JP2007095808A - 電子デバイスモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 ＥＳＤ対策を従来より強化した電子デバイスモジュールを提供する。
【解決手段】 パネルのドライバと、システムボードのＭＰＵとは、内部電子回路のグランドＧ_１によって接続している。また、上側フレームに設けられたフレームグランドと、パネルと、下側フレームに設けられたフレームグランドとは、グランドＧ_２によって接続している。一方、グランドＧ_１と、給電コネクタのグランドとの間にはフィルタが設けられていて交流電気的に隔離されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子デバイスモジュールに関し、特に、ＥＳＤ対策が施された電子デバイスモジュールに関する。

ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ハードディスクのヘッド、液晶、レーザダイオード、青色ダイオードおよび化合物高周波デバイスなどの最新の電子デバイスは、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，静電放電）に曝されることによって、集積回路内に損傷を受けやすい。ここで、ＥＳＤとは、帯電した導電性の物体（例えば、人体）が他の導電性の物体（例えば、電子機器）に接触、または、十分に接近することによって激しい放電が起こることを言う。ＥＳＤにより放電が発生したときに電子デバイスに損傷が生じる。

ＥＳＤは、例えば、電子デバイスに接触した装置や人間からの静電気によって引き起こされ、通常、数百Ｖ〜数千Ｖ程度の電圧を有する。一方、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの集積回路で使用されているゲート絶縁膜は、１００Ｖ程度の電圧でブレークダウンする。したがって、高電圧を電子デバイスに近づけることは避けなければならない。

ところで、携帯用情報機器などの高性能化には、半導体チップなどの電子デバイスを高密度に集積するために、電子デバイスと配線基板を一体化した電子デバイスモジュールが必要となる。しかしながら、従来の電子デバイスモジュールにおいては、フレームの内側と外側に、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，電磁波障害）対策用に導電材を設けた部分が存在するものの、この導電材はどこにも接続されていないか、または、システムボードやＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ，フレキシブルプリント配線板）などの内部回路基板のグランドに接続されているに過ぎなかった。

図４は、従来の電子デバイスモジュールの断面図であり、折り畳み式携帯電話機を示している。図４において、符号４１はシステムボード、符号４２は画像表示を行うパネル、符号４３は給電コネクタである。符号４４，４５は、導電塗料などの導電材を上側フレーム４６に塗布して形成したフレームグランドである。また、符号４７，４８は、下側フレーム４９に導電材を塗布して形成したフレームグランドである。

図４に示すように、フレームグランド４４とシステムボード４１は導電ネジ５０によって接続されており、システムボード４１とフレームグランド４５は導電ネジ５１によって接続されている。また、システムボード４１のＭＰＵ（図示せず）は、パネル４２のドライバ（図示せず）にＦＰＣを介して接続し、さらに、パネル４２は給電コネクタ４３に接続している。しかし、フレームグランド４７，４８はどこにも接続されていない。

図５は、図４の電子デバイスモジュールについて、その電気的な接続の様子を示す図である。

図５に示すように、上側フレームに設けられたフレームグランドと、パネルのドライバのグランドと、システムボードのＭＰＵのグランドとは、１つの共通グランドＧによって電気的に接続している。しかし、下側フレームに設けられたフレームグランドは、どこにも接続されておらず、電気的にフリーの状態となっている。

さらに、図６は、従来の電子デバイスモジュールの他の例であり、スライド式携帯電話機を示している。符号６１は上側フレーム６２に設けられたシステムボード、符号６３は下側フレーム６４に設けられたシステムボード、符号６５はパネル、符号６６は非導電性のスライドレール、符号６７は給電コネクタである。符号６８，６９は、導電塗料などの導電材を上側フレーム６２に塗布して形成したフレームグランドである。また、符号７０，７１は、下側フレーム６４に導電材を塗布して形成したフレームグランドである。

図６では、フレームグランド６８とシステムボード６１は、導電ネジ７２によって接続されている。また、フレームグランド７０とシステムボード６３も、導電ネジ７３によって接続されている。しかし、フレームグランド６９，７１は、どこにも接続されておらず、フリーの状態となっている。また、パネル６５のドライバ（図示せず）は、システムボード６３のＭＰＵ（図示せず）にＦＰＣを介して接続し、このＭＰＵはシステムボード６１のＭＰＵ（図示せず）にＦＰＣを介して接続し、さらに、システムボード６１は給電コネクタ６７に接続している。

上記例のように、導電材がどこにも接続されていないか、または、接続されていてもシステムボードやＦＰＣなどの内部回路基板のグランドに接続されているに過ぎない場合、電子デバイスがＥＳＤに曝されると、電子デバイス内の集積回路のグランド電位が変動して、ＭＰＵやＬＣＤドライバなどに破壊や誤動作が起こることがある。

