(57)【要約】【課題】半田ペーストのリフローで電子部品とシールドケースを一括して回路基板に接続する回路基板のシールド構造において、シールドケース内部のガス抜きと、小型シールドケースの画像認識による位置決めの容易化を両立させる。【解決手段】回路基板１０は電子部品１４及びシールドケース２０を装着するための一群のランド１３を備える。ランド１３に半田ペーストをスクリーン印刷した上で電子部品１４とシールドケース２０を載置し、リフロー炉で半田ペーストを溶かして電子部品１４とシールドケース２０を半田付けする。半田ペーストをリフローする際発生するガスは、シールドケース２０の天板部２０ａに形成されたガス抜き用の開口部２１から抜く。開口部２１は２個あり、シールドケース２０の画像認識にも役立てられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品及びこれを覆うシールドケースを上面に載置し、半田ペーストのリフローで前記電子部品及びシールドケースを電気的に接続する回路基板において、
前記シールドケースの天板部にガス抜き用の開口部を１個以上形成したことを特徴とする回路基板のシールド構造。
【請求項２】
前記開口部を、互いに間隔を置いて複数形成したことを特徴とする請求項１に記載の回路基板のシールド構造。
【請求項３】
前記天板部は矩形をなし、その対角線に沿って前記複数の開口部が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板のシールド構造。
【請求項４】
前記開口部は直径が０．５ｍｍから２．５ｍｍの間の大きさであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板のシールド構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器用回路基板のシールド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器用の回路基板に搭載した電子部品が電気的なノイズを発するのを防ぐため、また外部から電子部品にノイズが飛び込むのを防ぐため、電波遮断の必要のある電子部品を金属製のシールドケースで覆い、このシールドケースを回路基板のグラウンド端子に電気的に接続することが一般的に行われている。近年では電子機器の小型化に伴い回路基板も小型化し、電子部品も小型の表面実装部品が殆どであることから、シールドケースも小型化している。そこで、回路基板製造の生産性を上げるため、半田ペーストのリフローで電子部品とシールドケースを一括して回路基板に装着するようになっている。
【０００３】
半田ペーストのリフローを行うと、半田ペーストの一部の成分が気化してガスとなる。
電子部品とこれを覆うシールドケースを一括リフローする場合には、シールドケースで覆われた領域で発生するガスがシールドケース内に充満する。このガスは半田接合部の接合不良の原因となるので、これまでにもシールドケースのガス抜き対策が講じられてきた。その例を特許文献１、２に見ることができる。
【０００４】
特許文献１、２では、シールドキャップの側面に開口部を設け、ハンダリフロー時のガス抜き孔として利用している。
【特許文献１】特開２００１−１５９７６
【特許文献２】特開２００４−３１２０４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載されたような小型のシールドケースでは、ケース側壁の下端から張り出す形で水平な接続部を形成し、この接続部を回路基板の接地ランドに載置するのでなく、垂直な側壁の下端を直接接地ランドに載置してハンダ付けするという構成が殆どであり、シールドケースを上方から見たときに形状面で特徴がないことが多い。そのため、シールドケースを画像認識して位置や角度を特定することが難しく、シールドケースをチャッキングして回路基板に載置する際の位置決め精度が落ちる。
【０００６】
特許文献１、２には、従来構造として、シールドケースの側面部の一部に回路基板側に突き出す凸部を設け、この凸部を回路基板側面の凹部に嵌合させるという構造も開示されている。この構造を採用すればシールドケースの位置決め精度を確保できるが、そのためには回路基板にある程度の厚さがなければならず、小型電子機器に用いられるフレキシブル回路基板のように厚さの薄いものには適用できない。
【０００７】
また、シールドケースの側面部から張り出す突起部を形成して画像認識時のアラインメントマークとすることも考えられるが、そのようにするとシールドケースが大型化し、回路基板のランドパターンも拡大して、回路基板自体が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、半田ペーストのリフローで電子部品とシールドケースを一括して回路基板に接続する回路基板のシールド構造において、シールドケース内部のガス抜きと、小型シールドケースを画像認識することの容易化を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、電子部品及びこれを覆うシールドケースを上面に載置し、半田ペーストのリフローで前記電子部品及びシールドケースを電気的に接続する回路基板において、前記シールドケースの天板部にガス抜き用の開口部を１個以上形成したことを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、シールドケースの天板部からガスが抜けるので、シールドケース内部の天井近くにガスが残留せず、きれいにガス抜きを行うことができる。また、天板部の開口部が形状面での特徴となることから、画像認識が容易となり、シールドケースをチャッキングして回路基板に載置する際の位置決め精度を上げることができる。
