JP2007300222A

JP2007300222A - 電子機器

Info

Publication number: JP2007300222A
Application number: JP2006124480A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Kondo; 義昌近藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-15
Also published as: CN101473710B; CN101473710A

Abstract

【課題】熱を発する電子部品の熱を安定して拡散させることができる電子機器を提供する。
【解決手段】ＴＶチューナ２１はバッテリ４と携帯電話機１００の厚さ方向に重なるように回路基板２上に実装されており、ＴＶチューナ２１が発した熱は伝熱シート２２及び放熱用板金３１を介してバッテリ４及びカードコネクタ２３に伝達し拡散させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱を発する電子部品を内包した電子機器に関する。

昨今、情報機器端末は、小型化および高性能化に伴い高密度化と発熱量の増加が進んでいる。特に携帯電話機では、２００６年４月１日から、日本国内における地上デジタル放送ＩＳＤＢ−Ｔ（integrated service digital broadcasting-terrestrial）による携帯用電子機器向け放送サービスであるワンセグが正式に放送開始され、今後の携帯電子機器にはＴＶチューナを搭載したものが多くなると予想される。
しかし、ＴＶチューナモジュールは起動中にかなりの熱を発する。このように熱を発する電子部品を携帯用の電子機器のような小さな筐体内に実装するためには、十分な熱対策が必要であった。
なお、発熱量の大きい回路部品が回路基板に実装され、当該回路基板を筐体内に収納する技術としては、例えば特許文献１に開示された技術がある。
特開平７−２２１８２３号公報

上記特許文献１に記載の携帯無線機では、発熱量の大きい回路部品が実装される回路基板を送話側筐体に配設する構成として、通話時に熱が耳に伝わることを抑制することを目的としたものであるが、発熱量が大きい回路部品が実装された回路基板を収納する筐体での熱対策は十分ではなく、当該筐体において局所的な温度上昇が起こってしまう、という不利益があった。

上述した不利益を解消するため、本発明は、熱を発する電子部品の熱を安定して拡散させることができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明の電子機器は、筐体と、前記筐体に収納される回路基板と、前記回路基板に実装された発熱モジュールと、前記筐体に収納されるバッテリと、を備えた電子機器において、前記発熱モジュールと前記バッテリとが前記筐体の厚さ方向に重なる様に配設され、前記発熱モジュールは、前記バッテリに当接されている。

本発明によれば、発熱モジュールとバッテリとを厚さ方向に重なる位置に配設し、発熱モジュールとバッテリとを当接して発熱モジュールの熱をバッテリに拡散させる電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の携帯電話機１００の外観を示す図である。
図１に示すように、携帯電話機１００は、上部筐体１０１と下部筐体１０２とによって構成される。
上部筐体１０１と下部筐体１０２は、ヒンジ部１０３によって開閉可能に構成されている。
上部筐体１０１は液晶画面等の表示部を有する。
下部筐体１０２は、動作時に発熱する電子部品が実装された回路基板を内包する。
以下、下部筐体１０２について詳しく説明する。

下部筐体１０２は、図２に示すように、テンキー等のキーボタン１０４が設けられるキーフロントケース１、回路基板２、キーフロントケース１と結合されるキーリアケース３、携帯電話機１００の電源としてのバッテリ４、バッテリリッド５を有し、これらが下部筐体１０２の厚さ方向に重なる様に配設されている。

回路基板２は、キーフロントケース１およびキーリアケース３によって挟まれて収容されており、その表面及び裏面の両方に携帯電話機としての動作を実行するＬＳＩ等の電子部品が実装されている。
図３は、ＴＶチューナ２１、カードコネクタ２３及びベースバンドプロセッサ２４の回路基板２上の配置関係を示すための概略図である。図３（ａ）がバッテリ４側から見た面、図３（ｂ）がキーフロントケース１側から見た面を示している。
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、回路基板２の一方側の実装面（キーリアケース３側から見た面）にはＴＶチューナ２１及びカードコネクタ２３が、図３（ｂ）に示すように、他方の実装面（キーフロントケース１側から見た面）にはベースバンドプロセッサ２４が実装されている。