また、図４および６に示すように、従来の電子デバイスでは、表示部分であるパネル，４２，６５に対してＥＳＤ対策が採られていなかった。

さらに、電子デバイスの集積度が高くなるにしたがって、ＥＳＤに対する耐性を総合的に向上させる必要がある。具体的には、ＥＳＤによって集積回路が破壊するには至らないまでも、誤動作が生じるなどの事態とならないよう対策を講じることが急務となっている。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、ＥＳＤ対策を従来より強化した電子デバイスモジュールを提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、内部にシステムボードおよびこのシステムボードに接続する給電コネクタを備えるとともに、内面に第１の導電材が設けられた第１のフレームと、この第１のフレームに隣接し、内部にパネルを備えるとともに、内面に第２の導電材が設けられた第２のフレームと、システムボードのグランドと、パネルに設けられたドライバのグランドとを接続する第１の共通グランドと、第１の導電材と、第２の導電材と、パネルに設けられた導電層とを接続する第２の共通グランドと、給電コネクタが接続される第３の共通グランドとを有する電子デバイスモジュールであって、第１の共通グランドと第３の共通グランドとは交流電気的に隔離されており、第２の共通グランドは、第３の共通グランドに接続していることを特徴とするものである。

上記第１の態様において、第１の共通グランドと第３の共通グランドの間には、ＬＣフィルタを設けることができる。また、導電層は反射層とすることができる。

本発明の第２の態様は、内部に第１のシステムボードおよびこの第１のシステムボードに接続する給電コネクタを備えるとともに、内面に第１の導電材が設けられた第１のフレームと、この第１のフレームに隣接し、内部にパネルおよび第２のシステムボードを備えるとともに、内面に第２の導電材が設けられた第２のフレームと、第１のシステムボードのグランド、第２のシステムボードのグランドおよびパネルに設けられたドライバのグランドを接続する第１の共通グランドと、第１の導電材と、第２の導電材と、パネルに設けられた導電層とを接続する第２の共通グランドと、給電コネクタが接続する第３の共通グランドとを有する電子デバイスモジュールであって、第１の共通グランドと第３の共通グランドとは交流電気的に隔離されており、第２の共通グランドは、第３の共通グランドに接続していることを特徴とするものである。

上記第２の態様においては、第１のフレームと第２のフレームを導電性部材によって接続し、第１の導電材と第２の導電材をこの導電性部材を介して接続することができる。

本発明によれば、第２の共通グランドがパネルの導電層に接続しているので、パネルに溜まった静電気を積極的に外部に排出することができる。また、第１の共通グランドは第３の共通グランドと交流電気的に隔離されているので、電子デバイスがＥＳＤに曝された場合であっても、電子デバイス内の集積回路のグランド電位の変動を抑制して、ＭＰＵやＬＣＤドライバなどに誤動作が起こるのを防ぐことができる。

また、本発明によれば、第１の共通グランドと第３の共通グランドがＬＣフィルタで接続されているので、静電気ノイズを確実に除去することができる。

さらに、本発明によれば、パネルの導電層をドライバに接続されていない反射層とすることで、電子デバイス内のグランド回路のグランド電位の変動を抑制して、ＭＰＵやＬＣＤドライバなどに誤動作が起こるのを防ぐことができる。

実施の形態１．
電子デバイスをＥＳＤによる損傷や誤動作から保護するには、電圧がデバイスに損傷を与える前に、デバイスの動作を妨げないようにしてＥＳＤ電流を排出すればよい。

図１は、本実施の形態による電子デバイスモジュールの断面図であり、折り畳み式携帯電話機を示している。符号１はシステムボード、符号２はパネル、符号３は給電コネクタである。また、符号４，５は、導電塗料などの導電材を上側フレーム６の内面に塗布して形成したフレームグランド（第１の導電材）である。さらに、符号７，８は、下側フレーム９の内面に導電材を塗布して形成したフレームグランド（第２の導電材）である。

また、図２は、図１の電子デバイスモジュールについて、その電気的な接続の様子を示す図である。

図２に示すように、パネルのドライバのグランドと、システムボードのＭＰＵのグランドとは、内部電子回路のグランドＧ_１（第１の共通グランド）によって電気的に接続している。図１では、システムボード１のＭＰＵのグランド（図示せず）は、パネル２のドライバのグランド（図示せず）に接続している。また、給電コネクタに接続されるグランド（第３の共通グランド）は、ＬＣフィルタ１１を介してシステムボード１のＭＰＵのグランドと接続している。

また、図２で、上側フレームに設けられたフレームグランドと、パネルの導電層の反射層（図２の点線部）と、下側フレームに設けられたフレームグランドとは、グランドＧ_２（第２の共通グランド）によって接続している。ここで、グランドＧ_２は、本発明によって新たに設けられた共通グランドである。従来の電子デバイスモジュールでは、パネルに溜まった静電気はドライバを介して排出されるのみであった。これに対して、本実施の形態によれば、パネルの反射層をグランドとし、フレームやパネルに溜まった静電気を給電コネクタ３を介して積極的に外部に排出することができる。

