(57)【要約】【課題】  製造歩留まりと組み立ての作業性を向上できる吸着フレーム部材を提供する。【解決手段】  吸着フレーム部材１１は、枠状のフレーム部材１２と、これに着脱可能な吸着部材１３とを備える。吸着部材は耐熱性樹脂から形成され、フレーム部材の開口部上に配置される吸着部１３ａと、吸着部に結合され且つフレーム部材を挟持する少なくとも２つのフレーム挟持部１３ｃと、を有する。フレーム挟持部１３ｃの各々は、フレーム部材の内向き壁面および外向き壁面を挟み込む外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２を備える。【選択図】図６
2015176908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状のフレーム部材と、
前記フレーム部材に着脱可能な吸着部材と、を備え、
前記吸着部材は耐熱性樹脂から形成され、
前記吸着部材は、
前記フレーム部材の開口部上に配置される吸着部と、
前記吸着部に結合され且つ前記フレーム部材を挟持する少なくとも２つのフレーム挟持部と、を有し、
前記フレーム挟持部の各々は外爪部および内爪部を備え、
前記外爪部および内爪部は前記フレーム部材の内向き壁面および外向き壁面を挟み込むことを特徴とする吸着フレーム部材。
【請求項２】
前記吸着部材は、前記フレーム部材の開口部に跨って形成され且つ前記吸着部を含む梁部を有し、前記梁部の両端部のそれぞれに前記フレーム挟持部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着フレーム部材。
【請求項３】
前記内爪部は、前記外爪部の剛性よりも、低い剛性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の吸着フレーム部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に表面実装されるフレーム部材などの表面実装部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装技術おいては、スクリーン印刷機によってプリント基板のパッドまたは接続端子上に半田ペーストを予め塗布し、部品搭載機によって該半田ペースト表面やパッドまたは接続端子上に表面実装部品である所定のＬＳＩチップなど電子部品を配置する。このとき、部品搭載機は、その吸着ヘッドの先端に電子部品を吸着して、基板上の所定位置で電子部品を脱着する。電子部品の配置後、リフロー炉によってプリント基板を加熱して半田を溶かし、冷却して、電子部品をプリント基板に固定することが行われる。
【０００３】
表面実装部品であるフレーム部材はシールドケースに応用されている。シールドケースは、携帯電話機器などの小型無線通信機の小型化にともなって、電磁波の影響を受け電子部品の保護や、電磁波の放射を抑えたい電子部品の封止を行う表面実装可能な電子部品の１つとして知られている。
【０００４】
このようなシールドケースの一例として、例えば特許文献１に記載された吸着フレーム部材を用いたシールドケースがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の吸着フレーム部材を用いたシールドケースの一例を図９に示す。
【０００７】
図９（ａ）に示すように吸着フレーム部材１は枠状のフレーム部材２とこれに着脱可能な金属製の吸着部材３とから成る。吸着フレーム部材１はフレーム部材２をプリント基板５上に配置するための組立体である。フレーム部材２の内側には、電子部品７がプリント基板５上に予め搭載される。
【０００８】
吸着フレーム部材１をプリント基板５へ搭載するとき、部品搭載機の吸着ヘッド（図示せず）によって吸着部材３の天面部３ａ上を吸着し、プリント基板５上の固定用半田パッド（図示せず）上に配置する。その後、半田リフロー工程にて吸着フレーム部材１のフレーム部材２はプリント基板５に固定される。
【０００９】
図９（ｂ）に示すようにフレーム部材２をプリント基板５上に半田付けした後に、天面部３ａを押圧することによって、吸着部材３はフレーム部材２から手動で取り外される。その後、電子部品７の半田状況を自動検査後、カバー部材４をフレーム部材２に嵌合させて固定することで、図９（ｃ）に示すシールドフレーム部材６が完成する。
【００１０】
図９（ｃ）に示すようにフレーム部材２は、その開口を覆うカバー部材４と嵌め合わされてプリント基板５に搭載される表面実装タイプのシールドケースであるシールドフレーム部材６の一部となる。
【００１１】
