JP2010287672A - 携帯電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の電子部品からの熱を効率よく伝熱して筺体の金属部分に放熱でき、部品点数が削減できる携帯電子機器を提供する。
【解決手段】携帯電話機１は、リジッドフレキシブル基板４と、基板４を収納する下筐体２とを備える。リジッドフレキシブル基板４は、電子部品１３を支持するリジッド部１１と、該リジッド部１１に一体的に接続されたフレキシブル部１２ａ、１２ｂとを含む。フレキシブル部１２ａ、１２ｂの末端まで銅箔等の熱伝導性材料の伝熱層が延設されている。フレキシブル部１２は、筐体２内の金属部分であるインサート成形されたＳＵＳ板１０およびシールドケース１４に接続され、電子部品１３からの熱が、フレキシブル部１２の伝熱層を介して金属部分に伝導可能な放熱部材として作用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話等の携帯電子機器に関し、特にその放熱構造の改良を図った携帯電子機器に関する。

携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯電子機器では、薄型化、小型化および高機能化が進み、ＣＰＵ処理能力のアップに合わせて消費電力も増大していく中で、回路基板に設置した電子部品で発生する熱に対する放熱対策が益々重要になってきている。

従来、携帯電子機器の放熱対策として、例えば特許文献１が提案されている。この特許文献１の技術は、筺体のキーシートとは反対側の面に電子部品が設けられた回路基板に伝熱層を設け、回路基板の電子部品で発生した熱を伝熱層を介して回路基板の面方向に拡散し、回路基板に接触したキーシートおよび回路基板の端部に突起部を介して接触した筺体に伝熱し、キーシートおよび筺体から放熱させることで、キーボタンが局所的に高温になるのを防止するものである。その際、回路基板のキーシート側の面に熱伝導率の低い層を設けることにより、電子部品からの熱をキーボタンに伝わりづらくする措置を採ることもある。また、回路基板とは異なる別基板にメモリカード用スロット等の耐熱電子部品が設置されている場合には、その別基板に伝熱層を設け、別基板を熱伝導層が設けられた熱的接続手段により回路基板と接続して、回路基板の電子部品で発生した熱を熱的接続手段および別基板を介して耐熱電子部品に伝熱し、放熱させるようにする。

一方、特許文献２には、次のような放熱対策が提案されている。この特許文献２では、フレキシブル基板の一端部をコネクタ（第１電子部品）で回路基板に接続し、フレキシブル基板の他端部を回路基板のコネクタとは反対側に折曲して、シールドケースに接触したキーシート用基板と接続する。そして、回路基板で発生した熱をフレキシブル基板の一端部で吸熱して、フレキシブル基板およびキーシート用基板を介してシールドケースに伝熱し、シールドケースから放熱させる。また、回路基板で発生した熱をフレキシブル基板の一端部に設けられたカードコネクタに伝熱し、カードコネクタからも放熱させる。

特開２００６−１７３２９０号公報 特開２００８−１３１５０１号公報

しかしながら、特許文献１では、回路基板をキーシートに接触させることから、回路基板のキーシート側の面が電子部品の実装面として使用できず、回路基板の実装可能面積が大幅に減少する。また、回路基板の電子部品で発生した熱を伝熱層を設けた別基板の耐熱部品に伝熱するのに、熱伝導層を設けた熱的接続手段で回路基板と別基板とを接続しなければならず、熱的接続手段として余計な部品が必要になる。

特許文献２の場合は、フレキシブル基板を回路基板に接続することから余計なコネクタが必要であり、回路基板の実装可能面積もコネクタの分だけ減少する。また、回路基板の電子部品で発生した熱をコネクタを介してフレキシブル基板に吸熱させるので、電子部品からの熱を効率よく吸収してシールドケースへ伝熱することができない。

このようなことから、本発明の課題は、回路基板の電子部品からの熱を効率よく伝熱して筺体の金属部分に放熱でき、回路基板に放熱部材を接続する接続手段が不要で部品点数が削減でき、回路基板の実装可能面積の減少もなく、小型化することも可能な携帯電子機器を提供することである。

本発明の携帯電子機器は、リジッドフレキシブル基板と、前記リジッドフレキシブル基板を収納する筐体と、を備える携帯電子機器であって、前記リジッドフレキシブル基板が、電子部品を支持するリジッド部と、当該リジッド部に一体的に接続されたフレキシブル部とを含み、前記フレキシブル部が、前記筐体内の金属部分に接続され、前記電子部品からの熱が、前記フレキシブル部を介して前記金属部分に伝導可能な放熱部材として作用する。

