(57)【要約】【課題】アンダーフィラを充填する部品とＧＮＤパターンとの間隔を狭くすることができるようにしたシールド構造の配線基板ユニットおよび実装方法を提供する。【解決手段】本発明が適用された配線基板ユニット１は、配線基板２と、この配線基板２に実装される部品である電子部品７、電子部品８、シールド板金１０、基板シールドケース１１などから構成される。配線基板２は、制御部領域３と無線部領域４とに分割され、この領域の境界に境界ＧＮＤパターン５が配置される。そして、第１工程で、電子部品７、電子部品８、シールド板金１０および接触バネ６ａを半田付けする。次に第２工程で、電子部品７、８の周辺にアンダーフィラ９、８ａを塗布する。そして、配線基板ユニット１全体を加熱して、アンダーフィラ９、８ａの粘性を下げることにより、毛細管現象を利用して、電子部品７、８と配線基板２との間隙にアンダーフィラ９、８ａを充填する。【選択図】  図１
2004253505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に形成された少なくとも第１の領域と第２の領域、および前記第１の領域と前記第２の領域の境界ＧＮＤパターンと、
前記第１の領域および前記第２の領域にそれぞれ半田付けされた電子部品と、
前記境界ＧＮＤパターンに半田付けされた、前記第１の領域と前記第２の領域間をシールドするシールド板金とを有し、
前記シールド板金の半田付けの後に、前記第１又は第２の領域に半田付けされた少なくとも１つの前記電子部品と前記配線基板との間隙にアンダーフィラを充填することを特徴とする配線基板ユニット。
【請求項２】
前記シールド板金は、前記配線基板に半田付けされた時に、前記配線基板の半田付け面に対して垂直の方向に開放された構造とすることを特徴とする請求項１記載の配線基板ユニット。
【請求項３】
前記配線基板の前記第１および第２の領域の外周に設けられた外周ＧＮＤパターン、および前記シールド板金に接合するシールドケースによって前記配線基板を覆うことを特徴とする請求項１記載の配線基板ユニット。
【請求項４】
前記シールドケースと接合する前記シールド板金の上面には接触バネが複数設けられていることを特徴とする請求項３記載の配線基板ユニット。
【請求項５】
前記外周ＧＮＤパターンに複数の接続バネを設け、その上部と前記シールドケースの周縁の対応する底部が接合することを特徴とする請求項３記載の配線基板ユニット。
【請求項６】
前記シールド板金と前記電子部品とを同時工程で、前記配線基板に半田付けすることを特徴とする請求項１記載の配線基板ユニット。
【請求項７】
前記第１の領域および前記第２の領域にそれぞれ半田付けされた電子部品は、機能が全く異なる電子部品であることを特徴とする請求項１記載の配線基板ユニット。
【請求項８】
前記シールド板金は、Ｌ字型又は階段型の形状とし、前記アンダーフィラの流出防止を兼ねることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の配線基板ユニット。
【請求項９】
前記アンダーフィラが充填された前記電子部品は、前記シールド板金に隣接する位置に半田付けされていることを特徴とする請求項１記載の配線基板ユニット。
【請求項１０】
配線基板とこの配線基板に実装された電子部品とから構成される配線基板ユニットへの実装方法であって、
前記配線基板に形成された少なくとも第１の領域と第２の領域に前記電子部品をそれぞれ半田付けし、
前記第１の領域と前記第２の領域の境界に形成された境界ＧＮＤパターンに前記第１の領域と前記第２の領域間をシールドするシールド板金を半田付けし、
前記シールド板金の半田付けの後に、前記第１又は第２の領域に半田付けされた少なくとも１つの前記電子部品と前記配線基板との間隙にアンダーフィラを充填する
ことを特徴とする配線基板ユニットへの実装方法。
【請求項１１】
前記シールド板金と前記電子部品とを同時工程で、前記配線基板に半田付けすることを特徴とする請求項９記載の配線基板ユニットへの実装方法。
【請求項１２】
