JP2007250901A

JP2007250901A - 回路基板、移動通信端末

Info

Publication number: JP2007250901A
Application number: JP2006073355A
Authority: JP
Inventors: Yasusuke Watanabe; 庸介渡邊
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】高発熱体を複数個内蔵する移動通信端末の回路基板において、従来の構造に対して特別な放熱機構を設置することによる大幅なコストアップ等を招くことなく、筐体表面温度による操作時、通話時の不快感を解消することを目的とする。
【解決手段】二以上の高発熱体（第１の電子部品５、第２の電気部品６）を実装した携帯電話機用の回路基板において、前記回路基板を、第１の電子部品５、第２の電気部品６より生じる熱が当該回路基板において相互干渉する領域で分割することを特徴とする。そして、分割がなされた回路基板の基板間は、空気層９を有して構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信端末の内部において電気部品等の高発熱体を実装した回路基板等に関するものである。

携帯電話機に代表される移動通信端末は、高機能化および高性能化に伴って携帯通信機の内部に実装される電子部品の消費電力が増加し、結果として機器全体の温度上昇が起こっている。特に、高発熱体の電子部品が複数個実装されるようになってきており、各々の発熱が相互干渉によってより局部的な温度の上昇が問題となっている。

その様子を、図４を参照して具体的に説明する。図４は従来の携帯電話機の内部構造を図示した断面図である。携帯電話機本体は上筐体１と下筐体２によって構成され、筐体の内部には基板３が設置されており、基板３の下筐体２側には第１の電子部品５、第２の電気部品６が実装されている。また、基板３の上筐体１側には、キーシート７およびボタン８が実装されている。

熱経路は、一般的に熱伝導、熱伝達、放射の順で伝わる。従って、電子部品が動作したことにより発生した熱は空気には伝わりにくく、物が接触している方向に伝わりやすいため、電子部品からまず基板に伝わる。特に、携帯電話機を構成している物では、基板の熱伝導率が他のものより数百倍の大きさがあるため、図５の矢印のように基板３上に大きく広がっていく。基板３上に伝わった熱は図６の矢印のように、その後キーシート７、上筐体１、ボタン８へと伝わっていく構造となっている。複数個の発熱体（第１の電子部品５、第２の電気部品６）により発せられた熱が基板３のうち第１の電子部品５、第２の電気部品６の間に位置する領域（図中点線で囲まれた領域）では、相互干渉によってより局部的な温度の上昇が起こる。そのため、当該部分の近傍にある物（ボタン８、上筐体１のうちボタン８の間に位置する領域等）の温度上昇は顕著である。

このような温度上昇を防ぐために、パーソナルコンピュータ等の電子機器では、発熱量の多い電子部品の表面にファンを取り付けて放熱を行っている。しかしながら近年の携帯電話機は非常に小型化されており、実装スペース的な制約でパーソナルコンピュータのような放熱対策を行うことが難しくなっている。

また、同じような例として放熱用の金属製ヒートシンクを発熱部品に取り付けて筐体に効率よく拡散させることが可能な電子機器の放熱構造が数多く提案されている。しかしながらこのような構造では、発熱体が複数存在する場合ではそれぞれの部品の熱をあわせて筐体表面へ即座に伝えてしまうため、筐体表面の温度が局所的に上昇し、操作時に不快を感じさせてしまう等の問題があった。

特許文献１に開示されているように、基板上に低熱領域区分と高熱領域区分を設け、各領域に電子部品を実装し、さらに、特許文献２に開示されているように、基板を分割することにより高放熱性を実現することは可能になると思料する。しかし、特許文献１における基板の区分の方法は、外部に取り付けた放熱器の機能を有効に発揮するためになされた区分であるので、小型化が要求されている携帯電話機において上記放熱器は設けることは困難であり、当該区分に基づいて特許文献２のように基板を分割するのは不適当である。
特開平０７−２８３５６４号公報特開平１０−２５６４２８号公報

上記事情を鑑みて、本発明では、高発熱体を複数個内蔵する移動通信端末の回路基板において、従来の構造に対して特別な放熱機構を設置することによる大幅なコストアップ等を招くことなく、筐体表面温度による操作時、通話時の不快感を解消することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の態様は、二以上の高発熱体を実装した移動通信端末用の回路基板において、前記回路基板を、前記高発熱体より生じる熱が当該回路基板において相互干渉する領域で分割することを特徴とする回路基板に関するものである。

ここで、前記分割がなされた回路基板の基板間は、空気層を有して構成されているか、または、断熱材を有して構成されていることを特徴とする。

そして、前記高発熱体の発熱量が大きいほど、前記分割がなされた回路基板の基板間の距離を大きくすることを特徴とする。また、前記分割の分割数を多くして、前記分割がなされた回路基板の変形による支点間距離を所定範囲内にすることを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記回路基板を有する移動通信端末に関するものである。