図１０に示すように、フレーム部材２は四角形環状の天面部２ａと該天面部の四辺から垂直に立ち上がる４つの側壁部２ｂとからなる。各側壁部２ｂの外側表面には複数の突起部２ｃが設けられている。フレーム部材２の天面部２ａはフレーム部材２の変形を防止するために、側壁部２ｂの上部に開口周りに亘って設けられている。図９に示すようにカバー部材４は天面部４ａと側壁部４ｂとからなり、側壁部４ｂには複数の穴４ｃを備えている。フレーム部材２の突起部２ｃとカバー部材４の穴４ｃとの嵌合により、フレーム部材２とカバー部材４は互いの天面部と側壁部が安定に密着されてシールドフレーム部材６を構成する。
【００１２】
図９（ａ）に示すように、吸着フレーム部材１における吸着部材３は天面部３ａと側壁部３ｂとからなり、側壁部３ｂには複数の穴３ｃを備えている。吸着部材３の側壁部３ｂと穴３ｃは、カバー部材固定用の突起部２ｃとの嵌合を利用してフレーム部材２と吸着部材３と安定に一体化できるように設けられている。
【００１３】
しかしながら、従来の吸着フレーム部材では以下の問題があった。
【００１４】
まず、吸着部材３をフレーム部材２に固定する吸着フレーム部材の形成工程の際に、吸着部材３をフレーム部材２の上にそれらの側壁部３ｂ，２ｂが接触するように置き、吸着部材３の天面部３ａを下方へ押し付ければ、吸着部材３の側壁部３ｂがフレーム部材２の突起部２ｃの形状に沿って弾性変形して嵌合させることができる。しかしながら、側壁部３ｂ，２ｂのいずれかが変形を伴うことがある。
【００１５】
また、穴３ｃへ突起部２ｃを嵌合させる際に、吸着部材３の側壁部３ｂを弾性変形で外側にフレーム部材２より広く拡げた後、吸着部材３をフレーム部材２上に配置し、側壁部３ｂを元に戻すこと吸着フレーム部材を形成することができる。しかしながら、吸着部材３の移動を上下方向と水平方向に分けて穴３ｃと突起部２ｃを嵌合させる故に、吸着フレーム部材の組み立ての作業性が悪くなる。
【００１６】
さらに、フレーム部材２の固着後に吸着部材３を取り外す工程の際には、それらの突起部２ｃと穴３ｃとの安定した嵌合の故に、穴３ｃがフレーム部材２の突起部２ｃを変形させてしまう場合があり、変形した突起部２ｃによって、後工程でのカバー部材４の固定が安定しない場合がある。
【００１７】
また、図１０に示すように、表面実装の際に吸着部材３によって、フレーム部材２の側壁部２ｂの両側の外側表面が保持される故に、フレーム部材２はその天面部２ａで補強された完全に閉じた環状の枠形状とする必要がある。よって、吸着部材３を取り外し後のフレーム部材２に囲まれて搭載された電子部品７の外観検査工程の際には、画像認識機のカメラによって行うため、電子部品７がフレーム部材２の天面部２ａの先端より内側にないと外観検査ができない。よって、天面部２ａの真下（図９（ｃ）のＰで示す）は部品実装できずプリント基板５上の無駄なスペースとなっている。
【００１８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その課題の一例として、製造歩留まりと組み立ての作業性を向上できる吸着フレーム部材を提供することが挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を達成するために、本発明の吸着フレーム部材は、
枠状のフレーム部材と、
前記フレーム部材に着脱可能な吸着部材と、を備え、
前記吸着部材は耐熱性樹脂から形成され、
前記吸着部材は、
前記フレーム部材の開口部上に配置される吸着部と、
前記吸着部に結合され且つ前記フレーム部材を挟持する少なくとも２つのフレーム挟持部と、を有し、
前記フレーム挟持部の各々は外爪部および内爪部を備え、
前記外爪部および内爪部は前記フレーム部材の内向き壁面および外向き壁面を挟み込むことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、フレーム挟持部をフレーム部材の外爪部および内爪部の間に挿すだけで吸着部材とフレーム部材との嵌合が容易に可能となる故に、吸着フレーム部材の組立作業性が向上する。さらに、外爪部および内爪部の間からの吸着部材の取り外しがフレーム部材の壁面の面内方向のみとなるため、フレーム部材を変形させてしまうことがなくなる故に、製造歩留まりが向上する。
【００２１】
さらに、枠状のフレーム部材に天面部を設ける必要がなくなり、フレーム部材に囲まれる内側の電子部品の搭載可能エリア（画像認識機のカメラで視認できるエリア）が従来のフレーム部材に天面部を設ける場合に比べて拡大され、表面実装できない基板の無駄なスペースの削減が可能となる。
【００２２】
また、上記吸着フレーム部材の吸着部材が耐熱性樹脂から構成される故に、吸着部材の繰り返し使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係る吸着フレーム部材を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る吸着フレーム部材における吸着部材のフレーム挟持部を概略的に示す拡大部分側面図である。
【図３】本発明の実施例に係る吸着フレーム部材を用いたシールドケースの構造を概略的に示す部分側面図である。