前記第１又は第２の領域の前記シールド板金に隣接する位置に半田付けされた前記電子部品に前記アンダーフィラが充填されることを特徴とする請求項１０記載の配線基板ユニットへの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板に部品を実装して構成される配線基板ユニットおよび配線基板ユニットへの実装方法に関するもので、特に、電子部品と配線基板との間隙に充填されるアンダーフィラの流出防止を兼ねるシールド板金を備えた配線基板ユニットおよび配線基板ユニットへの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の携帯電話機の配線基板ユニットの部品実装図を示し、図３（ａ）は配線基板ユニットの上面図、図３（ｂ）は配線基板に実装するシールドケースの斜視図、図３（ｃ）は配線基板ユニットの断面図を示す。
【０００３】
以下、図３を参照して従来の携帯電話機の配線基板ユニットについて説明する。配線基板ユニット３１は、配線基板３２と、この配線基板３２に実装される部品である電子部品３７、電子部品３８などから構成される。
【０００４】
配線基板３２は、ＣＰＵなどが実装される制御部領域３３と、高周波のＲＦ部品などが実装される無線部領域３４とに領域が分割されている。
【０００５】
この領域の境界には、境界ＧＮＤパターン３５が配置されている。また、配線基板３２の制御部領域３３と無線部領域３４の外周部分には外周ＧＮＤパターン３６が配置されている。そして、上記境界ＧＮＤパターン３５と外周ＧＮＤパターン３６は電気的に導通している。
【０００６】
制御部領域３３には、制御部を構成する電子部品３７およびその他の部品（図示せず）が半田付けにより実装されている。また、無線部領域３４には、無線部を構成する電子部品３８およびその他の部品（図示せず）が半田付けにより実装されている。
【０００７】
上記電子部品３７の周辺、および電子部品３７と配線基板３２との半田付け接合部の間隙には、熱硬化性の樹脂であるアンダーフィラ３９が充填されている。また、上記電子部品３８の周辺、および電子部品３８と配線基板３２との半田付け接合部の間隙には、熱硬化性の樹脂であるアンダーフィラ３８ａが充填されている。即ち、電子部品の種類によっては、例えば、ＢＧＡ（ボール  グリッド  アレイ）等の半田付け対応部品は、半田付けのみでは、電子部品と配線基板との接合部に加わる熱応力や機械的な外力によって、接合部の信頼性が低いものがある。その信頼性を上げるために、電子部品の半田付けが終わった後の工程において、アンダーフィラを充填する。この図３の例では、電子部品３７および電子部品３８が接合部の信頼性が低いとして、アンダーフィラ３９およびアンダーフィラ３８ａを充填している。
【０００８】
図３（ｂ）は、無線部領域３４を覆う箱型のシールドケース４０の斜視図を示し、その下面は開放されている。このシールドケース４０は、無線部領域３４の上面を覆うよう、境界ＧＮＤパターン３５および外周ＧＮＤパターン３６の一部に半田付け等で接続される。これにより、高周波の無線部領域３４をシールドする。
【０００９】
上記のように構成された配線基板ユニットにおいて、電子部品等の実装方法を以下に説明する。まず、第１工程において、電子部品３７、電子部品３８等は、リフローなどにより配線基板３２に半田付けされる。しかし、シールドケース４０は、無線部領域３４の電子部品３８を覆う構造であり、後述の第２工程のアンダーフィラを充填するために、第１工程において、シールドケース４０を半田付けすることはできない。
【００１０】
次に、第２工程において、電子部品３７の周辺にアンダーフィラ３９を塗布する。また、電子部品３８の周辺にアンダーフィラ３８ａを塗布する。そして、配線基板３２全体を加熱して、アンダーフィラ３９およびアンダーフィラ３８ａの粘性を下げることにより、毛細管現象を利用して、電子部品と配線基板との間隙にアンダーフィラ３９およびアンダーフィラ３８ａを充填する。その後、アンダーフィラ３９およびアンダーフィラ３８ａは硬化する。
【００１１】
次に、第３工程において無線部領域３４内をシールドするために、シールドケース４０を、境界ＧＮＤパターン３５と外周ＧＮＤパターン３６の一部に半田付けして終了する。
【００１２】