ＴＶチューナ２１（第１の発熱モジュール）は、ＴＶ放送波を受信するチューナであり、動作時（ＴＶ放送受信時）に熱を発する。
回路基板２に実装されるＴＶチューナ２１は、その上面（キーリアケース３側の面）に熱伝導性が高い伝熱シート２２が貼られ、後述する放熱用板金３１と伝熱シート２２を介して当接している。伝熱シート２２には、例えばシリコンゴムを用いた既存の製品等を用いればよい。伝熱シート２２は、ＴＶチューナ２１の熱を後述する放熱用板金３１に効率よく伝達する作用を有する。
キーリアケース２には、図２に示されるように、回路基板２とは反対側の面のバッテリ４に対向した位置に凹部状に形成されてバッテリ４が収納されるバッテリ収納部３２が配設されており、このバッテリ収納部３２にバッテリ４が収納される。そして、キーリアケース３には、バッテリ収納部３２を覆うようにバッテリリッド５が取り付けられることにより、バッテリ収納部３２に収納されるバッテリ４がカバーされる構成となっている。
キーフロントケース１、キーリアケース３、及びバッテリリッド５は、樹脂部材によって構成されている。そして、本実施形態におけるキーリアケース３は、バッテリ収納部３２の底面（バッテリ収納部３２を形成するとともに回路基板２に対向する部位）３２’に、図２に示されるように、放熱用板金３１が設けられており、この底面３２'は、樹脂部材に代えて板金部材にて少なくとも一部が構成されている。放熱用板金３１は、高い放熱性を確保するために、キーリアケース３を構成する樹脂よりも熱伝導性の高い、洋白、アルミニウム、ステンレス等の金属で形成される。なお、底面３２’を構成する部材は、板金部材に限定されることは無く、他の熱伝導率が高い伝熱部材により構成してもよい。

また、図２及び図４に示すように、ＴＶチューナ２１と放熱用板金３１とバッテリ４とは、携帯電話機１００の厚さ方向に重なるように構成される。
図４は、ＴＶチューナ２１とバッテリ４の位置関係を示すために、携帯電話機１００を側方（図２のＡ）から見た図である。図４に示すように、ＴＶチューナ２１は、バッテリ収納部３２と筐体厚さ方向に重なる位置で回路基板２に実装されており、このＴＶチューナ２１に対向するバッテリ収納部３２の底面３２’には放熱用板金３１が配設されている。なお、回路基板２のバッテリ収納部３２に対向する位置には、ＴＶチューナ２１以外に多数の電子部品が実装されており、例えばメモリーカードが装着可能で外面が板金部材で構成されているカードコネクタ２３が実装されている。そして、放熱用板金３１は、底面３２'におけるカードコネクタ２３に対向する部位にも配設されるような形状に一体的に構成されている。

そして、このバッテリ収納部３２にはバッテリ４が収納されると回路基板２上のＴＶチューナ２１と伝熱シート２２と放熱用板金３１とバッテリ４とがそれぞれ筐体の厚さ方向に順次重なるように配置されることとなる。よって、回路基板２に実装されているＴＶチューナ２１などの電子部品等から発せられた熱は、放熱用板金３１に伝えられて、この放熱用板金３１からバッテリ収納部３２に収納されて放熱用板金３１に当接されるバッテリ４に伝達され、このバッテリ４によって放散されることになる。特に、バッテリ収納部３２の底面３２’に放熱用板金３１が配設され、この放熱用板金３１と、放熱用板金３１によって底面３２’が構成されるバッテリ収納部３２に収納されるバッテリ４とが当接されることにより、放熱用板金３１に伝達された熱は効率よくバッテリ４に伝えられるので、より回路基板２側からの熱を放散させることができる。そして、本実施形態では、ＴＶチューナ２１が伝熱シート２２を介して放熱用板金３１に当接される構成としているので、ＴＶチューナ２１により発せられた熱は伝熱シート２２を介して放熱用板金３１に確実に伝達されることとなり、発熱性の高いＴＶチューナ２１からの熱は伝熱シート２２、放熱用板金３１、及びバッテリ４に効率よく伝達されて、より効果的に放熱されることとなる。
カードコネクタ２３は、回路基板２のバッテリ４側の面に実装されたコネクタであり、部品表面が金属カバーで覆われているため、比較的大きな熱容量を有する。このため、後述する放熱用板金３１を介して、ＴＶチューナ２１の熱を拡散させるために利用される。

