JP6949865B2 - マルチピースシールド - Google Patents

Description

開示の背景
開示の分野
本開示は、一般にシールディング要素に関し、特に回路基板上の回路のためのマルチピースシールドに関する。

関連技術
シールディング要素は、電磁放射（たとえば、スプリアス放射または、照射）から回路の特定の部品を保護するために電子回路において使用される。特に、スクリーニングまたはシールディング要素は、ＥＭＣ（電磁両立性）規格に準拠するために使用される。

ワンピースシールドは、典型的には、（たとえば、ツーピースシールドと比較して）高さの制限のためにおよび／またはコストを最小限にするために交換可能な蓋が実用的ではない薄いデバイスのために使用される。ツーピースシールドは、一般的に、回路リワーク性とテストのため、より普及しているが、一般的に高コストである。

発明の概要
本明細書中では、強化されたシールディングのためのマルチピースシールドが提供される。マルチピースシールドは、増加した熱伝導率のような、付加的な熱的利点を提供することができる。マルチピースシールドは、フェンス、蓋、およびインサートを含むスリーピースシールドであることができる。フェンスは、回路基板に搭載されたときに回路を取り囲むように構成され、蓋は、フェンスの上部に取り付けられる。蓋は、その中にインサートを収容するための凹部を含むことができる。インサートは、シールディングおよび熱吸収を促進するために、蓋とは異なる材料で作られおよび／またはそれを超える厚さとされることができる。インサートは、さらに熱吸収を促進するために、より高い熱伝導率を有する材料で作られることもできる。このようなアセンブリでは、インサートは、（たとえば電磁放射から）回路をシールドし、回路からの熱を放散するために、回路を覆って（かつ近接して）配置されることができる。

図面の簡単な説明
上記の特徴は、添付の図面（複数）を参照することにより、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

組み立てられたマルチピースシールドの斜視図である。 図１のマルチピースシールドの分解図である。 図１のマルチピースシールドの蓋の底面斜視図である。 線４−４に沿う図１のマルチピースシールドの断面図である。 組み立てられたマルチピースシールドの第２の実施形態の斜視図である。 図５のマルチピースシールドの分解図である。 図５のマルチピースシールドの蓋の底面斜視図である。 線８−８に沿う図５のマルチピースシールドの断面図である。

発明の詳細な説明
本明細書に開示されるのは、マルチピースシールドである。マルチピースシールドは、異なる材料および／または厚さの蓋とインサートとを使用することにより、軽量で改善されたシールディングを提供する。インサートは、シールディングおよび熱吸収を促進するために、蓋よりも高い熱伝導率を有する材料からなり、および／または、それを超える厚さであることができる。結果として、マルチピースシールドは、回路の使用、リワーク性、および／または、テストのための効率的かつ費用効果的なシールディングを提供する。

図１〜４は、マルチピースシールド１００の図である。より具体的には、図１は、蓋１２０、インサート１４０、およびフェンス１１０を有する組み立てられたマルチピースシールドの斜視図であり、図２は、図１のマルチピースシールド１００の分解図であり、図３は、図１のマルチピースシールドの蓋の底面斜視図であり、図４は、線４−４に沿う図１のマルチピースシールドの断面図である。

フェンス１１０は、回路（たとえば、回路素子、電子部品、等）の少なくとも一部分の周りの回路基板に取り付けられるように構成される。フェンス１１０は、頂面１１４および底面１１６を有する側壁１１２を有する。フェンス１１０の側壁１１２の高さおよび／または厚さは、シールドされるべき電子部品の性能要件および／または熱放散の要件に応じて任意のサイズであってもよい。フェンス１１０の側壁１１２は、電子部品を取り囲む内部１１８を規定するエンクロージャを形成することができる。フェンス１１０の形状は、シールディングされるべき電子部品の形状および回路基板上のそれらの位置に依存する。したがって、フェンス１１０は、シールディングおよび／または熱放散を必要とする電子部品の大きさ、形状、および／または、位置に応じて任意のサイズおよび形状のものであることができる。フェンス１１０は、打ち抜き加工、ミリング、および／または、曲げによって形成されることができる。