上記構成によれば、リジッドフレキシブル基板のリジッド部から直接引き出されたフレキシブル部を放熱部材として利用しているので、リジッド部の電子部品で発生した熱を効率よくフレキシブル部に接続された筐体内の金属部分に伝熱し放熱させることができる。また、回路基板に放熱部材を接続する接続手段が不要なので、部品点数を削減することができ、回路基板の電子部品を実装する実装可能面積の減少もない。さらに、別体の放熱部材が不要なので、携帯電子機器を小型化することもできる。

本発明の一態様として、前記フレキシブル部が、前記リジッド部を構成する少なくとも２層の配線層によって挟持されている。

上記構成によれば、フレキシブル部とリジッド部と一体的に接続された形態を容易に作成することができる。

本発明の一態様として、前記金属部分が、前記筐体の内側に存在する金属シートの一部またはシールドケースの一部である。

上記構成によれば、フレキシブル部を筺体の金属部分に接続することができ、フレキシブル部により伝熱した電子部品からの熱を該金属部分に効率よく放熱することができる。

本発明によれば、回路基板の電子部品からの熱を効率よく伝熱して筺体の金属部分に放熱でき、回路基板に放熱部材を接続する接続手段が不要で部品点数が削減でき、回路基板の電子部品を実装する実装可能面積が減少することもなく、携帯電子機器を小型化することもできる。

本発明の携帯電子機器における放熱の仕組みを示す説明図 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機を示す図であり、（ａ）は携帯電話機の外観の斜視図、（ｂ）は携帯電話機の機能的構成を示すブロック図 図２の携帯電話機に設置されたメイン基板を示す断面図 （ａ）は携帯電話機の下筺体の図２（ａ）のＩＶ−ＩＶによる縦断面図、（ｂ）は下筺体のＳＵＳ板を取り外した状態の平面図 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機を示す図であり、（ａ）は携帯電話機の下筺体の縦断面図、（ｂ）は下筺体のケース底板を取り外した状態の下面図、（ｃ）は下筺体の図５（ａ）のＶ−Ｖによる横断面図

以下、本発明の携帯電子機器の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１により、本発明の携帯電子機器の放熱の仕組みの概要について説明する。

図１に示すように、携帯電子機器１においては、図示しない上筺体と折り畳み自在にヒンジ結合される下筺体２内に、一端側の開放端から他端側の上筺体とのヒンジ結合部に向けて、電池部３、メイン基板であるリジッドフレキシブル基板４、Ｍ−ＡＦカメラ（マルチ自動焦点カメラ）５、通信アンテナ６が順に設置されている。下筺体２の上フレーム２ａの中央部に開設した開口８には、各種の操作キーやスイッチを設けたキーシート９が取り付けられ、キーシート９の下面には、上フレーム２ａの内面にインサート成形されたＳＵＳ板１０が配置されている。

リジッドフレキシブル基板４は、複数の電子部品１３を支持するリジッド部１１と、該リジッド部１１に一体的に接続され、リジッド部１１の長手方向両側から延出されたフレキシブル部１２ａ、１２ｂとを備えている。リジッド部１１に支持された複数の電子部品１３には、発熱量が大きい充電回路１３Ａおよびパワーアンプ（ＰＡ）１３Ｂが含まれている。リジッド部１１の下面には、上面のパワーアンプ１３Ｂに対向する位置に、リジッド部１１の下方を覆うシールドケース１４が設置されている。

本発明では、リジッドフレキシブル基板４に銅箔等の熱伝導性材料の伝熱層（図示せず）が設けられる。伝熱層は、リジッド部１１を通って両レキシブル部１２ａ、１２ｂの末端まで延設されている。一方のフレキシブル部１２ａは折り曲げられて電池部８と対向したＳＵＳ板１０に図示しない両面テープにより接続されている。また、他方のフレキシブル部１２ｂは図１の紙面の奥側へ折り曲げられてシールドケース１４の側面（図１の紙面の奥側）を迂回し、シールドケース１４の底面に図示しない両面テープにより接続されている。これにより、リジッド部１１上の充電回路１３Ａおよびパワーアンプ１３Ｂを初めとする電子部品１３で熱が発生すると、リジッド部１１を介してフレキシブル部１２ａ、１２ｂへ、電子部品１３からの熱が伝えられる。一方のフレキシブル部１２ａへ伝えられた熱は、伝熱層によってＳＵＳ板（金属シート）１０に伝えられて放熱する（図１の左側の矢印）。他方のフレキシブル部１２ｂへ伝えられた熱は、伝熱層によってシールドケース１４に伝えられて放熱する（図１の右側の矢印；シールドケース１４の底面から上方への放熱）。

