(57)【要約】      （修正有）【課題】シールドケースと回路基板とがハンダにより接合されている電子装置の信頼性を向上させることができるシールドケースを提供する。【解決手段】電子装置２５０において、天面２２０ａと、天面２２０ａの周囲に位置する側面部２２０ｂ及び２２０ｃとを有する金属板により形成されたシールドケース２２０の長手方向は、金属板のロール目に対して垂直である。【選択図】図５
2018056235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天面と、前記天面の周囲に位置する側面部とを有する、金属板により形成されたシールドケースにおいて、
前記シールドケースの長手方向は、前記金属板のロール目に対して垂直であることを特徴とするシールドケース。
【請求項２】
電子部品が搭載された回路基板と、
金属板により形成され、天面と、前記天面の周囲に位置する側面部とを有し、前記回路基板に接合されるシールドケースと、
を有する電子装置において、
前記シールドケースの長手方向は、前記金属板の圧延方向に対して垂直であることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
電子部品が搭載された回路基板と、
金属板により形成され、天面と、前記天面の周囲に位置する側面部とを有し、前記回路基板に接合されているシールドケースと、
を有する電子装置において、
前記回路基板の長手方向は、前記金属板のロール目に対して垂直であることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
前記回路基板と前記シールドケースは、ハンダにより接合されていることを特徴とする請求項２または３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、シールドケース及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置においては、電磁波の影響を防ぐため、電子部品等が搭載されている回路基板がシールドケースにより覆われているものがある。このような電子装置では、外部からの電磁波の影響や、外部に放射される電磁波を抑制することができるとともに、物理的な衝撃からも電子部品等を保護することができる。
【０００３】
このような電子装置は、回路基板に搭載されている電子部品を覆うようにシールドケースが被せられた状態で、シールドケースの縁と回路基板とがハンダにより接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４９６８９号公報
【特許文献２】特開平９−２６８３４８号公報
【特許文献３】特開２００１−１０５０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の電子装置においては、電子装置が落下等した際に、その衝撃により、ハンダにより接合されている部分が剥がれたり、クラックが生じたりする場合がある。
【０００６】
このため、電子装置を落下させた場合にも、ハンダ接合されている部分が剥がれたり、クラックが生じたりすることのない、信頼性の高いシールドケース及び電子装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施の形態の一観点によれば、天面と、前記天面の周囲に位置する側面部とを有する、金属板により形成されたシールドケースにおいて、前記シールドケースの長手方向は、前記金属板のロール目に対して垂直であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示のシールドケースによれば、シールドケースと回路基板とがハンダにより接合されている電子装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シールドケースの製造方法の説明図
【図２】シールドケースの斜視図
【図３】電子装置の説明図
【図４】第１の実施の形態と比較されるシールドケース及び電子装置の斜視図
【図５】第１の実施の形態におけるシールドケース及び電子装置の斜視図
【図６】第１の実施の形態と比較されるシールドケースの製造方法の説明図
【図７】第１の実施の形態におけるシールドケースの製造方法の説明図
【図８】電子装置の落下試験の説明図（１）
【図９】電子装置の落下試験の説明図（２）
【図１０】電子装置の落下試験の試験結果を示す図（１）
【図１１】電子装置の落下試験の試験結果を示す図（２）
【図１２】電子装置の落下試験における解析の説明図
【図１３】電子装置の落下試験における衝突後の時間と変位の相関図
【図１４】第２の実施の形態における電子装置の斜視図
【図１５】第２の実施の形態における電子装置の製造方法の説明図
【図１６】電子装置の落下試験の説明図（３）
【図１７】電子装置の落下試験の説明図（４）
【図１８】電子装置の落下試験の試験結果を示す図（３）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１１】