【図４】本発明の実施例に係る吸着フレーム部材を用いたシールドケースの構造を概略的に示す斜視図である。
【図５】シールドケースを概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る吸着フレーム部材を概略的に示す斜視図である。
【図７】本発明の更なる他の実施例に係る吸着フレーム部材における吸着部材のフレーム挟持部を概略的に示す部分斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る吸着フレーム部材の吸着部材を概略的に示す斜視図である。
【図９】従来の吸着フレーム部材とシールドケースの構造を概略的に示す断面図である。
【図１０】従来のシールドケースのフレーム部材を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施例として、表面実装タイプのシールドケースに用いられる吸着フレーム部材を、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施例に係る吸着フレーム部材を概略的に示す斜視図である。図１に示すように吸着フレーム部材１１は枠状のフレーム部材１２とこれに着脱可能な吸着部材１３とから成る。図１（ａ）は、フレーム部材１２に吸着部材１３を嵌める前の状態を示し、図１（ｂ）は嵌めた後の状態を示す。
【００２６】
フレーム部材１２は、搭載すべきプリント基板５の表面から垂直方向に立ち上がる周壁となる部材である。フレーム部材１２は自身が囲む内側に開口部を画定する。フレーム部材１２は、ステンレスや洋白などの金属の薄板を曲げ加工することにより、所定形状に形成されている。フレーム部材１２は、従来とは異なり、フレーム部材１２の上端からその内側に水平方向に突き出る天面部を備えない。フレーム部材１２の外側表面には周壁毎に２つの突起１２ｃが形成されている。フレーム部材１２の下端には、開口部の対角位置に位置決め用の突起を設けることができる。フレーム部材１２は、その下端の所定部位でプリント基板５のパッド（図示せず）に半田付けされる。
【００２７】
吸着部材１３は、フレーム部材１２の対向する一対の平行周壁の中程の上端面に装着される。吸着部材１３は、芳香族ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリアリレートなどの耐熱性樹脂から射出成型により、所定形状に成形されたものである。吸着部材１３の形成は射出成型方法に限られない。
【００２８】
吸着部材１３は、フレーム部材１２の開口部に跨るほどの長さを有する矩形横断面の長手部材である。吸着部材１３は、吸着部１３ａを含む梁部１３ｂと、フレーム挟持部１３ｃとを有する。吸着部１３ａは、梁部１３ｂの中程に略円形上面として形成され、その上面が吸着ヘッド（図示せず）により吸着される。フレーム挟持部１３ｃは、梁部１３ｂの両端部のそれぞれに形成されている。
【００２９】
一対のフレーム挟持部１３ｃの各々は、フレーム部材１２の内向き壁面および外向き壁面を挟み込む外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２を有している。吸着部材１３の両端の一対の外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２は、フレーム部材１２の対向する平行な周壁をそれぞれ挟持するように、外爪部および内爪部の間の間隙は、対向する平行な周壁の間隔だけ離れている。フレーム部材１２と吸着部材１３は、外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２の間の間隙の位置が、嵌合すべき対応する平行な周壁の位置に一致するように、それぞれ形成されている。
【００３０】
図２は吸着部材のフレーム挟持部１３ｃを概略的に示す拡大部分側面図である。図２（ａ）はフレーム挟持部１３ｃにフレーム部材１２を嵌める前の状態を示し、図２（ｂ）は嵌める初期の状態を示す。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、フレーム挟持部１３ｃは、梁部１３ｂの長手方向から直角に突出する平板状の外爪部１３ｃ１と、該外爪部に対して斜めに梁部１３ｂから延設される平板状の内爪部１３ｃ２と、外爪部１３ｃ１および内爪部１３ｃ２を接続する根元部１３ｄと、からなる。
【００３２】