また、図１では、フレームグランド８はフレームグランド４に導電性部材１２を介して接続され、さらに、フレームグランド４は、給電コネクタ３に接続している。そして、フレームグランド５は、給電コネクタ３に接続している。このように、従来の電子デバイスモジュールでは未接続であったフレームグランドを互いに接続した上で、これらを給電コネクタに接続しているので、電子デバイスがＥＳＤに曝された場合であっても、電子デバイス内の集積回路の接地電位の変動を抑制して、ＭＰＵやＬＣＤドライバなどに誤動作が起こるのを防ぐことができる。

グランドＧ_１とグランドＧ_２とは別系統とする。本実施の形態においては、パネル２にグランドＧ_１とグランドＧ_２が接続しているので、パネル２に導電性の反射層１０を設け、反射層１０にグランドＧ_２を接続している。また、グランドＧ_１と、給電コネクタ３のグランドＧ_３との間には、フィルタ１１を設けて、これらを交流電気的に隔離する。ここで、フィルタ１１としては、高周波で高インピーダンスを実現するインダクタを基本としたＬＣフィルタなどを用いることができる。

グランドＧ_２は、給電コネクタ３のグランドと直接的に導通している。そして、グランドＧ_１とグランドＧ_２は、給電コネクタ３の部分においてのみ直流（ＤＣ）電気的に０Ωで接続しており、これらは、ＤＣ的に同じ電位となるように構成されている。尚、上述したように、フィルタ１１が設けられていることによって、グランドＧ_１とグランドＧ_２はＡＣ的には隔離されている。グランドＧ_１とグランドＧ_３とを交流電気的に隔離したことによって、ノイズ等の周波数成分を持つ信号は流れず、電源信号のような直流（ＤＣ）信号のみが流れることになる。したがって、ＬＳＩ等の電子デバイスに接続されるグランドＧ_１には、静電気等のノイズ信号が流れなくなり、電子デバイスを破壊することがなくなる。

尚、本実施の形態において、パネルの反射層が設けられている側とは反対の側に、透明な導電層を設ける場合には、フレームの外側でパネルの周辺部に、導電枠などの形状を有するフレームグランドを形成し、これをフレーム内部のフレームグランドと導電ネジなどによって電気的に接続することができる。この場合、フレーム内部のフレームグランドは、図１に示すと同様にしてグランドＧ_２に接続させることができる。

以上述べたように、本実施の形態によれば、内部の電子回路、すなわち、ＣＰＵのグランドとドライバのグランドを接続するグランドＧ_１とは別にグランドＧ_２を設け、フレームグランドに接続するグランドＧ_２をパネルにも接続することによって、パネルに溜まった静電気を積極的に外部に排出することができる。また、グランドＧ_２を給電コネクタに接続しているので、電子デバイスがＥＳＤに曝された場合であっても、電子デバイス内の集積回路のグランド電位の変動を抑制している。特に、グランドＧ_３とグランドＧ_１をＬＣフィルタを介して接続しているので、ノイズがグランドＧ_１側に進入するのを防止して、ＭＰＵやＬＣＤドライバなどに誤動作が起こるのを防ぐことができる。

実施の形態２．
図３は、本実施の形態による電子デバイスモジュールの断面図であり、スライド式携帯電話機を示している。符号２１は上側フレーム２２に設けられたシステムボード、符号２３は下側フレーム２４に設けられたシステムボード、符号２５はパネル、符号２６は導電性のスライドレール、符号２７は給電コネクタである。また、符号２８，２９は、導電塗料などの導電材を上側フレーム２２の内面に塗布して形成したフレームグランド（第１の導電材）である。さらに、符号３０，３１は、下側フレーム２４の内面に導電材を塗布して形成したフレームグランド（第２の導電材）である。

図３に示すように、パネル２５のドライバ（図示せず）は、システムボード２３のＭＰＵ（図示せず）に接続し、このＭＰＵはシステムボード２１のＭＰＵ（図示せず）に接続し、さらに、システムボード２１は、ＬＣフィルタ等のフィルタ３３を介して給電コネクタ２７に接続している。また、ドライバのグランドと、システムボード２３のＭＰＵのグランドと、システムボード２１のＭＰＵのグランドとは、グランドＧ_４（第１の共通グランド）に接続されている。

