JP2004228496A - Fixing structure of circuit board, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体に対する回路基板の取付構造及びこの取付構造を採用する電子機器に関し、更に詳しくは、回路基板の絶縁層として用いられている熱可塑性樹脂の接着性を利用して回路基板を筐体に対して取り付けた回路基板の取付構造及び電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子機器は筐体内に回路基板を内蔵しており、その回路基板の取付構造としては、例えば特許文献1に示すものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−244645号公報
【0004】
これについて図7を参照して説明すると、筐体3の底部内面にはビス止め用のボス部4が突設されており、回路基板5にはビス6が貫通する貫通孔が形成されている。ビス6が回路基板5を貫いてボス部4に締結されることで回路基板5は筐体3に対して固定される。操作パネル2は回路基板5を覆うようにして筐体3に取り付けられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ビス止め用のボス部4の高さ分だけ、筐体3の底部内面と回路基板5との間に隙間が形成される。このことが筐体3内に無駄なスペースを生じさせ、電子機器の薄型化を推し進めるうえでの妨げの一つになっていた。また、回路基板5と筐体3底部内面との間の空気の層が断熱材として機能し、回路基板5の発熱によって筐体3の内部に熱がこもるという問題もある。
【0006】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、無駄なスペースを生じさせることなく回路基板を筐体に対して取り付けることができる回路基板の取付構造及び電子機器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路基板の取付構造では、筐体内に収容される回路基板のうち少なくとも筐体に対する取付部が熱可塑性樹脂でなり、その取付部を筐体内面に直接接触させ熱可塑性樹脂を接着させた。
【0008】
これにより、回路基板と筐体とが密着して一体的構造体となっており、筐体と回路基板との間の無効空間をなくせ、更に次行程などへ回路基板と筐体とを別々に供給するのではなく一体的構造体として供給することができ、組み立て作業性などが向上する。
【0009】
熱可塑性樹脂でなる取付部の接着方法としては、取付部を筐体に対して圧接した状態で加熱する熱圧着や、プラズマ雰囲気中で取付部を筐体に対して圧接させるプラズマ圧着などを用いることができる。
【0010】
また、本発明の回路基板の取付構造では、回路基板にその内層から取付部に臨む放熱用ホールを設け、その放熱用ホールに伝熱材を充填させた。
【0011】
これにより、伝熱材を介して回路基板内部の熱を筐体まで逃がすことができる放熱経路が構成される。筐体に伝わった熱は筐体で拡散されて筐体の外部に放熱される。
【0012】
放熱経路の構成としては、例えばバインダ樹脂中に金属粒子などを分散させた導電ペーストを伝熱材として印刷法などで放熱用ホールに充填させる構成や、放熱用ホールをめっき法によって金属を析出させて充填する構成、あるいはその他カーボンなどの伝熱材を印刷法などで放熱用ホールに充填する構成などが挙げられる。
【0013】
また、本発明の回路基板の取付構造では、回路基板の取付部を除いた部分に放熱体を設け、その放熱体を筐体内面に接続させた。
【0014】
これにより、回路基板から発生する熱を放熱体に拡散させて回路基板の過熱を抑制することができる。放熱体としては、例えば板状の金属、あるいは箔状の金属、高分子フィルムを熱分解によりグラファイト化させるグラファイトシートなどのように熱伝導性の高いものを用いるのが好ましい。
【0015】
また、金属などのように導電性を有する放熱体であれば、回路基板を外部の電磁ノイズから保護する、あるいは回路基板から外部に放射される電磁ノイズを遮断する電磁シールド効果も得られる。なお、筐体自体を金属などのような熱伝導性に優れた材質とし、この筐体に回路基板の取付部を接触させれば筐体自体が放熱体としての機能も果たす。
【0016】
また、放熱体としては、その他に、冷却液循環用チューブを内蔵した水冷ジャケットなどを用いれば回路基板の過熱抑制に著しい効果が得られる。この場合、筐体内には、冷却液を循環させる小型ポンプや冷却液を補給するタンクなどが水冷ジャケットと合わせて備えられる。
【0017】
また、本発明の回路基板の取付構造では、筐体のうち放熱体が接続される部分を、熱を受けて変色する示温材で構成した。
【0018】
示温材は、ある特定の温度で外観に明瞭な変色を生じるような物質、あるいはその物質を塗布したラベルなどであり、その変色状態を観察することにより使用者に対して視覚的に回路基板及び筐体の温度上昇の注意を促すことができる。
【0019】
例えば、温度によって結晶形が転移しそれによって色相が異なる金属錯塩や、温度によって螺旋ピッチが異なる螺旋状コレステリック液晶体、電子授受に伴って色相変化するロイコ染料と電子受容性物質と熱溶融性物質とからなる組成物などが示温材の一例として挙げられる。
【0020】
また、示温材としては、ある温度で色が変化すると元に戻らない不可逆性のものと、温度変化に応じて何回でも色が変化する可逆性のものとがあるがどちらでも用いることができる。可逆性示温材であれば、高温状態から安全な温度まで下がったことを使用者に知らせることができる。
【0021】
また、本発明の回路基板の取付構造では、回路基板に、その内層から放熱体に臨む放熱用ホールを設け、その放熱用ホールに伝熱材を充填させた。
【0022】
これにより、伝熱材を介して回路基板内部の熱を放熱体まで逃がすことができ回路基板の過熱を抑制することができる。
【0023】
また、本発明の電子機器は、筐体とこの筐体内に収容される回路基板とを備え、回路基板は上述した取付構造でもって筐体に対して取り付けられている。
【0024】
これにより、回路基板と筐体とが密着して一体的構造体となっており、筐体と回路基板との間の無効空間をなくせ、電子機器の薄型化が図れる。
【0025】
本発明で電子機器とは、回路基板以外にも、例えば回路基板に入力信号を与える入力機器や、回路基板の出力を受ける出力機器などを備え、具体的には、ノートブック型コンピュータ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯型オーディオ機器、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどが一例として挙げられる。
【0026】
熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニルエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレンなどが一例として挙げることができる。また単体樹脂に限らず、複数の樹脂からなる樹脂複合体や上記樹脂に充填材や添加剤などを加えたものでもよい。