さて、第２工程の時、アンダーフィラ３９およびアンダーフィラ３８ａは粘性が下がるために、電子部品３７および電子部品３８の周辺方向に更に流出してしまう。この時、電子部品３７が境界ＧＮＤパターン３５の近傍に配置されているような場合であると、このアンダーフィラ３９が境界ＧＮＤパターン３５の上に流出し、境界ＧＮＤパターン３５が絶縁されてしまう。このような事態が発生すると、第３工程におけるシールドケース４０と境界ＧＮＤパターン３５との半田付けができなくなってしまう。これを避けるため、アンダーフィラ３９の流出距離は、例として、最長４ｍｍであるため、電子部品３７と境界ＧＮＤパターン３５との間隔は、例として、４ｍｍ以上あけるようにパターン設計を行っている。
【００１３】
別の従来技術として、電子部品と配線基板の半田付け用として使用する導電性接着剤の流出を防止する配線基板がある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
この配線基板にあっては、配線パターンの一部で形成された堰止めランドを設けて、周辺への導電性接着剤の流出を防止し、堰止められた導電性接着剤が電子部品の外周壁面に付着する。このことにより、電子部品と配線基板との密着力を高めて、信頼性を向上することができる。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１０−３１３１６１号公報（第２−３頁、図３）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の携帯電話機の配線基板ユニットにおいては、アンダーフィラを充填する部品と、シールドケースを半田付けするＧＮＤパターンとの間隔を広くあける必要があり、そのために、高密度実装を行うことができず、その結果、配線基板の小型化ができない問題があった。
【００１７】
また、上述した特許文献１においては、配線パターンの一部に堰止めランドを形成する必要があり、作業工程を増やす問題があった。
【００１８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、アンダーフィラを充填する部品とＧＮＤパターンとの間隔を狭くすることができるようにしたシールド部品を実装した配線基板ユニットおよび配線基板ユニットへの実装方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の配線基板ユニットは、配線基板に形成された少なくとも第１の領域と第２の領域、および前記第１の領域と前記第２の領域の境界ＧＮＤパターンと、前記第１の領域および前記第２の領域にそれぞれ半田付けされた電子部品と、前記境界ＧＮＤパターンに半田付けされた、前記第１の領域と前記第２の領域間をシールドするシールド板金とを有し、前記シールド板金の半田付けの後に、前記第１又は第２の領域に半田付けされた少なくとも１つの前記電子部品と前記配線基板との間隙にアンダーフィラを充填することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１および図２は、本発明を携帯電話機の配線基板に適用した実施の形態を示し、図１はその第１の実施の形態であって、図１（ａ）は配線基板ユニットの上面図、図１（ｂ）は配線基板に実装するシールド板金の斜視図、図１（ｃ）は配線基板ユニットの断面図、図２は本発明に係る第２の実施の形態のシールド板金を実装した配線基板ユニットの上面図である。
【００２２】
以下、図１を参照して本発明の配線基板ユニットおよび実装方法について説明する。配線基板ユニット１は、配線基板２と、この配線基板２に実装される部品である電子部品７、電子部品８、シールド板金１０、基板シールドケース１１などから構成される。
【００２３】
配線基板２は、ＣＰＵなどが実装される制御部領域３と、高周波のＲＦ部品などが実装される無線部領域４とに領域が分割されている。
【００２４】
この制御部領域３と無線部領域４の領域の境界には、境界ＧＮＤパターン５が配置されている。また、配線基板２の制御部領域３と無線部領域４の外周部分に外周ＧＮＤパターン６が配置されている。そして、境界ＧＮＤパターン５と外周ＧＮＤパターン６は電気的に導通している。