〔第１の実施の形態〕
電子装置に用いられるシールドケースは、洋白等の銅を含む材料や、パーマロイ等により形成された金属板を打ち抜き、折り曲げることにより形成されている。金属板が圧延により形成されている場合、金属板の表面には圧延方向に沿ったロール目と呼ばれる筋が生じる。尚、金属板を曲げる場合には、圧延方向と曲げ線とが平行となるように曲げるよりも、圧延方向と曲げ線とが垂直となるように曲げる方が強度が高い。
【００１２】
シールドケースと回路基板とがハンダ接合されている電子装置の検討を行ったところ、シールドケースを形成している金属板の圧延方向と、落下させた際の信頼性との間に関係があることを見出した。本発明は、このように見出された関係に基づくものである。
【００１３】
シールドケースの製造工程について、図１に基づき説明する。図１では、圧延された金属板を破線矢印に示す送り方向に送りながら、加工する様子を示している。
【００１４】
最初に、図１（ａ）に示すように、金属板１０の上下の両側に所定の間隔で送り穴１１を形成する送り穴加工を行う。次に、図１（ｂ）に示すように、金属板１０を打ち抜き加工することにより、金属板１０にシールドケースとなる領域を形成する外形抜きを行う。この工程では、金属板１０を打ち抜いて打ち抜き領域１２を形成することにより、シールドケース２０を形成する領域とシールドケース２０を形成する領域を両側で支持するフレーム１３を形成する。シールドケース２０を形成する領域は、中央部分の形状が長方形の天面２０ａ、２つの側面部２０ｂ、２つの側面部２０ｃを有する。シールドケース２０を形成する領域の側面部２０ｃとフレーム１３は、接続部１４による接続されている。
【００１５】
次に、図１（ｃ）に示すように、シールドケース２０を形成する領域の２つの側面部２０ｂを略直角に曲げる。次に、図１（ｄ）に示すように、シールドケース２０を形成する領域の２つの側面部２０ｃと接続部１４との間を切断するとともに、側面部２０ｃを側面部２０ｂが曲げられた方向と同じ方向に略直角に曲げる。これにより、シールドケース２０が作製される。作製されたシールドケース２０の斜視図を図２に示す。
【００１６】
このように作製されたシールドケース２０は、図３（ａ）に示すような電子部品３１等が搭載されている回路基板３０の上に被せられハンダ接合することにより、図３（ｂ）に示すシールドケース２０が被せられた電子装置が作製される。
【００１７】
ところで、シールドケース２０は天面２０ａが長方形であるが、天面２０ａの長手方向が金属板の圧延方向となるか、短手方向が金属板の圧延方向になるかによって、落下させた際の信頼性に差が生じることを、発明者は落下試験を行うことにより見出した。
【００１８】
次に、電子装置の落下試験とその結果について説明する。この落下試験では、２種類のシールドケースを形成して作製した電子装置を用いた。図４に示すように、天面１２０ａの長手方向がロール目と平行になっているシールドケース１２０を作製し、側面部１２０ｂ及び１２０ｃの端を回路基板３０とハンダ接合して電子装置１５０を作製した。また、図５に示すように、天面２２０ａの長手方向がロール目に対して垂直になっているシールドケース２２０を作製し、側面部２２０ｂ及び２２０ｃの端を回路基板３０とハンダ接合して電子装置２５０を作製した。
【００１９】
シールドケース１２０及び２２０は、ともに図１に示すように金属板を打ち抜き、天面の周囲の４つの側面部を折り曲げることにより作製される。打抜き加工時、金属板はロール目に対し垂直方向に送られる。尚、金属板のロール目は、必ずしも明りょうではないため、金属板を打ち抜き加工する際、または、その前後の工程において、シールドケース／金属板に所定のパターンを形成してもよい。
【００２０】
図４に示すシールドケース１２０は、図６に示すように、シールドケース１２０の天面１２０ａの長手方向が金属板の送り方向と垂直となるように金属板を打ち抜き、側面部１２０ｂ及び１２０ｃを折り曲げることにより作製される。これにより、シールドケース１２０の長手方向とロール目とが平行となるように作製することができる。
【００２１】
また、図５に示すシールドケース２２０は、図７に示すように、シールドケース２２０の天面２２０ａの長手方向が金属板の送り方向と平行となるように金属板を打ち抜き、側面部２２０ｂ及び２２０ｃを折り曲げることにより作製される。これにより、シールドケース２２０の長手方向とロール目とが垂直となるように作製することができる。尚、ロール目に沿った方向が圧延方向であり、図４及び図５等においてロール目を二点鎖線で示す。
【００２２】
落下試験に用いたシールドケース１２０、２２０の大きさは、１０．１５ｍｍ×１４．４５ｍｍ×１．４５ｍｍであり、回路基板３０の大きさは、１０．５ｍｍ×１４．８ｍｍ×０．４ｍｍである。
【００２３】