ベースバンドプロセッサ２４（第２の発熱モジュール）は、回路基板２のＴＶチューナ２１とは反対側の面に実装された、携帯電話機１００の通話・通信の基本的機能を司るプロセッサであり、動作時（通話時・通信時）に熱を発する。

図３（ａ）に、バッテリ４側から見た面において回路基板２を透過して見た場合のベースバンドプロセッサ２４の位置を点線で示す。図３（ａ）に示すように、ＴＶチューナ２１及びベースバンドプロセッサ２４は、厚さ方向に重ならないようにそれぞれ配置されており、好適には、ＴＶチューナ２１とベースバンドプロセッサ２４とは回路基板２上でできるだけ離れるように配置される。ＴＶチューナ２１とベースバンドプロセッサ２４とをできるだけ離して配置することによって、これら２つの発熱モジュールが同時に発熱したとしても、回路基板２が局所的に昇温することを抑制して携帯電話機１００全体の温度上昇を分散させることが可能になる。

以下キーリアケース３と放熱用板金３１について詳しく説明する。
図５は、キーリアケース３と放熱用板金３１について説明するための図である。
まず、図５（ａ）はキーリアケース３と放熱用板金３１をバッテリ４側から見た図である。キーリアケース３の図５（ａ）に示す斜線部に放熱用板金３１が溶着されている。なお、図５（ａ）の点線で囲んだ部分αがバッテリ４の収まる部分（バッテリ収納部３２）である。図５（ａ）に示すように、放熱用板金３１の全体がバッテリ４と接するように設計されており、放熱用板金３１を介してバッテリ４に効率よく熱を放熱することができるようになっている。

次に、図５（ｂ）はキーリアケース３と放熱用板金３１を回路基板２側から見た図である。図５（ｂ）に示すように、放熱用板金３１は数個の溶着箇所３１２でキーリアケース３に溶着されている。溶着箇所３１２の個数や位置については本発明では特に限定しないが、キーリアケース３と放熱用板金３１とをあわせた厚さができるだけ薄くなるように溶着箇所３１２の位置が選定されることが好ましい。
また、図５（ｂ）の点線で囲んだ部分βはＴＶチューナ２１（に貼られた伝熱シート２２）と放熱用板金３１とが接触する箇所を示している。また、図５（ｂ）の点線で囲んだ部分γはカードコネクタ２３と放熱用板金３１が接触する箇所を示している。図５（ｂ）に示すように、ＴＶチューナ２１（に貼られた伝熱シート２２）と放熱用板金３１とが接触する箇所の面積は放熱用板金３１に比べて小さく、従って放熱用板金３１を介することによってＴＶチューナ２１とバッテリ４との接触面積が大きくなる。

更に、図５（ｂ）に示すように、放熱用板金３１は接点ばね３１１を有し、接点ばね３１１はカードコネクタ２３の金属カバー部分に接触している。カードコネクタ２３の金属カバーは回路基板２のグランド部に接続しているため、放熱用板金３１は回路基板２のグランド部と接点ばね３１１を介して電気的に接続されるような構成になっている。この接点ばね３１１の位置および形態は本発明では限定しない。放熱用板金３１が回路基板２のグランド部と電気的に接続される様な構成であればよい。

上述した構成により、携帯電話機１００の動作時には、以下のようにＴＶチューナ２１及びベースバンドプロセッサ２４の発する熱が拡散される。
すなわち、ＴＶチューナ２１から発された熱は、ＴＶチューナ２１と厚さ方向に重なったバッテリ４及びカードコネクタ２３に伝熱シート２２及び放熱用板金３１を介して伝えられる。バッテリ４は大型の部品であり、大きな熱容量を有するため、ＴＶチューナ２１の熱を効率よく拡散させることが可能である。

ここで、放熱用板金３１を介することによって、ＴＶチューナ２１からバッテリ４に熱を伝達するための面積が広くなるために、放熱用板金３１を利用しない場合よりも利用した場合の方がＴＶチューナ２１の発する熱を効率よくバッテリ４に伝達させることができる。
図６は放熱用板金３１がある場合と無い場合のＴＶチューナ２１からバッテリ４への熱伝達効率の良し悪しについて説明するための図である。放熱用板金３１の有無に特化して説明を行うため、図６においては伝熱シート２２は省略している。
図６（ａ）は放熱用板金３１が無い場合、図６（ｂ）は放熱用板金３１がある場合について、ＴＶチューナ２１とバッテリ４との接触部を携帯電話機１００の横側から見た図を示している。
図６（ａ）に示すように、放熱用板金３１が無い場合は、バッテリ４とＴＶチューナ２１との接触面積が小さいため、熱伝達効率が悪い。図６（ｂ）に示すように放熱用板金３１がある場合は、図５（ｂ）に関連付けて説明したように、放熱用板金３１とバッテリ４との接触面積が図６（ａ）に示した場合のＴＶチューナ２１とバッテリ４との接触面積よりも大きいため、ＴＶチューナ２１からバッテリ４への熱伝達効率がよくなる。