【0027】
筐体の材質としては、ポリカーボネート、ABS樹脂、FRP(fiber reinforced plastic)、生分解プラスチックなどのプラスチック材料や、アルミニウム、マグネシウムなどの金属材料、更には複数のプラスチック材料からなるプラスチック複合体、複数の金属材料からなる合金体、プラスチックと金属との複合体などが挙げられる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0029】
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態による回路基板の取付構造及びこの取付構造を採用した電子機器を示す。
【0030】
本実施の形態における電子機器10は例えば情報処理装置に装着されデータの送受信を行う通信カードである。電子機器10は、扁平箱状の1対の筐体12a、12bと、これら筐体12a、12bの内部に収容される回路基板11とから構成される。図示では、上側の筐体12bを取り外した状態で示している。
【0031】
回路基板11は下側の筐体12aの底部内面に取り付けられている。その回路基板11の構成について説明すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層14に配線(図示省略)が形成され更にその配線と接続する部品13a、13bが実装されて構成される。部品13aは例えば半導体パッケージ部品、部品13bは例えばアンテナ部品である。
【0032】
筐体12aに対する取付部である回路基板11の裏面には部品は実装されておらず平坦な絶縁層14となっている。その裏面を筐体12aの底部内面に圧接させた状態で回路基板11を加熱すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層14が軟化して接着性が生じ筐体12aに接着される。これにより、回路基板11は筐体12aに固定され両者の一体的構造体が得られる。
【0033】
筐体12aの材質は、樹脂、金属、セラミックなどである。筐体12aに対する取付部となる回路基板11の絶縁層14裏面が熱可塑性樹脂で構成されるので、筐体12aの材質に関係なく回路基板11を筐体12aに接着させることが可能である。
【0034】
本実施の形態によれば、筐体12a底部内面との間に無駄な隙間を形成することなく回路基板11を筐体12aに対して取り付けることができるので、この取付構造を採用した電子機器10の薄型化が図れる。
【0035】
また、回路基板11の取り付けに際しては熱を加えて圧着するだけであるので組み立てが容易になる。更にビス止め用のボス部を筐体12a側に形成したり、ビス止め用の貫通孔を回路基板11に形成する必要もなく構造を簡単にできる。もちろんビスも不要となり部品点数を少なくできる。
【0036】
更に、回路基板11が筐体12aに直接接触しているので筐体12aを放熱体として機能させることができる。すなわち、部品動作時の発熱に起因する回路基板11の発熱を、空気の層に遮断されずに筐体12aに伝えて筐体12aから外部に放散させることが可能となる。特に、筐体12aが熱伝導率のよい金属などで構成されれば放熱効果は高くなる。これにより、筐体12a、12bで構成される内部空間に熱がこもることが抑制され、部品13a、13bの過熱を抑制して故障や誤動作を防げる。
【0037】
(第2の実施の形態)
図3は第2の実施の形態による回路基板の取付構造及びこの取付構造を採用した電子機器を示す。
【0038】
本実施の形態における電子機器60は例えばネットワーク間でのデータの中継処理を行う中継器である。電子機器60は箱状の筐体62とこの筐体62の内部に収容される回路基板61とから構成される。
【0039】
電子機器60は縦置きされており、回路基板61は筐体62の一側面(図示では左側面)に取り付けられている。その回路基板61の構成について説明すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層64に配線(図示省略)が形成され更にその配線と接続する部品63a、63b、63cが実装されて構成される。部品63aは例えば半導体パッケージ部品、部品63bは例えばコンデンサ部品、部品63cは例えば電池である。
【0040】
回路基板61の裏面には部品は実装されておらず平坦な絶縁層64となっている。この裏面が筐体62に対する取付部となり、その取付部を筐体62の側面に圧接させた状態で回路基板61を加熱すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層64が軟化して接着性が生じ、回路基板61が筐体62に接着される。これにより、回路基板61は筐体62に固定され両者の一体的構造体が得られる。
【0041】
本実施の形態においても、筐体62側面とこの側面に接着される回路基板61の取付部との間に無駄な隙間を形成することなく回路基板61を筐体62に対して取り付けることができるので、この取付構造を採用した電子機器60の薄型化が図れる。
【0042】
また、回路基板61の取り付けに際しては熱を加えて圧着するだけであるので組み立てが容易になる。その他、構造を簡単にできる、部品点数を少なくできるなど第1の実施の形態と同様な効果が得られる。
【0043】
更に、回路基板61が筐体62に直接接触しているので筐体62を放熱体として機能させることができる。すなわち、部品動作時の発熱に起因する回路基板61の発熱を、空気の層に遮断されずに筐体62に伝えて筐体から外部に放散させることが可能となる。特に、筐体62が熱伝導率のよい金属などで構成されれば放熱効果は高くなる。これにより、筐体62内に熱がこもることが抑制され、部品の過熱を抑制して故障や誤動作を防げる。
【0044】
(第3の実施の形態)
図2は、第3の実施の形態による回路基板の取付構造の断面図を示す。
【0045】
筐体22aは図1に示した電子機器の筐体12aに相当し、筐体22bは同電子機器の筐体12bに相当する。本実施の形態においては、筐体22a、22b内に収容される回路基板21の表面及び裏面には、配線及び部品は存在せず全て内層に配線及び部品を有する。具体的には、第1の配線25aと第2の配線25bの2層の内層配線を有し、これら内層配線に接続する部品23a、23bを内蔵している。また、層間接続のためにビアホール28が形成され、このビアホール28に導電ペースト29が充填されている。
【0046】
各配線間を絶縁する絶縁層24(絶縁層24a、24b、24cを含む)は熱可塑性樹脂でなる。
【0047】
このような回路基板21は、各層を順次積層させていくビルドアップ法、あるいは、各層を一括して積層する方法などで作製される。部品23aはチップ抵抗やチップコンデンサなどの受動部品であり、絶縁層24の成形時に絶縁層24内に埋め込まれる、あるいは各層の積層プレス時に上下の絶縁層24間で挟まれることで埋め込まれる。
【0048】