落下試験では、図４に示すシールドケース１２０を用いて電子装置１５０を１０サンプル作製し、そのうちの５つのサンプルのサンプル１〜５は、図８（ａ）に示すように試験基板３６０の長手方向と電子装置１５０、即ちシールドケース１２０の長手方向とが垂直となるように実装した縦実装とし、残りの５つのサンプルのサンプル６〜１０は図８（ｂ）に示すように試験基板３６０の長手方向と電子装置１５０の長手方向とが平行となるように実装した横実装とした。また、図５に示すシールドケース２２０を用いて電子装置２５０を１０サンプル作製し、そのうちの５つのサンプルのサンプル１１〜１５は図８（ａ）に示すように縦実装し、残りの５つのサンプルのサンプル１６〜２０は図８（ｂ）に示すように横実装した。
【００２４】
ここでは、図８に示すように電子装置１５０、２５０を実装した試験基板３６０の周囲を、図９に示すように試験治具３７０により固定して落下試験を行った。試験治具３７０は、それぞれ中央部分に開口を有する試験治具上部３７１と試験治具下部３７２とによって試験基板３６０を上下方向より挟むことにより試験基板３６０を固定する。試験基板３６０は、大きさが約１３０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さが１ｍｍの基板を用いた。試験治具上部３７１及び試験治具下部３７２は、大きさが１３０ｍｍ×５６ｍｍ、厚さが５ｍｍであって、アルミニウムにより形成されている。
【００２５】
落下試験は、図９に示すように、落下方向を６方向、即ち、−ｚ方向、＋ｚ方向、−ｘ方向、＋ｘ方向、＋ｙ方向、−ｙ方向の順に方向を変えて落下させることを１サイクルとして行った。
【００２６】
この落下試験の結果を図１０及び図１１に示す。図１０に示すように、天面１２０ａの長手方向とロール目とが平行となる電子装置１５０では、１０個のサンプルのうち３個で、３サイクル目でハンダづけしている部分で剥がれやクラックが発生した。これに対し、天面２２０ａの長手方向とロール目とが垂直となる電子装置２５０では、落下試験を１５サイクル行っても、１０個のサンプルのすべてにおいて、ハンダづけしている部分で剥がれやクラックの発生は見られなかった。尚、この試験では、サンプル１〜１０については３サイクルまでしか落下試験を行っていない。
【００２７】
以上より、天面２２０ａの長手方向とロール目とが垂直となるシールドケース２２０は、天面１２０ａの長手方向とロール目とが平行となるシールドケース１２０よりも信頼性が高い。言い換えるならば、天面２２０ａの長手方向とロール目とが垂直となるシールドケース２２０を用いて電子装置２５０を作製することにより、ハンダづけ部分での剥がれやクラックの発生を抑制することができ、信頼性の高い電子装置を得ることができる。
【００２８】
更には、電子装置２５０の長手方向とシールドケース２２０のロール目とが垂直となるように電子装置を作製することにより、ハンダづけしている部分での剥がれやクラックの発生が抑制された信頼性の高い電子装置を得ることができるとも考えることができる。
【００２９】
図１１は、天面１２０ａの長手方向とロール目とが平行となる電子装置１５０の落下試験の結果をより詳細に示すものである。図１１に示されるように、３サイクル目でハンダづけしている部分で剥がれやクラックが発生したサンプルは、サンプル５、６、１０であり、縦実装したものが１つ、横実装したものが２つであった。また、ハンダづけしている部分で剥がれやクラックが発生した際の落下方向は、サンプル５、６が＋ｙ方向、サンプル１０が−ｙ方向と、すべてｙ方向に落下させた場合であり、これ以外の方向で落下させた場合には、ハンダづけの剥がれやクラックは発生しなかった。このことから、ｙ方向に落下させた際に電子装置やシールドケースに強い応力が働くため、ハンダづけしている部分で剥がれやクラックが生じやすいものと推察される。
【００３０】
次に、ｙ方向に落下させた場合のシールドケースとハンダとの接合部分の変位についてシミュレーションを行った結果を説明する。図１２に示すように、破線矢印Ａで示すように−ｙ方向に落下させた場合、床等に電子装置が衝突するとシールドケース及びハンダが変位し、シールドケースとハンダとの界面に応力が生じる。この際生じる変位についてシミュレーションを行った結果を図１３に示す。このシミュレーションでは、シールドケースの幅をシールドケース長、シールドケースを接合しているハンダ部分の長さをハンダ長としている。電子装置が床に衝突したときのｘ方向におけるハンダ長及びシールドケース長の変位を図１３（ａ）に示し、ｚ方向のハンダ長及びシールドケース長の変位を図１３（ｂ）に示す。
【００３１】
図１３（ａ）に示されるように、床等に衝突した直後では、ｘ方向におけるハンダ長及びシールドケース長の変位は小さく、シールドケースとハンダとの界面にはあまり強い応力は生じてはいない。これに対し、図１３（ｂ）に示されるように、ｚ方向においては、床等に衝突した直後にハンダ長及びシールドケース長に大きな変位が生じる。具体的には、ｚ方向で電子装置が床に衝突した際、シールドケース長は伸びる方向、即ち図１２において破線矢印Ｂに示す方向に大きく変位しており、ハンダ長は縮む方向、即ち図１２において破線矢印Ｃに示す方向に大きく変位している。このように、シールドケース長とハンダ長とは変位する方向が逆であり、しかも変位量が大きいため、シールドケースとハンダとの界面において強い応力が生じ、この応力によりハンダづけしている部分で剥がれやクラックが生じるものと推察される。