【００２５】
また、制御部領域３には、制御部を構成する電子部品７およびその他の部品（図示せず）が半田付けにより実装されている。電子部品７は、境界ＧＮＤパターン５の近傍に（例として１ｍｍの間隔）配置される。また、無線部領域４には、無線部を構成する電子部品８およびその他の部品（図示せず）が半田付けにより実装されている。そして、電子部品７の周辺、および電子部品７と配線基板２との半田付け接合部の間隙には、熱硬化性の樹脂であるアンダーフィラ９が充填される。また、電子部品８の周辺、および電子部品８と配線基板２との半田付け接合部の間隙には、熱硬化性の樹脂であるアンダーフィラ８ａが充填される。
【００２６】
さて、配線基板２の周辺を取り囲む外周ＧＮＤパターン６には、接触バネ６ａが所定の間隔を置いて半田付けされる。この接触バネ６ａは、後述するシールド板金１０に組み込まれている接触バネ１０ａと同様の形状を有している。
【００２７】
更に、制御部領域３と無線部領域４の領域の境界に配置された境界ＧＮＤパターン５には、Ｌ字型のシールド板金１０が半田付けされる。
【００２８】
図１（ｂ）は、このＬ字型のシールド板金１０の斜視図を示し、Ｌ字型以外の部分はすべて開放されている。シールド板金１０は、配線基板の半田付け面と平行方向に対してシールド効果を発揮する。このシールド板金１０の上部には、所定の間隔を有して切り欠き部１０ｂが形成され、更にその切り欠き部１０ｂにはバネ部の一部がＬ字型シールド板金１０の上面より突出する接触バネ１０ａが組み込まれており、上下方向に弾性を有する。
【００２９】
さて、図１（ｃ）に示す基板シールドケース１１は、箱型形状様の金属メッキされたプラスチックであり、この基板シールドケース１１によって配線基板ユニット１全体を覆うことにより配線基板ユニット１の垂直方向に対してシールド効果を発揮する。また、この基板シールドケース１１は、シールド目的だけではなく、携帯電話機のサイドキー、スピーカ、サブ基板等の部品（図示せず）を取り付けるための構造物でもある。
【００３０】
上記のように構成された配線基板ユニットにおいて、電子部品等の実装方法を以下に説明する。まず、第１の工程では、電子部品７、電子部品８などの部品がそれぞれ制御部領域３、無線部領域４にリフローなどにより半田付けされ、また、接触バネ６ａが外周ＧＮＤパターン６に、およびシールド板１０が境界ＧＮＤパターン５にリフローなどにより配線基板２に半田付けされる。この時、シールド板金１０は、Ｌ字型の形状であり、半田付け面に対する垂直方向が開放されているため、後述する第２工程のアンダーフィラ８ａの塗布および充填に対して妨げにならない。
【００３１】
次に、第２工程では、上記電子部品７の周辺にアンダーフィラ９を塗布する。また、上記電子部品８の周辺にアンダーフィラ８ａを塗布する。そして、配線基板ユニット１全体を加熱して、アンダーフィラ９の粘性を下げることにより、毛細管現象を利用して、電子部品７と配線基板２との間隙にアンダーフィラ９を充填し、また、電子部品８と配線基板２との間隙にアンダーフィラ８ａを充填する。
【００３２】
この時、アンダーフィラ９は電子部品７の周辺へ流出する。また、アンダーフィラ８ａは電子部品８の周辺へ流出する。すると、シールド板金１０の近傍に配置された電子部品７については、１ｍｍの近傍にある境界ＧＮＤパターン５にアンダーフィラ９が溶けて流れるが、境界ＧＮＤパターン５にはシールド板金１０が第１工程で半田付けされている。従って、境界ＧＮＤパターン５とシールド板金１０との接合には何ら悪影響を与えない。また、アンダーフィラ９はシールド板金１０に遮られて、無線部領域４へ流出することもない。その後、アンダーフィラ９およびアンダーフィラ８ａは硬化する。以上の２工程で、配線基板ユニット１への部品の実装工程は終了する。
【００３３】
これにより、アンダーフィラ対象の電子部品７と境界ＧＮＤパターン５間の間隔を、４ｍｍから１ｍｍ程度まで狭くすることができ、配線基板２の高密度実装と小型化を行うことができる。同様に、電子部品８と境界ＧＮＤパターン５間の間隔も部品配置の都合上必要であれば、狭くすることができる。