部品23bは例えば半導体チップであり、中空部27内に実装されている。例えば、先に絶縁層24b上の第2の配線25bに部品23bを実装した後、凹所を形成した絶縁層24aを絶縁層24bに重ねることで部品23bが中空部27に内蔵される。
【0049】
回路基板21の裏面を構成する絶縁層24bは筐体22aに対する取付部となる。絶縁層24b裏面を筐体22aの内面に圧接させた状態で回路基板21を加熱すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層24bが軟化して接着性が生じ筐体22aに接着される。これにより、回路基板21は筐体22aに固定され両者の一体的構造体が得られる。
【0050】
また、回路基板21の表面を構成する絶縁層24cには放熱体26が接着されている。放熱体26は例えば金属箔や金属板である。絶縁層24cの表面に放熱体26を圧接させた状態で回路基板21を加熱して、熱可塑性樹脂でなる絶縁層24cを軟化させて接着性をもたせることで放熱体26が接着される。また、放熱体26は上側の筐体22bと接している。したがって、回路基板21と上側筐体22bとの間に放熱体26が挟まれた構成となっている。なお、回路基板21と筐体22aとの熱圧着及び回路基板21と放熱体26との熱圧着を同時に行ってもよい。
【0051】
このような構成の本実施の形態においては、筐体22a、22bが例えばプラスチック材料でなり放熱性がそれほど優れていなくても、熱伝導性に優れた放熱体26に回路基板21からの熱を逃がして拡散させることができ、回路基板21の過熱を抑制することができる。
【0052】
なお、本実施の形態においても、筐体22aとの間に無駄な隙間を形成することなく回路基板21を筐体22aに対して取り付けることができるので薄型化が図れる。また、回路基板21の取り付けに際しては熱を加えて圧着するだけであるので組み立てが容易になる。その他、構造を簡単にできる、部品点数を少なくできるなど上述した他の実施の形態と同様な効果が得られる。
【0053】
(第4の実施の形態)
図4は、第4の実施の形態による回路基板の取付構造の断面図を示す。
【0054】
図3に示した電子機器の筐体62に相当する筐体32内に収容される回路基板31はその表面及び内部に配線及び部品を有する。筐体32に対する取付部である絶縁層34b裏面には配線及び部品は存在しない。
【0055】
絶縁層34bと反対側の表面には第1の配線35aが形成され、第2の配線35bと第3の配線35cの2層の配線は内層に形成され、これら各配線に接続する部品33a、33bが表面及び内部に実装されている。また、層間接続のためにビアホール38が形成され、このビアホール38に導電ペースト39が充填されている。
【0056】
各配線間を絶縁する絶縁層34(絶縁層34a、34bを含む)は熱可塑性樹脂でなる。
【0057】
このような回路基板31は、各層を順次積層させていくビルドアップ法、あるいは、各層を一括して積層する方法などで作製される。部品33aはチップ抵抗やチップコンデンサなどの受動部品であり、内部に実装されるものについては絶縁層34の成形時に絶縁層34内に埋め込まれる、あるいは各層の積層プレス時に上下の絶縁層34間で挟まれることで埋め込まれる。
【0058】
部品33bは例えば半導体チップであり、中空部37内に実装されている。例えば、先に絶縁層34b上の第3の配線35cに部品33bを実装した後、凹所を形成した絶縁層34aを絶縁層34bに重ねることで部品33bが中空部37に内蔵される。
【0059】
回路基板31の絶縁層34bは筐体32に対する取付部であり、絶縁層34b裏面を筐体32の側部内面に圧接させた状態で回路基板31を加熱すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層34bが軟化して接着性が生じ筐体32の側部内面に接着される。これにより、回路基板31は筐体32に固定され両者の一体的構造体が得られる。
【0060】
また、本実施の形態では、回路基板31の側端面に放熱体36が接着されている。放熱体36は例えば金属箔や金属板である。回路基板31の側端面に放熱体36を圧接させた状態で回路基板31を加熱して、熱可塑性樹脂でなる絶縁層34を軟化させて接着性をもたせることで放熱体36が接着される。また、放熱体36は筐体32の底部内面と接している。
【0061】
このような構成の本実施の形態においては、筐体32が例えばプラスチック材料でなり放熱性がそれほど優れていなくても、熱伝導性に優れた放熱体36に回路基板31からの熱を逃がして拡散させることができ、回路基板31の過熱を抑制することができる。
【0062】
なお、本実施の形態においても、筐体32との間に無駄な隙間を形成することなく回路基板31を筐体32に対して取り付けることができるので薄型化が図れる。また、回路基板31の取り付けに際しては熱を加えて圧着するだけであるので組み立てが容易になる。その他、構造を簡単にできる、部品点数を少なくできるなど上述した他の実施の形態と同様な効果が得られる。
【0063】
(第5の実施の形態)
図5は、第5の実施の形態による回路基板の取付構造の断面図を示す。
【0064】
図3に示した電子機器の筐体62に相当する筐体42内に収容される回路基板41は、内部に配線及び部品を有する。具体的には、第1の配線45aと第2の配線45bの2層の内層配線を有し、これら内層配線に接続する部品43a、43bを内蔵している。また、層間接続のためにビアホール48が形成され、このビアホール48に導電ペースト49が充填されている。
【0065】
各配線間を絶縁する絶縁層44(絶縁層44a、絶縁層44b、絶縁層44cを含む)は熱可塑性樹脂でなる。
【0066】
また、本実施の形態では放熱用ホール50が回路基板41内に形成され、その放熱用ホール50には伝熱材51が充填されている。伝熱材51は例えば導電ペーストである。放熱用ホール50の形成及び伝熱材51の充填工程は、上記ビアホール48の形成及び導電ペースト49の充填工程と同工程にて行うことができる。
【0067】
放熱用ホール50の一端側は、部品43aの電極部以外の部分や、部品43bが内蔵された中空部47に通じ、他端側は回路基板41の筐体42に対する取付部である絶縁層44c表面に通じている。したがって、伝熱材51を介して、部品43aの電極部以外の部分と筐体42の側部内面とがつながれ、更に、部品43bが内蔵された中空部47と筐体42の側部内面とがつながれている。伝熱材51は、各部品43a、43bの電極部や配線45a、45bとは接続されておらず回路基板41の回路としては機能しない。
【0068】
このような回路基板41は、各層を順次積層させていくビルドアップ法、あるいは、各層を一括して積層する方法などで作製される。部品43aはチップ抵抗やチップコンデンサなどの受動部品であり、絶縁層44の成形時に絶縁層44内に埋め込まれる、あるいは各層の積層プレス時に上下の絶縁層44間で挟まれることで埋め込まれる。
【0069】
部品43bは例えば半導体チップであり、中空部47内に実装されている。例えば、先に絶縁層44b上の第2の配線45bに部品43bを実装した後、凹所を形成した絶縁層44aを絶縁層44bに重ねることで部品43bが中空部47に内蔵される。