蓋１２０は、頂壁１２２と、少なくとも部分的に凹部１２６を規定する内壁１２４と、内縁１２９を有しアパーチャ１３０を規定する棚１２８と、ディンプル１３４を有する垂下フィンガ１３２とを有する。蓋１２０の頂壁１２２の外周は、大きさおよび形状においてフェンス１１０の頂壁の外周に対応する。蓋１２０の頂壁１２２の内周のサイズおよび形状は、蓋１２０の頂壁１２２および／またはフェンス１１０の外周の大きさおよび形状とは、独立していてもよく、異なっていてもよい。頂壁１２２の内周は、性能要件、回路レイアウト、および／または製造目的に応じて、頂壁１２２の外周とは、大きさおよび／または、形状が異なることができる。たとえば、回路の領域は、フェンス１１０によって囲われてもよいが、（たとえばインサートによる）熱放散および／またはシールディングが必要とされなくてもよい。頂壁１２２の内周と外周との間の非対称性は、係合面１３６を提供することができ、係合面１３６は、マルチピースシールド１００における自動組立のためにロボットが蓋１２０を係合させるための（たとえば、蓋１２０の偶発的変形の危険性を最小限に抑えながら、蓋１２０を移動、位置付け、および／または、組み立てるための）拡大した頂面を提供することができる。

内壁１２４は、頂壁１２２の内周から下方に延びる（たとえば、頂壁１２２から垂直に延在する）。棚１２８は、内壁１２４の底部から（たとえば、内壁１２４から垂直に延びるように）内側に（たとえば、蓋１２０の中心に向かって）延びる。棚１２８は、頂壁１２２と平行であり、頂壁１２２からオフセットされていてもよく、頂壁１２２および棚１２８は、内壁１２４に対して垂直であってもよい。したがって、棚１２８の頂面および内壁１２４の内面は、凹部１２６を形成する。棚１２８の内縁１２９は、そこを通るアパーチャ１３０を形成する。そして凹部１２６は、アパーチャ１３０（および／または、棚１２８の頂面）の上方にあるが、頂壁１２２の頂面より下方である。

複数の垂下フィンガ１３２は、頂壁１２２の外周から下方に延びる。複数の垂下フィンガ１３２の各々は、略矩形状（または、任意の他の形状）とされることができる。垂下フィンガ１３２の数、垂下フィンガ１３２の各々の間の間隔、および／または垂下フィンガ１３２の寸法（たとえば、垂下フィンガ１３２の幅、長さなど）は、製造環境設定および／または性能要件に応じて変化し得る。図２〜３に示されるように、垂下フィンガ１３２の各々は、蓋１２０をフェンス１１０に取り付け固定するために、その中に規定されたディンプル１３４（または複数のディンプル１３４）を有することができる。ディンプル１３４は、（たとえば、フェンス１１０と摩擦係合するために）内面において凸形状であり、外面において凹状である。したがって、ディンプル１３４の凸部は、蓋１２０の中心に向かって内向きに延びる。蓋１２０の各縁は、複数の垂下フィンガ１３２を有する。しかし、蓋１２０は、頂壁１２２の各縁に複数の垂下フィンガ１３２を有する代わりに、各縁に対して１つの長い垂下フィンガ１３２を有することができ、長い垂下フィンガ１３２は各々、１つまたは複数のディンプル１３４を備える。

蓋１２０は、打ち抜きされ（たとえば、パンチされ）、プレスされ、屈曲された金属の単一のシートから製造されることができる。たとえば、蓋１２０は、抜き打ちされることによってアパーチャ１３０および垂下フィンガ１３２を形成し、プレスされることによって棚１２８を形成することができ、垂下フィンガ１３２は、その最終形状を形成するように屈曲されることができる。

インサート１４０は、頂面１４２と、頂面１４２とは反対の底面１４４と、周囲１４６とを有する。インサート１４０の周囲１４６は、大きさおよび形状において蓋１２０の内壁１２４と対応することができる。インサート１４０は、製造および／または性能要件に応じて任意の種々の材料のいずれかからなる。たとえば、インサート１４０は、（たとえば、通常の回路のために）アルミニウム、または、比較的高い熱吸収特性を有する材料（たとえば、銅）から作られることができる。インサート１４０は、製造および／または性能要件および／またはシールディングおよび／または熱の吸収を必要とする回路基板の一部（たとえば、特定の電子部品）に応じた任意の種々の形状とされることができる。インサート１４０は、蓋１２０とは異なるおよび／または厚い材料で作られることができる。インサート１４０は、抜き打ち加工によって形成されることができる。

