部品２１を実装する。マザーボード１０の凹部１３の底面に形成された電極１４にクリームはんだを付着させておき、電子部品２１の搭載されたモジュール用基板２０をその凹部１３に挿入し、凹部１３上のクリームはんだの位置にモジュール用基板２０の裏面の電極２３が当たるようにする。
【００２４】
この状態で、モジュール用基板２０及びマザーボード１０をはんだリフロー炉に入れ加熱し、自然冷却をする。この加熱により、クリームはんだが熔解し、冷却により、モジュール用基板２０の電極２３とマザーボード１０の凹部１３の電極１４とがはんだ付けされ、マザーボード１０とモジュール用基板２０とが一体化されるとともに、電子部品２１がマザーボード１０の回路に組み込まれる。
【００２５】
マザーボード１０及びモジュール用基板２０が一体化された後に、シールドケース３０のケース基枠３１を所定位置に載置する。即ち、電子部品２１及びグランド電極２２の形成された領域をケース基枠３１が囲むように、ケース基枠３１を載置する。そして、はんだごてを用い、ケース基枠３１とグランド電極１２とをはんだＳ１で接続する。同様に、はんだごてを用い、ケース基枠３１とグランド電極２２とをはんだＳ２で接続する。以上により、ケース基枠３１がはんだ付けされると共に、マザーボード１０及びモジュール用基板２０の両方に固定される。
【００２６】
マザーボード１０及びモジュール用基板２０に固定されたケース基枠３１に、天板３２を係止部３２ｂ側から被せ、ケース基枠３１の凹部３１ａと係止部３２ｂの凸部３２ｃとを嵌合させる。これにより、図１の複合基板装置が完成する。
【００２７】
以上のように、本実施形態の複合基板装置では、ケース基枠３１がマザーボード１０とモジュール用基板２０とにはんだ付けされて固定されるので、機械的強度が増し、シールドケース３０が衝撃や振動によってグランド電極から離れる危険性が少ない。
【００２８】
また、シールドケース３０がケース基枠３１と天板３２とで構成され、天板３２がケース基枠３１に着脱自在になっているので、天板３２をケース基枠３１に取り付けない状態で、ケース基枠３１とシールド用基板２０のグランド電極２２とをはんだごてで簡単にはんだ付けできる。その上、天板３２がケース基枠３１からいつでも取り外せるので、メンテナンスや検査等も容易である。
【００２９】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る複合基板装置を示す断面図である。
この複合基板装置は、マザーボード４０と、モジュール用基板５０とを備えている。モジュール用基板５０は、マザーボード４０の上に搭載されている。
【００３０】
マザーボード４０の表面には、複数の電子部品４１が搭載されると共に、グランド電極４２が形成されている。グランド電極４２は、モジュール用基板５０の周辺に配置されている。
【００３１】
モジュール用基板５０の表面には、複数の電子部品５１が搭載されると共に、グランド電極５２が形成されている。電子部品５１は、例えば高周波信号の処理回路を構成している。グランド電極５２は、モジュール用基板５０の外縁に沿って配置されている。
【００３２】
モジュール用基板５０の裏面には、モジュール用基板５０に形成された回路をマザーボード４０に接続するための電極５３が形成されている。マザーボード４０の表面のモジュール用基板５０の搭載位置には、電極５３と対向する電極４３が形成され、電極５３と電極４３とがはんだで接続されている。
【００３３】
マザーボード４０の表面には、シールドケース６０が載置されている。シールドケース６０は、導電性のケース基枠６１と、天板６２とで構成されている。
【００３４】
ケース基枠６１は筒状をなしている。ケース基枠６１の一端がマザーボード４０の表面に接し、ケース基枠６１の内周側がモジュール用基板５０の周囲を囲んでいる。ケース基枠６１の外周面には、外側に突出した凸部６１ａが形成され、凸部６１ａがグランド電極４２とはんだＳ３によりはんだ付けされている。ケース基枠６１の内周面には、内側に突出した凸部６１ｂが形成され、凸部６１ｂがグランド電極５２とはんだＳ４によりはんだ付けされている。
【００３５】
ケース基枠６１の外周面には、全周囲にわたって凹部６１ｃが形成されている。
天板６２は、ケース基枠６１の他端に当接して電子部品５１の上方を覆う板状の蓋部３２ａと、蓋部６２ａの縁端から垂直にマザーボード４０側へ向けて立設された係止部６２ｂとを備えている。係止部６２ｂに、ケース基枠３１の他端側が挿入される。係止部６２ｂには、凸部６２ｃが形成され、凸部６２ｃがケース基枠６１の凹部６１ａと嵌合し、ケース基枠６１に天板６２が着脱自在に係止されている。
【００３６】
図４は、図３の複合基板装置の組み立て斜視図である。この図４を参照しつつ、本実施形態の複合基板装置の組み立て手順の一例を説明する。
マザーボード４０にモジュール用基板５０を組み込む前に、予め、マザーボード４０に電子部品４１を搭載し、モジュール用基板５０に電子部品５１を搭載しておく。
【００３７】