一方、フレームグランド３０は、パネル２５の導電性の反射層３２とフレームグランド３１に、下側フレーム内で接続している。また、フレームグランド３０は、上側フレーム内のフレームグランド２９に、導電性部材であるスライドレール２６を介して接続している。そして、フレームグランド２９は、給電コネクタに接続されているグランドＧ_６（第３の共通グランド）に接続している。また、フレームグランド２８は、グランドＧ_６に接続している。反射層３２とフレームグランド２８，２９，３０，３１を接続するのは、グランドＧ_５（第２の共通グランド）であり、本実施の形態においては、このグランドＧ_５を設けたことを特徴としている。

本実施の形態においては、グランドＧ_４とグランドＧ_５とを別系統とする。したがって、グランドＧ_４とグランドＧ_５とを導電ネジなどによって直接的に接続することはしない。すなわち、グランドＧ_４とグランドＧ_５は、グランドＧ_６、さらにはフィルタ３３を介して接続されている。このようにすることによって、外側のフレームやパネルに静電気ノイズ等が入っても、ＬＳＩ等の電子デバイスに静電気ノイズが入ることはないので、電子デバイスが破壊されるのを防ぐことができる。

グランドＧ_５は、給電コネクタ２７のグランドＧ_６と直接的に導通している。そして、グランドＧ_４とグランドＧ_５は、給電コネクタ２７の部分においてのみＤＣ電気的に０Ωで接続しており、これらは、ＤＣ的に同じ電位となるように構成されている。

以上述べたように、本実施の形態によれば、ＣＰＵやドライバのグランドに繋がるグランドＧ_４とは別にグランドＧ_５を設け、グランドＧ_４とグランドＧ_５とを交流電気的に隔離しているので、電子デバイスがＥＳＤに曝された場合であっても、電子デバイス内の集積回路のグランド電位の変動を抑制して、ＭＰＵやＬＣＤドライバなどに誤動作が起こるのを防ぐことができる。

実施の形態１による電子デバイスモジュールの断面図である。 図１の電子デバイスモジュールの電気的な接続の様子を示す図である。 実施の形態２による電子デバイスモジュールの断面図である。 従来の電子デバイスモジュールの断面図である。 図４の電子デバイスモジュールの電気的な接続の様子を示す図である。 従来の他の電子デバイスモジュールの断面図である。

符号の説明

１，２１，２３，４１，６１，６３ システムボード
２，２５，４２，６５ パネル
３，２７，４３，６７ 給電コネクタ
４，５，７，８，２８，２９，３０，３１，４４，４５，４７，４８，６８，６９，７０，７１ フレームグランド
６，２２，４６，６２ 上部フレーム
９，２４，４９，６４ 下部フレーム
１０，３２ 反射層
１１，３３ フィルタ
２６，６６ スライドレール
５０，５１，７２，７３ 導電ネジ

Claims (5)

1. 内部にシステムボードおよび該システムボードに接続する給電コネクタを備えるとともに、内面に第１の導電材が設けられた第１のフレームと、
   前記第１のフレームに隣接し、内部にパネルを備えるとともに、内面に第２の導電材が設けられた第２のフレームと、
   前記システムボードのグランドと、前記パネルに設けられたドライバのグランドとを接続する第１の共通グランドと、
   前記第１の導電材と、前記第２の導電材と、前記パネルに設けられた導電層とを接続する第２の共通グランドと、
   前記給電コネクタが接続される第３の共通グランドとを有する電子デバイスモジュールであって、
   前記第１の共通グランドと前記第３の共通グランドとは交流電気的に隔離されており、
   前記第２の共通グランドは、前記第３の共通グランドに接続していることを特徴とする電子デバイスモジュール。
2. 前記第１の共通グランドと前記第３の共通グランドの間にはＬＣフィルタが設けられている請求項１に記載の電子デバイスモジュール。
3. 前記導電層は反射層である請求項１または２に記載の電子デバイスモジュール。
4. 内部に第１のシステムボードおよび該第１のシステムボードに接続する給電コネクタを備えるとともに、内面に第１の導電材が設けられた第１のフレームと、
   前記第１のフレームに隣接し、内部にパネルおよび第２のシステムボードを備えるとともに、内面に第２の導電材が設けられた第２のフレームと、
   前記第１のシステムボードのグランド、前記第２のシステムボードのグランドおよび前記パネルに設けられたドライバのグランドを接続する第１の共通グランドと、
   前記第１の導電材と、前記第２の導電材と、前記パネルに設けられた導電層とを接続する第２の共通グランドと、
   前記給電コネクタが接続する第３の共通グランドとを有する電子デバイスモジュールであって、
   前記第１の共通グランドと前記第３の共通グランドとは交流電気的に隔離されており、
   前記第２の共通グランドは、前記第３の共通グランドに接続していることを特徴とする電子デバイスモジュール。
5. 前記第１のフレームと前記第２のフレームは、導電性部材によって接続されていて、
   前記第１の導電材と前記第２の導電材は、前記導電性部材を介して接続している請求項４に記載の電子デバイスモジュール。
   

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