図４に示されるように、蓋１２０の外周が、実質的に同様の大きさであるフェンス１１０の外周と沿うように、蓋１２０は、フェンス１１０の上へと組み立てられる。結果として、垂下フィンガ１３２のディンプル１３４は、垂下フィンガ１３２を外側にわずかに曲げさせる。これは、フィンガ１３２またはその上のディンプル１３４がフェンス１１０の外面に摩擦係合するように垂下フィンガ１３２を内向きに付勢し、これにより蓋１２０をフェンス１１０に固定する。代替的に、フェンス１１０に凹部を設けることができ、これにより、蓋１２０をフェンス１１０に固定するためにディンプル１３４がフェンス１１０の凹部と係合する。

インサート１４０の底面１４４が蓋１２０の棚１２８の頂面と接触するように、および／または、インサート１４０の周囲１４６が蓋１２０の内壁１２４と接触するように、インサート１４０は、蓋１２０の凹部１２６内に配置される。こうして、インサート１４０は、蓋１２０に圧入および／または締まり嵌めされることができ、および／または、インサート１４０の底面１４４は、蓋１２０の棚１２８に載ることができる。インサート１４０が蓋１２０内へと組み立てられると、インサート１４０は、蓋１２０の頂壁１２２と同一平面上にあるか、またはそれから（たとえば上方に）オフセットされることができる。組み立てられたマルチピースシールド１００が回路基板の回路上に配置されると、インサート１４０（および蓋１２０）は、電子部品の上および／または近傍に位置付けられ、電磁シールドを提供し、回路の電子部品の熱放散を容易にする。インサート１４０は、シールディングされる回路により近く位置するように、蓋１２０から凹所に置かれることができる。組み立てられ回路上に配置されると、インサート１４０は、蓋１２０の棚１２８のアパーチャ１３０を介して回路（および回路要素）に直接露出され、これは、（たとえば、蓋１２０のアパーチャに起因して）軽量化され、改善されたシールディングおよび／または熱放散を提供する。

得られるアセンブリは、フェンス１１０の頂部に取り付けられる蓋１２０とともに回路基板に搭載されるフェンス１１０と、蓋１２０の内壁１２４の凹部１２６内に位置するインサート１４０とを有するマルチピースシールド１００である。

図５〜８は、マルチピースシールド２００の図である。図５は、組み立てられたマルチピースシールドの第２の実施形態の斜視図であり、図６は、図５のマルチピースシールドの分解図であり、図７は、図５のマルチピースシールドの蓋の底面斜視図であり、図８は、線８−８に沿った図５のマルチピースシールドの断面図である。マルチピースシールド２００は、図１〜４に記載のマルチピースシールド１００と同様の方法で同一の機能を果たす。

フェンス２１０は、図１〜４のフェンス１１０と同様の機能および形状を有する。上述のように、フェンス２１０は、頂面２１４および底面２１６を有する側壁２１２を含む。フェンス２１０の側壁２１２は、電子部品を取り囲む内部２１８を規定するエンクロージャを形成することができる。

図１〜４に関して上述した蓋１２０と同様に、蓋２２０は、頂壁２２２と、少なくとも部分的に凹部２２６を規定する内壁２２４と、内縁２２９を有しアパーチャ２３０を規定する保持タブ２２７と、ディンプル２３４を有する垂下フィンガ２３２とを有する。上述したように、蓋２２０の頂壁２２２の外周は、フェンス２１０の頂壁の外周と大きさおよび形状において対応し、頂壁２２２の内周は、性能要件、回路レイアウト、および／または製造目的に応じて異なる大きさおよび／または形状にされることができる。頂壁２２２の内周と外周の間の非対称性は、上述のように、係合面２３６を提供することができる。内壁２２４は、頂壁２２２の内周から下方に延びる。内壁２２４は、様々な厚さのインサート２４０をはめる任意の長さまたは深さとすることができる。この実施形態では、内壁２２４は、任意に、インサートが蓋２２０の頂壁２２２と同一平面にあることを可能とする。蓋２２０は、打ち抜きされ（たとえばパンチされ）、プレスされ、および／または、屈曲された金属の単一シートから製造されることができる。