電子部品４１が搭載されたマザーボード４０の表面の電極４３に、メタルマスク等を用いてクリームはんだを塗布して付着させる。クリームはんだが塗布されたマザーボード４０上に、電極４３と電極５３とがクリームはんだを介して対向するようにモジュール用基板５０を載置する。モジュール用基板５０が載置されたマザーボード４０をはんだリフロー炉に入れて加熱し、その後自然冷却する。加熱により、クリームはんだが熔解し、冷却により、電極４３と電極５３とが接続される。マザーボード４０とモジュール用基板５０とが一体化されるとともに、電子部品５１がマザーボード４０の回路に組み込まれる。
【００３８】
マザーボード４０及びモジュール用基板５０が一体化された後に、マザーボード４０の表面のグランド電極４２と、モジュール用基板５０の表面のグランド電極５２とに、クリームはんだＳ３，Ｓ４を付着させる。クリームはんだＳ３，Ｓ４の付着が終了した後、シールドケース６０のケース基枠６１を所定位置に載置する。即ち、ケース基枠６１がモジュール用基板５０の外周を囲み、ケース基枠６１の凸部６１ａがそれと接続されるグランド電極４２とクリームはんだを挟んで対向し、ケース基枠６１の凸部６１ｂがそれと接続されるグランド電極５２とクリームはんだを挟んで対向するように、ケース基枠６１を載置する。
【００３９】
ケース基枠６１を載置した後、マザーボード４０をはんだリフロー炉に入れて加熱し、その後に、自然冷却する。この加熱により、グランド電極５２と凸部６１ｂとの間のクリームはんだＳ４が溶解し、冷却することによってはんだＳ４が固形化し、グランド電極５２と凸部６１ｂとが接続される。また、加熱により、グランド電極４２と凸部６１ａとの間のクリームはんだＳ３が溶解し、冷却によってはんだＳ３が固形化し、グランド電極４２と凸部６１ａとが接続される。
【００４０】
ケース基枠６１の凸部６１ａ及び凸部６１ｂがグランド電極４２，５２に接続されることにより、ケース基枠６１がマザーボード４０及びモジュール用基板５０の両方に固定される。
【００４１】
マザーボード４０及びモジュール用基板５０に固定されたケース基枠６１に、天板６２を係止部６２ｂ側から被せ、ケース基枠６１の凹部６１ｃと係止部３２ｂの凸部６２ｃとを嵌合させる。これにより、図３の複合基板装置が完成する。
【００４２】
以上のように、本実施形態の複合基板装置では、第１の実施形態と同様に、ケース基枠６１がマザーボード４０とモジュール用基板５０とにはんだ付けされて固定されるので、機械的強度が増し、シールドケース６０が衝撃や振動によってグランドから離れる危険性が少ない。
【００４３】
また、シールドケース６０がケース基枠６１と天板６２とで構成され、天板６２がケース基枠６１に着脱自在になっているので、天板６２をケース基枠６１に取り付けない状態で、ケース基枠６１とモジュール用基板５０のグランド電極５２とをはんだごてで簡単にはんだ付けできる。天板６２がケース基枠６１からいつでも取り外せるので、メンテナンスや検査等も容易である。
【００４４】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
【００４５】
（１）  第１の実施形態の複合基板装置において、シールドケース３０のケース基枠３１に、第２の実施形態と同様の凸部６１ａ，６１ｂを設け、ケース基枠３１とグランド電極１２，２２との接続を、はんだリフローでおこなってもよい。
【００４６】
（２）  第２の実施形態では、凸部６１ａ，６１ｂをケース基枠６１の各辺にそれぞれ複数配置したが、凸部６１ａ，６１ｂの数は任意であり、例えば各辺に１つの凸部６１ａ，６１ｂを配置してもよい。この場合、１つの凸部６１ａは、複数のグランド電極４２と接続される。また、１つの凸部６１ｂは、複数のグランド電極５２と接続される
【００４７】
（３）  第１の実施形態のマザーボード１０及び第２の実施形態のマザーボード４０は、両面基板で構成しても良いが、４層基板或いは８層基板等の多層基板で構成してもよい。
【００４８】
（４）  第１の実施形態のモジュール用基板４０及び第２の実施形態のモジュール用基板５０は、両面基板で構成しても良いが、４層基板或いは８層基板等の多層基板で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る複合基板装置を示す断面図である。
【図２】図１の複合基板装置の組み立て斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る複合基板装置を示す断面図である。
【図４】図３の複合基板装置の組み立て斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，４０          マザーボード
１１，４１          電子部品
１２，４２          グランド電極
１３                凹部
２０，５０          モジュール用基板
２１，５１          電子部品
２２，５２          グランド電極
３０，６０          シールドケース
３１，６１          ケース基枠
３１ａ，６１ｃ      凹部
３２，６２          天板
３２ｂ，６２ｂ      係止部
３２ｃ，６２ｃ      凸部
６１ａ，６１ｂ      凸部
Ｓ１〜Ｓ４          はんだ
【図１】
2006253507.tif 000003
【図２】
2006253507.tif 000004
【図３】
2006253507.tif 000005
【図４】
2006253507.tif 000006