【００１１】
また本発明は、上記構成の回路基板のシールド構造において、前記開口部を、互いに間隔を置いて複数形成したことを特徴としている。
【００１２】
この構成によると、ガス抜き孔としての役割と外気導入孔としての役割を複数の開口部で分担することができ、シールドケース内のガスを速やかに外気と入れ換えることができる。また、複数の開口部の位置関係により、シールドケースの角度を画像認識することも容易となり、位置決め精度が一層向上する。
【００１３】
また本発明は、上記構成の回路基板のシールド構造において、前記天板部は矩形をなし、その対角線に沿って前記複数の開口部が配置されていることを特徴としている。
【００１４】
この構成によると、開口部同士の直線距離を大きくとることができるから、画像認識の精度が向上する。また複数の開口部をアラインメントマークとして電子部品実装装置により位置合わせを行う際、アラインメントマークの振れる距離が大きいことから、位置合わせの動きを精度良く認識することができ、位置合わせ時間を短くできる。
【００１５】
また本発明は、上記構成の回路基板のシールド構造において、前記開口部は直径が０．５ｍｍから２．５ｍｍの間の大きさであることを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、シールド機能を低下させることなく、また画像認識を困難にすることなく、必要十分なガス抜きを行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、シールドケースの天板部に開口部を設けることにより、シールドケース内の天井近くにガスを残留させることなくガス抜きを行い、またシールドケースを画像認識する際の認識精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図１〜４に基づき説明する。図１は回路基板の斜視図、図２は回路基板及びそれに搭載される部品の分解斜視図、図３は組立途中の回路基板の斜視図、図４はシールドケースを収納したトレイの上面図及びその部分拡大図である。
【００１９】
図１には電子部品及びシールドケースを装着した後の回路基板１０が示されている。回路基板１０は液晶表示素子（図示せず）の制御基板である。回路基板１０はフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）であるものとするが、特にそれに限定される訳ではなく、どのような種類の基板であってもよい。回路基板１０の一方の縁には電子機器本体（図示せず）からの制御信号を受け取る電子機器接続端子部１１が形成され、他方の縁には前記液晶表示素子に制御信号を伝える液晶表示素子接続端子部１２が形成されている。
【００２０】
電子機器接続端子部１１と液晶表示素子接続端子部１２の間の領域には、図２に示すように、多数のランド１３が形成されている。一群のランド１３の中で、中央領域Ａ（図２に点線で領域の範囲を示す）に含まれるランド１３には電子部品１４が装着される。一群の電子部品１４はいずれも表面実装型である。中央領域Ａを囲むように点在するランド１３はシールドケース２０を装着するのに用いられるものであり、その中の少なくとも１個にグラウンド端子としての役割が与えられる。
【００２１】
回路基板１０には、ランド１３の存在する領域を挟む形で２個のアラインメントマーク１５が形成される。アラインメントマーク１５は円形の貫通孔からなり、シールドケース２０によって覆い隠されない位置に配置されている。アラインメントマーク１５の直径は特に限定されないが、例えば０．５ｍｍといった値を選択することができる。
【００２２】
シールドケース２０は板金をプレス加工して４辺曲げを行うことにより、平面形状がほぼ矩形（１箇所の角だけ丸められている）の天板部２０ａの縁から側壁部２０ｂが垂直に垂れ下がる構造としたものである。板金としては、例えば厚さ０．１ｍｍの洋白材料を使用することができる。シールドケース２０用に割り当てられたランド１３は、シールドケース２０の平面輪郭をなぞる形で点在する。
【００２３】
シールドケース２０の天板部２０ａにはガス抜き用の開口部２１が１個以上形成される。図示実施形態では、開口部２１として円形の貫通孔を２個形成している。２個の開口部２１は、天板部２０ａの対角線（図４に二点鎖線で示す）に沿う形で、互いに間隔を置いて配置されている。
【００２４】