【００３４】
次に、携帯電話機本体の組み立て工程において、基板シールドケース１１を、配線基板ユニット１の外周ＧＮＤパターン６の上面に被せて接続すると、基板シールドケース１１の内面と、シールド板金１０に取り付けられた接触バネ１０ａのバネ部とが電気的に安定して接合する。また、外周ＧＮＤパターン６上に半田付けされた接触バネ６ａの上面と、基板シールドケース１１の周縁の対向する底部とが電気的に安定に接続される。これにより、シールド板金１０と基板シールドケース１１とが一体となったシールド構造が形成され、安定したシールド効果を発揮することができる。
【００３５】
また、配線基板ユニット１の反対面側には、メインキー部１２であるキーシート、キーパッドおよびメインキーが装着される。携帯電話機の使用者がこのメインキー部１２を押下すると、この圧力が配線基板２に伝わり、配線基板２が歪められるが、配線基板２に半田付けされたシールド板金１０の剛性により、配線基板２の歪みを緩和して、ひび割れや部品剥離を防止することができる。
【００３６】
次に、図２は本発明の第２の実施形態のシールド板金を実装した配線基板ユニットの上面図である。以下、第２の実施形態を第１の実施形態と異なるところについて説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付し、各部の説明を省略する。
【００３７】
この第２の実施形態では、制御部領域３および無線部領域４の境界が部品の配置状況によって、複雑に折れ曲がった階段形状となった場合を示している。従って、制御部領域３および無線部領域４の境界に配置された境界ＧＮＤパターン１５の形状も階段状に形成される。ゆえに、この境界ＧＮＤパターン１５上に実装されるシールド板金２０も階段状に複雑に折れ曲がった形状となる。
【００３８】
この第２の実施形態であっても、シールド板金２０は、半田付け面に対して垂直の方向に開放された構造であるため、第２工程の電子部品８へのアンダーフィラ８ａの塗布および充填に対して妨げにならない。ゆえに、第１工程で、シールド板金２０を半田付けすることができる。
【００３９】
その後の第２の工程でアンダーフィラ９が電子部品７の周辺に塗布すると、その周辺へ流出する。すると、１ｍｍの近傍にある境界ＧＮＤパターン１５にアンダーフィラ９が溶けて流れるが、境界ＧＮＤパターン１５にはシールド板金２０が前の第１工程で半田付けされている。従って、境界ＧＮＤパターン１５とシールド板金２０との接合には何ら悪影響を与えない。また、アンダーフィラ９はシールド板金２０に遮られて、無線部領域４へ流出することもない。なお、シールド効果については上述の第１の実施形態と同じである。
【００４０】
境界ＧＮＤパターン１５およびシールド板金２０の形状は複雑であっても、シールド板金２０の形状は、配線基板２の半田付け面に対して垂直の方向に開放された構造であればよい。
【００４１】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、アンダーフィラを充填する部品とＧＮＤパターンとの間隔を狭くすることができるようにしたシールド構造とすることにより、配線基板の実装密度を上げ、配線基板の小型化を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第１の実施の形態を示す携帯電話機の配線基板ユニットの部品実装図。
【図２】本発明に係わる第２の実施の形態のシールド板金を実装した配線基板ユニットの上面図
【図３】従来の携帯電話機の配線基板ユニットの部品実装図。
【符号の説明】
１  配線基板ユニット
２  配線基板
３  制御部領域
４  無線部領域
５、１５  境界ＧＮＤパターン
６  外周ＧＮＤパターン
６ａ  接触バネ
７  電子部品
８、８ａ  電子部品
９  アンダーフィラ
１０、２０  シールド板金
１０ａ、２０ａ  接触バネ
１０ｂ  切り欠き部
１１  基板シールドケース
１２  メインキー部
【図１】
2004253505.tif 000003
【図２】
2004253505.tif 000004
【図３】
2004253505.tif 000005