【００３２】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００３３】
本実施の形態における電子装置４５０は、図１４に示すように、長方形の回路基板４３０の長手方向とシールドケース４２０のロール目とが垂直となるように形成されている。電子装置には、回路基板４３０にアンテナ４３１が設けられているものがあるが、アンテナ４３１までシールドケース４２０により覆ってしまうと、アンテナ４３１による電波の送受信を行うことができなくなる。このため、図１４の電子装置４５０は、回路基板４３０のアンテナ４３１が形成されている部分が露出するように、回路基板４３０の一部をシールドケース４２０により覆った構造である。
【００３４】
図１５（ａ）に示される回路基板４３０の上にシールドケース４２０を被せ、ハンダによりシールドケース４２０を接合することにより、図１５（ｂ）に示す電子装置４５０が作製される。尚、図１５においてシールドケース４２０のロール目は省略されている。
【００３５】
次に、本実施の形態による電子装置４５０に対する落下試験を行った結果について説明する。この落下試験では、図１６に示すように、電子装置４５０を試験基板３６０に２通りに実装し、図１７に示すように、電子装置４５０が実装されている試験基板３６０の周囲を試験治具３７０により固定して、第１の実施の形態と同様に落下試験を行った。
【００３６】
本実施の形態による電子装置４５０の落下試験では、図１４に示すように、回路基板４３０及び電子装置４５０の長手方向とロール目とが垂直となる電子装置２５０を１０サンプル作製した。そのうちの５つのサンプルのサンプル２１〜２５は、図１６（ａ）に示すように試験基板３６０の長手方向と、電子装置４５０、即ちシールドケースの長手方向とが垂直となるように縦実装し、残りの５つのサンプルのサンプル２６〜３０は図１６（ｂ）に示すように試験基板３６０の長手方向と、電子装置４５０、即ちシールドケースの長手方向とが平行となるように横実装した。その上で、縦実装された試験基板３６０と、横実装された試験基板３６０とのそれぞれについて落下試験を行った。
【００３７】
落下試験は、図１７に示すように、落下方向を６方向、即ち、−ｚ方向、＋ｚ方向、−ｘ方向、＋ｘ方向、＋ｙ方向、−ｙ方向の順に方向を変えて試験基板３６０を落下させることを１サイクルとして行った。
【００３８】
この落下試験の結果を図１８に示す。この結果、それぞれのサンプルに対して３サイクルの落下試験を行ったところ、サンプル２１〜３０のすべてのサンプルにおいて、ハンダづけしている部分での剥がれやクラックの発生は見られなかった。
【００３９】
本実施の形態においては、シールドケース４２０のロール目が、回路基板４３０及び電子装置４５０の長手方向と垂直となるように電子装置を作製することにより、第１の実施の形態と同様に、電子装置のハンダづけしている部分において剥がれやクラックの発生を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【００４０】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００４１】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４２】
２０、１２０、２２０        シールドケース
２０ａ、１２０ａ、２２０ａ      天面
２０ｂ、２０ｃ、１２０ｂ、２２０ｂ      側面部
３０        回路基板
【図１】
2018056235.tif 000003
【図２】
2018056235.tif 000004
【図３】
2018056235.tif 000005
【図４】
2018056235.tif 000006
【図５】
2018056235.tif 000007
【図６】
2018056235.tif 000008
【図７】
2018056235.tif 000009
【図８】
2018056235.tif 000010
【図９】
2018056235.tif 000011
【図１０】
2018056235.tif 000012
【図１１】
2018056235.tif 000013
【図１２】
2018056235.tif 000014
【図１３】
2018056235.tif 000015
【図１４】
2018056235.tif 000016
【図１５】
2018056235.tif 000017
【図１６】
2018056235.tif 000018
【図１７】
2018056235.tif 000019
【図１８】
2018056235.tif 000020