外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２は、それらの先端部から根元に至る台形断面溝を形成して対峙するように構成されている。外爪部１３ｃ１と内爪部１３ｃ２の根元部１３ｄにおける隙間Ｗｄは、外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２の両先端間の隙間Ｗｔよりも広く、且つフレーム部材１２の板厚Ｔよりも広く設定されている。外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２の両先端間の隙間Ｗｔは、フレーム部材１２の板厚Ｔよりも狭く設定されている。外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２の両先端部はフレーム挟持部１３ｃが進入しやすい丸められた曲面部をそれぞれ備えている。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、フレーム挟持部１３ｃにフレーム部材１２を嵌める場合、フレーム部材１２の上端部は、外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２の両先端間の平行な隙間から、外爪部１３ｃ１の内面に沿って根元部１３ｄへ向け移動させられる。このとき、フレーム部材１２は、内爪部１３ｃ２の元の位置（図中、破線で示す）から内爪部１３ｃ２の先端部を外爪部１３ｃ１から離れるように押し広げる。内爪部１３ｃ２の先端は曲げ弾性によって、フレーム部材１２を外爪部１３ｃ１の内面へ押圧する。
【００３４】
フレーム部材１２が更に外爪部１３ｃ１の内面上を略平行に相対移動して、その上端部根元部１３ｄに到達することによって、吸着部材１３のフレーム部材１２への装着が完了する。
【００３５】
以上のように、吸着部材の両端の２つのフレーム挟持部１３ｃは独立してフレーム部材１２の２か所を挟持する。２か所の外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２による挟持により、吸着部材１３がフレーム部材１２に着脱自在に装着される。
【００３６】
吸着部材１３の形状を安定させるために、フレーム部材１２の外向き壁面に接する外爪部１３ｃ１は、フレーム部材１２の内向き壁面に接する内爪部１３ｃ２の剛性よりも、高い剛性を有するように、構成される。すなわち、フレーム部材１２のプリント基板への固定後に梁部１３ｂを反らす場合、内爪部１３ｃ２が外爪部１３ｃ１とともに外側に広がり、フレーム部材１２を変形させる。これを防ぐために、内爪部１３ｃ２の剛性は外爪部１３ｃ１のものより低く設定される。
【００３７】
なお、吸着部材１３全体は射出成型で一体成型され得るが、他の方法で形成してもよい。例えば、吸着部１３ａを含む梁部１３ｂと外爪部１３ｃ１までを射出成型し、成形後に内爪部１３ｃ２の部分を超音波溶着などにより外爪部１３ｃ１との根元部１３ｄを隔てて固定して形成してもよい。
【００３８】
次に、図３に示す概略部分側面図を用いて、シールドケースの形成の前における吸着フレーム部材の基板への搭載方法を簡単に説明する。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、まず、プリント基板５の固定用半田パッド（図示せず）上に半田ペースト１６を予め塗布し、表面実装用のＬＳＩチップなど電子部品１７が置かれたものを用意する。吸着部材１３とフレーム部材１２を一体化した吸着フレーム部材１１を用意する。吸着フレーム部材１１の吸着部１３ａを部品搭載機の吸着ヘッド１９にて吸着する。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、吸着フレーム部材１１をプリント基板５の所定の半田ペースト１６の表面に配置する。そして、吸着ヘッド１９の先端を吸着フレーム部材１１から離脱させる。
【００４１】
図３（ｃ）に示すように、リフロー炉（図示せず）によって吸着フレーム部材１１とともにプリント基板５を加熱して半田を溶かす。その後、プリント基板５を冷却することによって、吸着フレーム部材１１のフレーム部材１２をプリント基板５に半田固定する。
【００４２】
図３（ｄ）に示すように、吸着部材１３の吸着部１３ａを指などで押すことによって、吸着部材１３は、図に示すように基板に向け反る。この結果、内爪部１３ｃ２はフレーム部材１２の内向き壁面と突き当たっている故に若干変形するとともに、外爪部１３ｃ１は梁部１３ｂの反りの影響で大きく外側に広がり、外爪部１３ｃ１と内爪部１３ｃ２の隙間がフレーム部材１２の板厚よりも広くなる。
【００４３】
図３（ｅ）に示すように、外爪部１３ｃ１と内爪部１３ｃ２の隙間が広がった状態で吸着部材１３をフレーム部材１２から取り外す。その後、画像認識機（図示せず）によって、搭載部品の半田状況を自動検査する。
【００４４】
次に、図４に示すプリント基板上のフレーム部材とシールドカバーの概略斜視図を用いて、自動検査後におけるシールドケースの形成方法を簡単に説明する。図４（ａ）は、プリント基板５に固定されたフレーム部材１２にシールドカバー１４を嵌める前の状態を示し、図４（ｂ）は嵌めた後の状態を示す。
【００４５】