【0070】
筐体42に対する回路基板41の取付部である絶縁層44cを筐体42の側部内面に圧接させた状態で回路基板41を加熱すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層44cが軟化して接着性が生じ筐体42の側部内面に接着される。これにより、回路基板41は筐体42に固定され両者の一体的構造体が得られる。
【0071】
また、本実施の形態においては、熱可塑性樹脂でなる絶縁層44に比べて熱伝導性に優れた伝熱材51を介して、各部品43a、43bで発生する熱を筐体42の側部に逃がして拡散させることができ、部品43a、43bや回路基板41の過熱を抑制することができる。
【0072】
更に、放熱用ホール50及び伝熱材51が接続する筐体42の側部外側には、フィン42aが形成されて放熱面積を大きくしており、回路基板41から筐体42側部に伝熱した熱を効率良く放散させることができる。
【0073】
なお、本実施の形態においても、筐体42との間に無駄な隙間を形成することなく回路基板41を筐体42に対して取り付けることができるので薄型化が図れる。また、回路基板41の取り付けに際しては熱を加えて圧着するだけであるので組み立てが容易になる。その他、構造を簡単にできる、部品点数を少なくできるなど上述した他の実施の形態と同様な効果が得られる。
【0074】
(第6の実施の形態)
図6は、第6の実施の形態による回路基板の取付構造の断面図を示す。
【0075】
本実施の形態において、箱状の筐体54の底部内面に取り付けられる回路基板41は、内層に配線及び部品を有する。具体的には、第1の配線45aと第2の配線45bの2層の内層配線を有し、これら内層配線に接続する部品43a、43bを内蔵している。また、層間接続のためにビアホール48が形成され、このビアホール48に導電ペースト49が充填されている。
【0076】
各配線間を絶縁する絶縁層44(絶縁層44a、絶縁層44bを含む)は熱可塑性樹脂でなる。
【0077】
回路基板41は、各層を順次積層させていくビルドアップ法、あるいは、各層を一括して積層する方法などで作製される。部品43aはチップ抵抗やチップコンデンサなどの受動部品であり、絶縁層44の成形時に絶縁層44内に埋め込まれる、あるいは各層の積層プレス時に上下の絶縁層44間で挟まれることで埋め込まれる。
【0078】
部品43bは例えば半導体チップであり、中空部47内に実装されている。例えば、先に絶縁層44b上の第2の配線45bに部品43bを実装した後、凹所を形成した絶縁層44aを絶縁層44bに重ねることで部品43bが中空部47に内蔵される。
【0079】
筐体54に対する回路基板41の取付部である絶縁層44b裏面を筐体54の底部内面に圧接させた状態で回路基板41を加熱すると、熱可塑性樹脂でなる絶縁層44bが軟化して接着性が生じ筐体54の底部内面に接着される。これにより、回路基板41は筐体54に固定され両者の一体的構造体が得られる。
【0080】
また、回路基板41の表面には、L字形状の放熱体53の水平部が接着されている。放熱体53は例えば金属板である。回路基板41の表面に放熱体53の水平部を圧接させた状態で回路基板41を加熱して、熱可塑性樹脂でなる絶縁層44を軟化させて接着性をもたせることで放熱体53が接着される。
【0081】
また、本実施の形態では放熱用ホール50が回路基板41内に形成され、その放熱用ホール50には伝熱材51が充填されている。伝熱材51は例えば導電ペーストである。放熱用ホール50の形成及び伝熱材51の充填工程は、上記ビアホール48の形成及び導電ペースト49の充填工程と同工程にて行うことができる。
【0082】
放熱用ホール50の一端側は、部品43aの電極部以外の部分や、部品43bが内蔵された中空部47に通じ、他端側は回路基板41表面に接着された放熱体53に通じている。したがって、伝熱材51を介して、部品43aの電極部以外の部分と放熱体53とがつながれ、更に、部品43bが内蔵された中空部47と放熱体53とがつながれている。伝熱材51は、各部品43a、43bの電極部や配線45a、45bとは接続されておらず回路基板41の回路としては機能しない。
【0083】
放熱体53の垂直部は筐体54の側部に設けられた示温材55と接している。したがって、回路基板41の内部で発生した熱は、放熱用ホール50に充填された伝熱材51と、この伝熱材51に接続する放熱体53を介して示温材55へと伝熱可能となっている。
【0084】
示温材55は、例えば、金属錯塩結晶などの示温顔料を混合した樹脂材料であり、金型内で筐体54の材料が半硬化の状態で示温材55を注入して筐体54と一体成形される。あるいは、例えば日油技研工業株式会社製のサーモラベル(商品名)を示温材として用いて、これを示温材55の代わりに筐体54の側部外面に貼り付けてもよい。
【0085】
本実施の形態では、熱可塑性樹脂でなる絶縁層44に比べて熱伝導性に優れた伝熱材51を介して、各部品43a、43bで発生する熱を放熱体53及び筐体54に逃がして拡散させることができ、部品43a、43bや回路基板41の過熱を抑制することができる。
【0086】
更に、放熱体53からの伝熱を受けて温度が上昇することで変色する示温材55によって、筐体54の過熱を使用者などに視覚的に認識させて注意を促すことができる。あるいは、部品43a、43bや回路基板41の過熱を判断する指標としても利用でき、故障や誤動作の起こる前に電子機器の動作を一時休止させるなどの対策をとることができる。
【0087】
また、放熱体53をL字形状にすることで、回路基板41からの熱を筐体54の側部へと伝熱するようにしたので、示温材55の変色を筐体54の底部ではなく側部という視認可能な位置にて確認できる。
【0088】
なお、本実施の形態においても、筐体54との間に無駄な隙間を形成することなく回路基板41を筐体54に対して取り付けることができるので薄型化が図れる。また、回路基板41の取り付けに際しては熱を加えて圧着するだけであるので組み立てが容易になる。その他、構造を簡単にできる、部品点数を少なくできるなど上述した他の実施の形態と同様な効果が得られる。
【0089】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0090】
上記各実施の形態の回路基板において、少なくとも筐体に対する取付部が熱可塑性樹脂で構成されていればよく、取付部以外の部分は熱硬化性樹脂などであってもよい。
【0091】
上記各実施の形態において、各回路基板に形成される配線は単層であってもよいし、あるいは上記各実施の形態で示した層数以上であってもよい。なお、配線材料としては例えば銅や銀、金、アルミニウムなどの金属が用いられる。
【0092】
回路基板は、リジッド構造、フレキシブル構造、フレキシブル構造とリジッド構造が複合されたものを用いることができる。
【0093】