複数の垂下フィンガ２３２は、頂壁１２２の外周から下方に延びる。垂下フィンガ２３２の各々は、その中に規定される、蓋２２０をフェンス２１０に取り付け固定するためのディンプル２３４（または、複数のディンプル２３４）を有することができる。上述したように、各縁に複数の垂下フィンガ２３２を設ける代わりに、蓋２２０は、頂壁２２２の各縁に対して１つの長い垂下フィンガ２３２を有することができ、長い垂下フィンガ２３２の各々は、複数のディンプル２３４を有することができる。

図１〜４で説明した蓋１２０の棚１２８と同様に、保持タブ２２７は、インサート２４０と係合する。保持タブ２２７は、内壁２２４の底部から（たとえば、内壁２２４から垂直に延び）、内側に（たとえば、蓋２２０の中心に向かって）延びる。保持タブ２２７は、頂壁２２２と平行であり、それからオフセットされることができ、頂壁２２２および保持タブ２２７は、内壁２２４に対して垂直であってもよい。保持タブ２２７の各々の形状は、略矩形状（または、任意の他の形状）であることができる。保持タブ２２７の数、保持タブ２２７の各々の間の間隔、および／または保持タブ２２７の寸法（たとえば、保持タブ２２７の幅、長さなど）は、製造環境設定および／または性能要件に応じて変えられることができる。（たとえば、頂壁２２２よりも低い）保持タブ２２７の頂面と内壁２２４の内面は、凹部２２６を形成する。保持タブ２２７の内縁２２９は、そこを通るアパーチャ２３０を形成する。そして凹部２２６は、アパーチャ２３０（および／または、保持タブ２２７の頂面）の上方にあるが、頂壁２２２の頂面より下方にある。このようにして、保持タブ２２７は、インサート２４０の周壁２４６の外縁とのより良い係合のために、内縁２２９の表面積を増加させる。

図１〜図４において上述したように、インサート２４０は、頂面２４２と、頂面２４２とは反対の底面２４４と、周壁２４６とを有する。インサート２４０の周壁２４６は、大きさおよび形状において保持タブ２２７の内縁２２９と対応する。

図８に示すように、蓋２２０は、フェンス２１０上へと図１〜４に示されたように組み立てられる。

インサート２４０は、インサート２４０の周壁２４６（たとえば、外縁）が蓋２２０の保持タブ２２７の内縁２２９に接するように、アパーチャ２３０内に配置される（また、凹部２２６の少なくとも一部に配置されることができる）。こうして、インサート２４０は、蓋２２０に圧入および／または、締り嵌めされることができる。保持タブ２２７の形成は、蓋２２０に対してインサート２４０をより良好に固定するために、蓋２２０とインサート２４０との間の接触面を増大させる。組み立てられたマルチピースシールド２００が回路基板の回路上に位置されると、インサート２４０（および蓋２２０）は、電子部品上および／またはその近傍に配置され、回路の電子部品の電磁シールディングを提供し、熱放散を促進する。回路上に組み立てられ配置されたとき、インサート２４０は、蓋１２０の保持タブ２２７のアパーチャ２３０を介して直接回路（回路素子）にさらされ、このことは、（たとえば蓋２２０のアパーチャ２３０に起因する）軽量化とともに、改良されたシールディングおよび／または熱放散を提供する。

得られるアセンブリは、フェンス２１０の頂部に取り付けられる蓋２２０とともに回路基板に搭載されるフェンス２１０と、蓋２２０の内壁２２４のアパーチャ２３０内に位置するインサート２４０とを有するマルチピースシールド２００である。

マルチピースシールド１００の場合のようにインサート１４０が棚１２８の上に配置されるのではなく、マルチピースシールド２００のインサート２４０が保持タブ２２７によって形成されたアパーチャ２３０内に配置されるので、図５〜８で説明したマルチピースシールド２００は、図１〜４で説明したマルチピースシールド１００よりも薄いプロファイルを有することができる。このため、マルチピースシールド２００は、少なくとも蓋１２０の厚み（たとえば、棚１２８）によって、マルチピースシールド１００よりも薄くされることができる。また、図５〜８において、保持タブ２２７がインサート２４０のいずれにも重ならないので、インサート２４０のより多くの表面積が、回路に露出されることができる（たとえば、マルチピースシールド１００の場合、棚１２８は、インサート１４０と重なる）。