シールドカバー１４は、水平方向に広がる天板１４ａと、天板１４ａの外縁からプリント基板５の表面に向かって垂直方向に立ち下がる側壁１４ｂとから構成される。天板１４ａはフレーム部材１２の外輪郭と略同一の内輪郭を有するように形成されている。フレーム部材１２では各周壁に２つの突起１２ｃが形成されているので、シールドカバー１４の各側壁１４ｂにも２つの貫通穴１４ｃが形成されている。貫通穴１４ｃの位置は突起１２ｃの位置に対応している。
【００４６】
図４（ｂ）に示すように、シールドカバー１４をフレーム部材１２に嵌めることでシールドケースが完成する。シールドカバー１４がフレーム部材１２に取り付けられると、貫通穴１４ｃは、フレーム部材１２に外向きに形成された突起１２ｃに嵌合する。天板１４ａの裏面は部分的にフレーム部材１２の上端面に接触する。
【００４７】
シールドカバー１４の側壁１４ｂの弾性変形に基づき貫通穴１４ｃは突起１２ｃから離脱することができる故に、シールドカバー１４はフレーム部材１２に着脱自在に取り付けられる。側壁１４ｂの下端とプリント基板５の表面との間には所定の間隔が確保されていてもよい。
【００４８】
図５に本実施例によるシールドケース（図５（ａ））と従来のシールドケース（図５（ｂ））とを概略的に示す断面図を示す。図に示すように、本実施例によれば、枠状のフレーム部材１２に天面部を設ける必要がなくなる故に、プリント基板５のフレーム部材１２に囲まれる全面積Ａｔにおけるその内側の電子部品の搭載可能エリア（一点鎖線にて示す画像認識機のカメラで視認できるエリア）の面積Ａｐが従来のフレーム部材２に天面部２ａを設けた場合の同搭載可能エリアの面積Ａｃに比べて拡大される。よって、表面実装できないプリント基板５の無駄なスペースの削減が可能となる。また、プリント基板５へ先に搭載されたフレーム部材１２がある場合でも、フレーム部材１２の近傍内側のプリント基板５上への電子部品の搭載が可能となる。
【００４９】
図６に、本発明の他の実施例に係る吸着フレーム部材を概略的に示す。図に示すように、吸着フレーム部材１１の吸着部材１３は、フレーム部材１２の吸着部材１３により挟持される周壁以外の周壁に切欠き部１２Ｎが設けられている以外、図１に示す先の実施例と同様である。フレーム部材１１をシールドケース以外の例えば放熱が必要な電子部品の放熱板の土台部分に用いたい場合など、フレーム部材１２に切欠き部１２Ｎを設けることができる。本実施例によれば、天面部が無く枠状のフレーム部材の強度を不足させたとしても、吸着部材１３の外爪部および内爪部１３ｃ１，１３ｃ２の挟持によりフレーム部材１２を安定に保持できる。
【００５０】
本実施例の吸着フレーム部材のフレーム部材は、従来天面部が必要だった補強された枠状フレーム部材とは異なり、その形状の自由度が上がり、シールドケース以外に、放熱板なども含め、基板に搭載する部品全般にフレーム部材の利用形態が拡大され得る。さらに、従来、金属箔から型抜と板金加工を施してフレーム部材の環状の天面部（図１０参照）が設けられるために、カバー部材と略同等の面積の開口部の金属箔部分を捨てて材料の無駄になっていたが、本発明によれば、金属条帯からフレーム部材が形成でき材料が節約できる。
【００５１】
図７に、本発明の更なる他の実施例に係る吸着フレーム部材における吸着部材のフレーム挟持部の部分を概略的に示す。フレーム挟持部の外爪部および内爪部は一対に限定されず、それぞれ少なくとも１つ存在すればよい。図７に示すように、吸着部材のフレーム挟持部１３ｃの内爪部１３ｃ２を１つ設け、対向する外爪部１３ｃ１を２つ設けることもできる。すなわち、外爪部および内爪部が複数対で構成され、または外爪部および内爪部が互い違いに配置されることにより、フレーム部材の周壁の長さ方向の両爪部との接触面積が調節でき、更に、吸着部材の材料の節約にも貢献できる。
【００５２】
図８に、本発明の更なる他の実施例に係る吸着フレーム部材における吸着部材を概略的に示す。図に示すように、本実施例では、吸着部材の吸着部１３ａで交差する２つの梁部１３ｂのそれぞれの両端にフレーム挟持部１３ｃを設け、フレーム部材の保持部を４つとしてある。これにより、吸着部材がフレーム部材の周壁を確実に挟持できる。すなわち、フレーム挟持部は一対に限定されず、複数対で構成され、少なくとも一対存在すればよい。
【符号の説明】
【００５３】
５  プリント基板
１１  吸着フレーム部材
１２  フレーム部材
１２ｃ  突起
１３  吸着部材
１３ａ  吸着部
１３ｂ  梁部
１３ｃ  フレーム挟持部
１３ｃ１  外爪部
１３ｃ２  内爪部
１３ｄ  根元部
１４  シールドカバー
１４ａ  天板
１４ｂ  側壁
１４ｃ  貫通穴
【図１】
2015176908.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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