上記各実施の形態において、凹所を形成した絶縁層を部品23b、33b、43bに重ねることで部品23b、33b、43bは、それぞれ中空部27、37、47に内蔵されるとしたが、これに限らず、部品23b、33b、43bの平面寸法とほぼ同じかわずかに大きい貫通孔を形成した絶縁層を、その貫通孔を部品23b、33b、43b位置に対応させて重ねることで、絶縁層中に部品23b、33b、43bを内蔵させるようにしてもよい。
【0094】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、筐体内に収容される回路基板のうち少なくとも筐体に対する取付部が熱可塑性樹脂でなり、その取付部を筐体内面に直接接触させ熱可塑性樹脂を接着させたので、筐体と回路基板との間の無効空間をなくせ電子機器の薄型化を図れる。また、筐体を通じて、回路基板で発生する熱が放散しやすくなり、回路基板や部品の過熱を抑制して信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による電子機器において上側の筐体を外した状態の斜視図である。
【図2】本発明の第3の実施の形態による回路基板の取付構造を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態による電子機器の部分破断斜視図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態による回路基板の取付構造を示す断面図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態による回路基板の取付構造を示す断面図である。
【図6】本発明の第6の実施の形態による回路基板の取付構造を示す断面図である。
【図7】従来例の電子機器の分解斜視図である。
【符号の説明】
10…電子機器、11…回路基板、12a,12b…筐体、13a,13b…部品、14…絶縁層、21…回路基板、22a,22b…筐体、23a,23b…部品、24…絶縁層、25a,25b…配線、26…放熱体、31…回路基板、32…筐体、33a,33b…部品、34…絶縁層、35a,35b,35c…配線、36…放熱体、41…回路基板、42…筐体、43a,43b…部品、44…絶縁層、45a,45b…配線、50…放熱用ホール、51…伝熱材、53…放熱体、54…筐体、55…示温材、60…電子機器、61…回路基板、62…筐体、63a〜63c…部品、64…絶縁層。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure of a circuit board to a housing and an electronic device employing the mounting structure, and more particularly, to a circuit board utilizing the adhesiveness of a thermoplastic resin used as an insulating layer of the circuit board. The present invention relates to a mounting structure of a circuit board mounted on a housing and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In general, an electronic device has a circuit board built in a housing, and a mounting structure of the circuit board is disclosed in, for example, Patent Document 1.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-244645 A
[0004]
This will be described with reference to FIG. 7. A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional example, a gap is formed between the inner surface of the bottom of the housing 3 and the circuit board 5 by the height of the
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a circuit board mounting structure and an electronic device capable of mounting a circuit board to a housing without generating useless space. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the circuit board mounting structure of the present invention, at least the mounting portion of the circuit board housed in the housing to the housing is made of a thermoplastic resin, and the mounting portion is brought into direct contact with the inner surface of the housing to adhere the thermoplastic resin. Was.
[0008]
As a result, the circuit board and the housing are in close contact with each other to form an integral structure, eliminating the ineffective space between the housing and the circuit board, and further separating the circuit board and the housing separately for the next step. Instead of supplying, it can be supplied as an integrated structure, and assembling workability is improved.
[0009]
As a method of bonding the mounting portion made of a thermoplastic resin, thermocompression bonding in which the mounting portion is heated while being pressed against the housing, plasma compression bonding in which the mounting portion is pressed against the housing in a plasma atmosphere, or the like is used. be able to.