本発明により、回路基板のうち高発熱体の熱伝導が相互作用して局部的に温度が上昇する箇所において回路基板を分割したので、局部的な温度上昇は無くなり、特別な放熱機構を招くことなく、筐体表面温度による操作時、通話時の不快感は解消される。

以下、本発明の移動通信端末を実施するための最良の形態について説明する。説明する際には、本明細書と同時に提出する図面を適宜参照する。

図１は、本形態の携帯電話機の内部構造を図示した断面図である。携帯電話機本体は上筐体１と下筐体２によって構成され、筐体の内部には第１の基板３と第２の基板４が設置されており、第１の基板３の下筐体２側には第１の電子部品５が実装されており、第２の基板４の下筐体２側には第２の電気部品６が実装されている。また、第１の基板３及び第２の基板４の上筐体１側には、キーシート７およびボタン８が実装されている。さらに、筐体内部には空気層９が存在する。

図２は、本形態の携帯電話機の内部構造において、熱の伝導する様子を図示したものである。複数個の発熱体（第１の電子部品５、第２の電気部品６）が動作したことにより発生した熱は、電子部品から第１の基板３上、第２の基板４上へ伝わるが、基板が分割されているため、図５、６に示したように、お互いの熱が相互干渉することはない。第１の基板３上、第２の基板４上に伝わった熱は図３の矢印のように、その後、キーシート７、上筐体１、ボタン８へと伝わっていく構造となっている。

このような構造にすることにより、従来は複数個の電子部品が動作したことにより発生した熱が基板上で合わさった後に筐体表面に伝わっていたが、本形態では、基板を分割して熱の相互干渉が起こる箇所を取り除いた。これにより、各々の基板上で熱を平均化したのち筐体表面に伝わるようになり、筐体表面の温度分布の均一化を行うことができ、局所的な温度分布を防ぐことができる。筐体の表面積が少ない携帯電話機等では、筐体内部で熱分布を均一化したのち、筐体表面に伝えるという熱分布には最も効率的な構造であるといえる。特別な放熱機構を設置する必要も無く、筐体の厚みを増すことなく表面温度を下げることができる。また、このような放熱を行うので高性能の電子部品をさらに多く使用しても良い。

また、空気層の存在により、分割された基板間における熱伝導は熱放射によって行われるようになり、非常に伝導しづらいものとなっているので熱の相互干渉をより効率よく低減することができる。空気層の代わりに分割された基板間に、空気よりも断熱効果の高い断熱材を充填しても良いが、設計の簡略化を望むのであれば空気層でも十分である。

なお、上述した形態は本発明の回路基板を実施するための最良のものであるが、かかる実施形式に限定する趣旨ではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内においてその実施形式は種々変形することが可能である。

例えば、基板の分割数は、発熱体の数より多くても良い。また、分割された基板の位置関係は、実装可能な範囲内において並列に並んでいる必要は無い。また、高発熱体の熱量の大きさによって、基板の厚さ、大きさ、分割された基板間距離を変えることができるため、筐体表面温度への対策がとりやすい。例えば、高発熱体の熱量が大きいほど、分割された基板間距離を大きくするようにする。

また、分割の数を多くして基板を細分化することにより、基板変形の支点間距離が短くなるため、基板の剛性が上がり、携帯電話機を落としたとき、または、ボタンの打鍵時などの外力による基板の変形を防げるため電気部品の接続信頼性を上げるという効果を奏する。

本形態の携帯電話機の内部構造を図示した断面図である。本形態の携帯電話機の内部構造において、熱の伝導する様子を図示したものである。本形態の携帯電話機の内部構造において、熱の伝導する様子を図示したものである。従来の携帯電話機の内部構造を図示した断面図である。従来の携帯電話機の内部構造において、熱の伝導する様子を図示したものである。従来の携帯電話機の内部構造において、熱の伝導する様子を図示したものである。

符号の説明

１上筐体
２下筐体
３基板、第１の基板
４第２の基板
５第１の電子部品
６第２の電気部品
７キーシート
８ボタン
９空気層

Claims

二以上の高発熱体を実装した移動通信端末用の回路基板において、
前記回路基板を、前記高発熱体より生じる熱が当該回路基板において相互干渉する領域で分割することを特徴とする回路基板。
前記分割がなされた回路基板の基板間は、空気層を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記分割がなされた回路基板の基板間は、断熱材を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記高発熱体の発熱量が大きいほど、前記分割がなされた回路基板の基板間の距離を大きくすることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の回路基板。
前記分割の分割数を多くして、前記分割がなされた回路基板の変形による支点間距離を所定範囲内にすることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の回路基板。
請求項１から５の何れかに記載の回路基板を有する移動通信端末。