また、ＴＶチューナ２１と放熱用板金３１を介して接続されたカードコネクタ２３も比較的大きな熱容量を有するため、カードコネクタ２３にも伝熱シート２２及び放熱用板金３１を介してＴＶチューナ２１の熱を拡散させることが可能である。
また、ＴＶチューナ２１の熱がバッテリ４及びカードコネクタ２３に拡散されることに加えて、ＴＶチューナ２１以外の熱源（本実施形態ではベースバンドプロセッサ２４）はＴＶチューナ２１とは厚さ方向に重ならない回路基板２の逆側の面に実装されており、すなわちＴＶチューナ２１とベースバンドプロセッサ２４とは離れて設置されているので、下部筐体１０２全体から見て温度上昇を分散させることが可能になる。

以上説明したように、本実施形態の携帯電話機１００によれば、ＴＶチューナ２１がバッテリ４と携帯電話機１００の厚さ方向に重なるように回路基板２に実装されているため、ＴＶチューナ２１とバッテリ４とを接続させることができ、従ってＴＶチューナ（発熱モジュール）が実装されている回路基板部に熱がこもる、といった不利益を回避することができる。

更に、本実施形態の携帯電話機１００によれば、キーリアケース３のＴＶチューナ２１とバッテリ４との間の部分に熱伝導性の良くＴＶチューナ２１よりバッテリ４との接触面積が大きい放熱用板金３１を溶着しているので、ＴＶチューナ２１の熱を効率よくバッテリ４に伝達することができる。
更に、ＴＶチューナ２１と放熱用板金３１の間には熱伝導性の良い伝熱シート２２が貼られているため、ＴＶチューナ２１の熱を効率よく放熱用板金３１に伝達することが可能である。

更に、放熱用板金３１の副次的な効果として、樹脂で形成されたキーリアケース３にアルミニウム等の金属で形成された放熱用板金３１が溶着されているため、携帯電話機１００の下部筐体１０２のケース全体の強度を上げることができる。
更に、放熱用板金３１をバッテリ４を収納する部分に溶着してキーリアケース３を構成するために、キーリアケース３を樹脂のみで構成する場合と比較して、薄くすることが可能であり、ひいては携帯電話機１００全体を薄くすることが可能である。
更に、キーリアケース３に金属の放熱用板金３１を溶着させているために、回路基板２のキーリアケース３側（バッテリ４側）の面に実装された図示しない電子部品を電気的にシールドすることができる、という効果もある。

また、本実施形態の携帯電話機１００によれば、放熱用板金３１はＴＶチューナ２１及びバッテリ４だけでなくカードコネクタ２３とも接しているため、ＴＶチューナ２１が発した熱をバッテリ４だけでなく熱容量が大きいカードコネクタ２３に拡散させることができる。これにより、ＴＶチューナ２１の発する熱をより分散させることができる。

また、本実施形態の携帯電話機１００によれば、２つの大きな発熱モジュール、すなわちＴＶチューナ２１及びベースバンドプロセッサ２４が回路基板２上に実装されているが、Ｔｖチューナ２１及びベースバンドプロセッサ２４は回路基板２の別々の面にそれぞれ実装され、更に携帯電話機１００の厚さ方向に重ならないように配置されているため、Ｔｖチューナ２１とベースバンドプロセッサ２４とは離れて配置されることになり、これら２つの発熱モジュールが発する熱による温度上昇を分散することができる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、本発明の実施に際しては、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