[0010]
Further, in the circuit board mounting structure of the present invention, the circuit board is provided with a heat radiating hole facing the mounting portion from the inner layer, and the heat radiating hole is filled with a heat transfer material.
[0011]
Thus, a heat dissipation path is provided that allows heat inside the circuit board to escape to the housing via the heat transfer material. The heat transmitted to the housing is diffused by the housing and radiated outside the housing.
[0012]
As a configuration of the heat radiation path, for example, a conductive paste in which metal particles or the like are dispersed in a binder resin is filled as a heat transfer material in a heat radiation hole by a printing method or the like, or a metal is deposited by plating a heat radiation hole. Or a structure in which a heat transfer material such as carbon is filled in a heat dissipation hole by a printing method or the like.
[0013]
In the circuit board mounting structure of the present invention, a heat radiator is provided in a portion other than the mounting portion of the circuit board, and the heat radiator is connected to the inner surface of the housing.
[0014]
Thereby, the heat generated from the circuit board can be diffused to the radiator, thereby suppressing overheating of the circuit board. As the radiator, it is preferable to use a plate-shaped metal, a foil-shaped metal, or a material having high thermal conductivity such as a graphite sheet for converting a polymer film into graphite by thermal decomposition.
[0015]
Further, a conductive heat radiator such as a metal can provide an electromagnetic shielding effect of protecting the circuit board from external electromagnetic noise or blocking electromagnetic noise radiated from the circuit board to the outside. If the housing itself is made of a material having excellent thermal conductivity such as metal and the mounting portion of the circuit board is brought into contact with the housing, the housing itself also functions as a heat radiator.
[0016]
If a water cooling jacket or the like having a cooling liquid circulation tube built therein is used as the radiator, a remarkable effect of suppressing overheating of the circuit board can be obtained. In this case, a small pump for circulating the cooling liquid, a tank for supplying the cooling liquid, and the like are provided in the housing together with the water cooling jacket.
[0017]
Further, in the circuit board mounting structure of the present invention, a portion of the housing to which the heat radiator is connected is formed of a temperature indicating material that changes color by receiving heat.
[0018]
The temperature indicating material is a substance that causes a clear discoloration in appearance at a specific temperature, or a label coated with the substance, and by observing the discoloration state, the circuit board and the user are visually recognized by the user. This can call attention to a rise in the temperature of the housing.