本開示は、本開示の精神または本質的な属性から逸脱することなく他の特定の形態で実施することができる。

このように詳細に開示を説明したが、それは、上述の説明がその精神または特許請求の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。本明細書に記載される本開示の実施形態は、単なる例示であり、当業者は、本開示の精神および特許請求の範囲から逸脱することなく、任意の変形および修正を行うことができることが理解されるであろう。上述のものを含む全てのそのような変形および修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (18)

1. 電子部品のための電磁放射および熱放散マルチピースシールドであって、
   電子部品を取り囲むエンクロージャを形成する側壁を有するフェンスと、
   蓋とを備え、前記蓋は、頂壁と、前記頂壁から垂下し凹部を規定する内壁と、前記内壁から延在し前記頂壁からオフセットする棚であってアパーチャを規定する内縁を有する棚と、前記蓋の外周のまわりの複数の垂下フィンガであって前記フェンスの前記側壁と係合する垂下フィンガとを有し、前記マルチピースシールドは、さらに、
   前記凹部内において前記棚上で受けられるような大きさかつ形状にされる周囲を有するインサートとを備える、マルチピースシールド。
2. 前記棚は、前記蓋の前記頂壁に平行に延びる、請求項１に記載のマルチピースシールド。
3. 前記インサートの底面は、前記蓋の前記棚の頂面に接触する、請求項１に記載のマルチピースシールド。
4. 前記インサートは、前記蓋に圧入される、請求項１に記載のマルチピースシールド。
5. 前記インサートは、前記蓋の前記内壁と摩擦係合する外縁を有する、請求項４に記載のマルチピースシールド。
6. 前記インサートは、前記電子部品に対して前記蓋の前記アパーチャを通して直接露出される、請求項１に記載のマルチピースシールド。
7. 前記インサートの頂面は、前記蓋の前記頂壁と同一平面状にある、請求項１に記載のマルチピースシールド。
8. 前記インサートの頂面は、前記蓋の前記頂壁の上方に延びる、請求項１に記載のマルチピースシールド。
9. 前記複数の垂下フィンガの各々は、前記フェンスと摩擦係合するための、前記複数の垂下フィンガの内面上のディンプルを含む、請求項１に記載のマルチピースシールド。
10. 組み立てられた構成において、前記ディンプルは、前記複数の垂下フィンガを外側へと押すように構成され、これによって前記複数の垂下フィンガを前記フェンスに対して付勢する、請求項９に記載のマルチピースシールド。
11. 前記ディンプルは、前記フェンス上の凹部と係合し、これによって前記蓋を前記フェンスに対して固定する、請求項１０に記載のマルチピースシールド。
12. 前記蓋は、第１の材料からなり、前記インサートは、第２の材料からなる、請求項１に記載のマルチピースシールド。
13. 前記インサートは、アルミニウムから形成される、請求項１に記載のマルチピースシールド。
14. 前記インサートは、銅から形成される、請求項１に記載のマルチピースシールド。
15. 電子部品のための電磁放射および熱放散マルチピースシールドであって、
    電子部品を取り囲むエンクロージャを形成する側壁を有するフェンスと、
    蓋とを備え、前記蓋は、頂壁と、前記頂壁から垂下し凹部を規定する内壁と、前記内壁から延在しアパーチャを規定する複数の保持タブと、前記蓋の外周のまわりの複数の垂下フィンガとを有し、前記複数の垂下フィンガは、前記フェンスの前記側壁と係合し、前記マルチピースシールドは、さらに、
    周囲のまわりに複数の係合タブを有するインサートを備え、前記係合タブは、前記蓋の前記保持タブが前記蓋とともに前記インサートに摩擦係合するように係合する大きさおよび形状にされる、マルチピースシールド。
16. 前記保持タブは、前記蓋の中央に向かって延在する、請求項１５に記載のマルチピースシールド。
17. 前記インサートの前記周囲は、大きさおよび形状において、前記保持タブの溝付けされた内縁に対応する、請求項１５に記載のマルチピースシールド。
18. 前記蓋は、金属の単一のシートから形成される、請求項１５に記載のマルチピースシールド。

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