本実施形態の携帯電話機１００は、ＴＶチューナ２１の熱をバッテリ４だけでなくカードコネクタ２３にも分散させる構成としたが、本発明はこれには限定されない。バッテリ４の他にＴＶチューナ２１の熱を伝達し拡散させる電子部品は、回路基板２のＴＶチューナ２１と同じ側の面に実装された電子部品のうち、熱に強く熱容量が大きい電子部品であればどれでも良く、例えば、ヘッドホンジャック等でもよい。
また、本発明では、カードコネクタ２３のような、バッテリ４の他にＴＶチューナの熱を拡散させる電子部品が無いような構成にしてもよく、バッテリ４とＴＶチューナ２１とが厚さ方向に重なっており、Ｔｖチューナ２１の熱をバッテリ４に拡散させることができるような構成であれば良い。

また、本実施形態の携帯電話機１００は、ＴＶチューナ２１に伝熱シート２２が貼られていたが、本発明はこれには限定されない。すなわち、伝熱シート２２は放熱用板金３１に貼られていてもよい。更に、本発明では伝熱シート２２がない構成も考えられる。すなわち、ＴＶチューナ２１と放熱用板金３１とを直接当接させれば、伝熱シート２２は無くてもよい。

また、本発明では、放熱用板金３１がない構成にすることも可能である。放熱用板金３１がない構成においてはＴＶチューナ２１とバッテリ４との接触面積が小さく、上述したような熱交換効率が良くなるという効果を得ることはできなくなるが、ＴＶチューナ２１はバッテリ４と携帯電話機１００の厚さ方向に重なるように回路基板２に実装されているので、ＴＶチューナ２１とバッテリ４とを直接当接させることができ、ＴＶチューナが実装される回路基板部に熱がこもる、といった不利益を回避するという本発明の効果を得ることはできる。

以上のことから、本発明としては図７（ａ）〜（ｄ）に示すような４つの形態が考えられる。すなわち、上述した実施形態で説明した、伝熱シート２２及び放熱用板金３１を両方とも有する構成（図７（ａ））と、伝熱シート２２のみの場合（図７（ｂ））、放熱用板金３１のみの場合（図７（ｃ））、どちらも無い場合（図７（ｄ））である。すなわち、本発明はＴＶチューナ２１とバッテリ４とが直接或いは熱伝導性の高い物質を介して間接的に接続されていれば良い。

また、上述した実施携帯では、回路基板２に実装される発熱モジュールとしてＴＶチューナ２１を例に挙げて説明したが、本発明を他の発熱モジュール、すなわち発熱量が多く熱対策が必要な電子部品に適用しても良い。また、上述した実施形態において、バッテリは吸熱性及び放熱性が高い構成であることが好ましい。例えば、外面が金属部材で構成されるバッテリセルが露出されるような構成であればよい。

図１は、本実施形態の携帯電話機１００の外観を示す図である。図２は、下部筐体１０２の構成の一例を示す図である。図３は、ＴＶチューナ２１、カードコネクタ２３及びベースバンドプロセッサ２４の回路基板２上の配置を示す図である。図４は、ＴＶチューナ２１とバッテリ４の位置関係を示すために、携帯電話機１００を横から見た図である。図５は、キーリアケース３と放熱用板金３１について説明するための図である。図６は、放熱用板金３１がある場合と無い場合のＴＶチューナ２１からバッテリ４への熱伝達効率の良し悪しについて説明するための図である。図７は、本発明の構成例について説明するための図である。

符号の説明

１００…携帯電話機、１０１…上部筐体、１０２…下部筐体、１０３…ヒンジ部、１…キーフロントケース、２…基板、２１…ＴＶチューナ、２２…伝熱シート、２３…カードコネクタ、２４…ベースバンドプロセッサ、３…キーリアケース、３１…放熱用板金、３１１…接点ばね、３１２…溶着箇所、４…バッテリ、５…バッテリリッド

Claims

筐体と、
前記筐体に収納される回路基板と、
前記回路基板に実装された発熱モジュールと、
前記筐体に収納されるバッテリと、
を備えた電子機器において、
前記発熱モジュールと前記バッテリとが前記筐体の厚さ方向に重なる様に配設され、
前記発熱モジュールは、前記バッテリに当接される
ことを特徴とする電子機器。
前記発熱モジュールは、伝熱部材を介して前記バッテリに当接される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記回路基板の前記発熱モジュールが実装される面とは反対側の実装面に第２発熱モジュールが実装され、
前記発熱モジュールと前記第２発熱モジュールとは、前記筐体の厚さ方向に重ならないように配設される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。