[0019]
For example, a metal complex salt whose crystal form changes according to temperature and thus the hue varies depending on the temperature, a helical cholesteric liquid crystal body whose helical pitch varies depending on the temperature, a leuco dye, an electron accepting substance, and a thermofusible substance whose hue changes with electron transfer And the like are examples of the temperature indicating material.
[0020]
Further, as the temperature indicating material, there is an irreversible material that does not return to its original state when the color changes at a certain temperature, and a reversible material that changes the color any number of times according to the temperature change, and either can be used. . With a reversible temperature indicator, the user can be notified that the temperature has dropped from a high temperature state to a safe temperature.
[0021]
Further, in the circuit board mounting structure of the present invention, the circuit board is provided with a heat radiating hole facing the heat radiator from its inner layer, and the heat radiating hole is filled with the heat transfer material.
[0022]
Thereby, the heat inside the circuit board can be released to the radiator through the heat transfer material, and overheating of the circuit board can be suppressed.
[0023]
Further, an electronic apparatus of the present invention includes a housing and a circuit board housed in the housing, and the circuit board is mounted on the housing by the above-described mounting structure.
[0024]
As a result, the circuit board and the housing are in close contact with each other to form an integral structure, so that an ineffective space between the housing and the circuit board can be eliminated, and the electronic device can be made thinner.
[0025]
In the present invention, the electronic device includes, in addition to the circuit board, for example, an input device that supplies an input signal to the circuit board, an output device that receives an output of the circuit board, and more specifically, a notebook computer, a mobile phone, and the like. , A PDA (Personal Digital Assistant), a portable audio device, a digital still camera, a video camera, and the like.
[0026]
Examples of the thermoplastic resin include a liquid crystal polymer, polyetheretherketone, polysulfone, polyetherimide, polyphenylether, polyethylene, polypropylene, polyester, and polytetrafluoroethylene. The resin is not limited to a single resin, but may be a resin composite composed of a plurality of resins, or a resin obtained by adding a filler or an additive to the above resin.
[0027]
Examples of the material of the housing include a plastic material such as polycarbonate, ABS resin, fiber-reinforced plastic (FRP), biodegradable plastic, a metal material such as aluminum and magnesium, and a plastic composite made of a plurality of plastic materials. Examples include alloys made of metal materials, composites of plastic and metal, and the like.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a circuit board mounting structure according to a first embodiment of the present invention and an electronic device employing the mounting structure.
[0030]
The electronic device 10 according to the present embodiment is, for example, a communication card mounted on an information processing device and transmitting and receiving data. The electronic device 10 includes a pair of flat box-shaped housings 12a and 12b, and a
[0031]
The
[0032]
No components are mounted on the back surface of the
[0033]
The material of the housing 12a is resin, metal, ceramic, or the like. Since the back surface of the insulating layer 14 of the
[0034]
According to the present embodiment, the
[0035]
In addition, when the
[0036]
Furthermore, since the
[0037]
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a circuit board mounting structure according to a second embodiment and an electronic device employing the mounting structure.
[0038]
The electronic device 60 in the present embodiment is, for example, a repeater that performs a process of relaying data between networks. The electronic device 60 includes a box-shaped housing 62 and a
[0039]
The electronic device 60 is placed vertically, and the
[0040]
No components are mounted on the back surface of the
[0041]
Also in the present embodiment, the
[0042]
In addition, when the
[0043]
Furthermore, since the
[0044]
(Third embodiment)
FIG. 2 is a sectional view of a circuit board mounting structure according to a third embodiment.
[0045]
The
[0046]
The insulating layer 24 (including the insulating
[0047]
Such a circuit board 21 is manufactured by a build-up method in which the respective layers are sequentially stacked, a method in which the respective layers are collectively stacked, or the like. The
[0048]
The
[0049]
The insulating
[0050]
Further, a
[0051]
In the present embodiment having such a configuration, even if the
[0052]
Also in the present embodiment, the circuit board 21 can be attached to the
[0053]
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a sectional view of a circuit board mounting structure according to a fourth embodiment.
[0054]
The circuit board 31 housed in the housing 32 corresponding to the housing 62 of the electronic device shown in FIG. 3 has wiring and components on its surface and inside. There are no wires or components on the back surface of the insulating
[0055]
A
[0056]
The insulating layer 34 (including the insulating
[0057]
Such a circuit board 31 is manufactured by a build-up method in which each layer is sequentially stacked, a method in which each layer is collectively stacked, or the like. The
[0058]
The
[0059]
The insulating
[0060]
Further, in the present embodiment, the heat radiator 36 is bonded to the side end surface of the circuit board 31. The radiator 36 is, for example, a metal foil or a metal plate. The circuit board 31 is heated in a state where the heat radiator 36 is pressed against the side end surface of the circuit board 31 to soften the insulating
[0061]
In the present embodiment having such a configuration, even if the housing 32 is made of, for example, a plastic material and the heat dissipation is not so excellent, the heat from the circuit board 31 is released to the heat radiator 36 having excellent heat conductivity. It can be diffused, and overheating of the circuit board 31 can be suppressed.