回路基板１０の組立手順は次の通りである。最初に、図示しないスクリーン印刷装置に回路基板１０を位置決めした上で各ランド１３に半田ペーストが印刷される。半田ペーストを印刷した回路基板１０は図示しない電子部品実装装置上に位置決めされる。スクリーン印刷装置及び電子部品実装装置で回路基板１０を画像認識する際には２個のアラインメントマーク１５が活用される。
【００２５】
電子部品１４にはコンデンサー、抵抗、コイル、ダイオードなどといった種類があり、大きさにも２．５ｍｍ×１．３ｍｍ、２．０ｍｍ×１．６ｍｍ、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ、０．６ｍｍ×０．８ｍｍ等の種類があり、いずれも図示しない真空吸着ノズルで吸着されて半田ペーストを塗布されたランド１３に載置される。電子部品１４の載置位置は、アラインメントマーク１５に基づき座標原点を定め、座標原点からランド１３までのＸ座標及びＹ座標を入力することにより決定される。全ての電子部品１４を載置し終えた状態を図３に示す。
【００２６】
続いてシールドケース２０を、電子部品１４と同じく真空吸着ノズルで、あるいは図示しないメカニカルチャックにより、チャッキングしてシールドケース用のランド１３に載置する。ランド１３に載置されたシールドケース２０は一群の電子部品１４をすっぽりと覆う形になる。
【００２７】
シールドケース２０は図４に示すトレイ３０に入れられて電子部品実装装置に供給される。トレイ３０にはシールドケース２０を１個ずつ入れる凹部３１が複数個、マトリックス状に形成されている。シールドケース２０は必ずしも凹部３１の中央に一定角度で整然と収まっている訳ではなく、図４の部分拡大図部分に点線で示すように、傾いたり、前後左右に位置がずれたりした状態で収まっていることが多い。例えばシールドケース２０の平面形状が９ｍｍ×６ｍｍであった場合、１°傾けば長辺方向で約０．１６ｍｍの位置ずれが生じることになる。凹部３１をシールドケース２０がきっちりと収まる大きさにすれば傾きや位置ずれを小さくすることができるが、今度はシールドケース２０を取り出しにくくなる。
【００２８】
本実施形態では、天板部２０ａに２個の開口部２１が間隔を置いて設けられているため、２個の開口部２１をアラインメントマークとして、シールドケース２０の位置と角度を正確に画像認識することができる。これにより、シールドケース２０を精度良く回路基板１０に位置決めして載置することができる。
【００２９】
開口部２１は天板部２０ａの対角線に沿って配置されているので、開口部２１同士の直線距離を大きくとることができる。このことは、２個の開口部２１をアラインメントマークとして画像認識する際、認識精度を高めるのに有用である。また電子部品実装装置により位置合わせを行う際、アラインメントマークの振れる距離が大きいことから、位置合わせの動きを精度良く認識することができ、位置合わせ時間を短くできる。
【００３０】
全電子部品１４とシールドケース２０をランド１３に載置し終えた後、回路基板１０を図示しないリフロー炉に送り、半田ペーストを溶かす。その後冷却すれば電子部品１４とシールドケース２０の半田付けは完了する。半田ペーストが熱で溶けるとき、半田ペーストの一部の成分が気化してガスになるが、シールドケース２０内で発生したガスは開口部２１から外部に放出される。
【００３１】
開口部２１が形成されているのが天板部２０ａであるため、シールドケース２０内の天井部にガスが残留することがない。また開口部２１が２個あるため、ガス抜き孔としての役割と外気導入孔としての役割を分担して、ガスを速やかに外気と入れ換えることができる。このようにシールドケース２０の内部からガスを脱気することにより、シールドケース２０で囲まれた領域の半田接合部の接合不良を防ぐことができる。
【００３２】
開口部２１が大きすぎるとシールドケース２０のシールド機能が低下する。逆に開口部２１が小さすぎるとガスが抜けにくくなり、また画像認識にも支障をきたすことになる。二つの条件を満足するには、開口部２１の直径を０．５ｍｍから２．５ｍｍの間の大きさとするのがよい。なお開口部２１の形状は円形に限られないが、その場合は上記直径の円の面積と同等の面積を確保するものとする。
【００３３】
以上本発明の実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明はシールドケースを用いる回路基板に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】回路基板の斜視図
【図２】回路基板及びそれに搭載される部品の分解斜視図
【図３】組立途中の回路基板の斜視図
【図４】シールドケースを収納したトレイの上面図及びその部分拡大図
【符号の説明】
【００３６】
１０  回路基板
１３  ランド
１４  電子部品
２０  シールドケース
２１  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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