[0062]
Also in the present embodiment, the circuit board 31 can be attached to the housing 32 without forming a useless gap between the circuit board 31 and the housing 32, so that the thickness can be reduced. In addition, when the circuit board 31 is attached, it is only necessary to apply heat and crimp, so that the assembly becomes easy. In addition, effects similar to those of the other embodiments described above can be obtained, for example, the structure can be simplified and the number of parts can be reduced.
[0063]
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a sectional view of a circuit board mounting structure according to a fifth embodiment.
[0064]
The
[0065]
The insulating layer 44 (including the insulating
[0066]
Further, in the present embodiment, the
[0067]
One end of the
[0068]
Such a
[0069]
The
[0070]
When the
[0071]
Further, in the present embodiment, heat generated in each of the
[0072]
Further,
[0073]
Also in the present embodiment, the
[0074]
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a sectional view of a circuit board mounting structure according to a sixth embodiment.
[0075]
In the present embodiment, the
[0076]
The insulating layer 44 (including the insulating
[0077]
The
[0078]
The
[0079]
When the
[0080]
A horizontal portion of an L-shaped radiator 53 is adhered to the surface of the
[0081]
Further, in the present embodiment, the
[0082]
One end of the
[0083]
The vertical portion of the heat radiator 53 is in contact with a
[0084]
The
[0085]
In the present embodiment, heat generated in each of the
[0086]
Furthermore, the user can visually recognize the overheating of the
[0087]
Further, since the heat radiator 53 is formed in an L-shape, the heat from the
[0088]
Also in the present embodiment, the
[0089]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is, of course, not limited to these, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0090]
In the circuit board of each of the above-described embodiments, at least the attachment portion to the housing may be made of a thermoplastic resin, and the portion other than the attachment portion may be a thermosetting resin or the like.
[0091]
In each of the above embodiments, the wiring formed on each circuit board may be a single layer, or may be more than the number of layers shown in each of the above embodiments. As the wiring material, for example, a metal such as copper, silver, gold, or aluminum is used.
[0092]
As the circuit board, a rigid structure, a flexible structure, or a combination of a flexible structure and a rigid structure can be used.
[0093]
In each of the above embodiments, the
[0094]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least the mounting portion of the circuit board housed in the housing to the housing is made of a thermoplastic resin, and the mounting portion is brought into direct contact with the inner surface of the housing to bond the thermoplastic resin. As a result, an ineffective space between the housing and the circuit board can be eliminated, and the electronic device can be made thinner. Further, heat generated in the circuit board is easily dissipated through the housing, and overheating of the circuit board and components can be suppressed, and reliability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exemplary perspective view of an electronic device according to a first embodiment of the present invention with an upper housing removed;
FIG. 2 is a sectional view showing a circuit board mounting structure according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partially broken perspective view of an electronic device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a circuit board mounting structure according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a circuit board mounting structure according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view illustrating a circuit board mounting structure according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a conventional electronic device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electronic equipment, 11 ... Circuit board, 12a, 12b ... Case, 13a, 13b ... Parts, 14 ... Insulation layer, 21 ... Circuit board, 22a, 22b ... Case, 23a, 23b ... Parts, 24 ... Insulation layer , 25a, 25b wiring, 26 radiator, 31 circuit board, 32 housing, 33a, 33b parts, 34 insulating layer, 35a, 35b, 35c wiring, 36 radiator, 41 circuit board , 42 ... housing, 43a, 43b ... parts, 44 ... insulating layer, 45a, 45b ... wiring, 50 ... heat dissipation hole, 51 ... heat transfer material, 53 ... heat radiator, 54 ... housing, 55 ... temperature indicating material, Reference numeral 60 denotes an electronic device, 61 denotes a circuit board, 62 denotes a housing, 63a to 63c denotes components, and 64 denotes an insulating layer.
Claims (6)
前記回路基板のうち少なくとも前記筐体に対する取付部が熱可塑性樹脂でなり、
前記取付部を前記筐体内面に直接接触させ、前記熱可塑性樹脂を接着させる
ことを特徴とする回路基板の取付構造。A mounting structure for a circuit board housed in a housing,
At least the mounting portion for the housing of the circuit board is made of a thermoplastic resin,
A mounting structure for a circuit board, wherein the mounting portion is brought into direct contact with the inner surface of the housing to bond the thermoplastic resin.
ことを特徴とする請求項1に記載の回路基板の取付構造。2. The mounting structure for a circuit board according to claim 1, wherein a heat-dissipating hole facing the mounting portion from an inner layer is provided in the circuit board, and the heat-dissipating hole is filled with a heat transfer material.
ことを特徴とする請求項1に記載の回路基板の取付構造。The circuit board mounting structure according to claim 1, wherein a heat radiator is provided in a portion of the circuit board other than the mounting portion, and the heat radiator is connected to the inner surface of the housing.
ことを特徴とする請求項3に記載の回路基板の取付構造。The circuit board mounting structure according to claim 3, wherein a portion of the housing to which the heat radiator is connected is formed of a temperature indicating material that changes color by receiving heat.
ことを特徴とする請求項3に記載の回路基板の取付構造。4. The mounting structure for a circuit board according to claim 3, wherein the circuit board has a heat dissipation hole facing the heat radiator from an inner layer thereof, and the heat dissipation hole is filled with a heat transfer material.
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- 2003-01-27 JP JP2003017472A patent/JP2004228496A/en active Pending
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