本発明は、以上のように、リジッドフレキシブル基板４に伝熱層を設け、リジッドフレキシブル基板４のリジッド部１１から直接引き出されたフレキシブル部１２（１２ａ、１２ｂ）を放熱部材（ヒートシンク）として利用するものである。この結果、リジッド部１１の電子部品１３で発生した熱を、リジッド部１１、フレキシブル部１２を介して下筺体２内の金属部分に伝熱して放熱させるものである。これにより、電子部品１３からの熱を効率よく、下筐体２内の金属部分に伝熱し放熱させることができる。また、回路基板に放熱部材を接続する接続手段が不要なので、部品点数を削減することができ、回路基板の実装可能面積の減少もない。また、別体の放熱部材が不要なので、携帯電子機器１を小型化することもできる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図２（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る携帯電話機の外観の斜視図、図２（ｂ）は、携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、携帯電話機２０は、ヒンジ部２３で折り畳み自在に結合された上筺体２１と下筺体２２とを備えている。上筺体２１には、表示パネル２４、受話器２６および表示ランプ２７等が設けられている。下筺体２２には、操作キーやスイッチを有する操作部２５、電池部２８、電源部２９、無線部３０および制御部３１等が設けられている。下筺体２２の電源部２９、無線部３０、制御部３１は、下筺体２２に設置したメイン基板３２上に構成されている。

メイン基板３２はリジッドフレキシブル基板からなり、図３に示すように、複数の配線層３３ａの積層により構成されるリジッド部３３と、該リジッド部３３に一体的に接続されたフレキシブル部３４とを備えている。フレキシブル部３４はリジッド部３３を構成する少なくとも２層の配線層３３ａによって挟持されている。フレキシブル部３４は、リジッド部３３の積層方向中央部Ｃにおけるリジッド部３３の長手方向の一端から延出されている。そして、フレキシブル部３４には、熱伝導率のよい銅箔層等からなる伝熱層３５が設けられており、伝熱層３５はリジッド部３３からフレキシブル部３４の末端まで延設されている。伝熱層３５は、リジッド部３３およびフレキシブル部３４の配線層３３ａの配線部分を除いた部分に形成する等により、伝熱層３５が隣接する配線層３３ａの配線部分と絶縁が図られている。

図４（ａ）に下筺体の図２（ａ）のＩＶ−ＩＶによる縦断面図を示し、図４（ｂ）に下筺体のＳＵＳ板を取り外した状態の平面図を示す。図４（ａ）に示すように、下筺体２２内には、一端の開放端側（図では左側；ヒンジ結合部と反対側）から他端側の上筺体２１とのヒンジ結合部（図では右側）に向けて、電池部２８、メイン基板３２が順に設置されている。下筺体２２の図外の上フレームに開設した開口には、各種の操作キーやスイッチが設けられたキーシート３６が取り付けられ、キーシート３６の操作キーやスイッチは、キーシート３６の下面に配置されたキーシート用フレキシブル基板３７に実装されている。キーシート用フレキシブル基板３７の下面にはＳＵＳ板（金属シート）３８が配置されている。

メイン基板３２のリジッド部３３の上下の面には、上記電源部２９、無線部３０および制御部３１を構成する電子部品を初めとする複数の電子部品４２が支持されている。リジッド部３３の下面には金属製のシールドケース４０が設けられており、シールドケース４０は、リジッド部３３の下面側の複数の電子部品４２のうちの下筺体２２の他端側のヒンジ結合部寄りに位置する一部の電子部品を囲み、外部の電磁波から当該電子部品を防護する。リジッド部３３から下筺体２２の開放端の側（図では左側）に延出されたフレキシブル部３４は、折り曲げられて電池部２８とＳＵＳ板３８との間に挿入され、電池部２８と対向したＳＵＳ板３８に両面テープ４３により接続されている。フレキシブル部３４の折り曲げ形状は、携帯電話機１の組立時に予め設定されている。図４（ａ）および（ｂ）において、符号２２ａは下筺体２２の底部フレームを示す。

上記の構成により、リジッド部３３上の電子部品４２で発生した熱は、リジッド部３３からフレキシブル部３４（伝熱層３５）を介して、下筐体２２の内側に存在するＳＵＳ板３８に伝熱され放熱される。このように、本実施形態では、メイン基板３２のリジッド部３３から直接引き出された伝熱層３５を有するフレキシブル部３４を放熱部材として利用するので、電子部品４２からの熱を効率よく筐体２２内の金属部分に伝熱し放熱させることができる。また、回路基板、すなわちメイン基板３２に放熱部材を接続する接続手段が不要なので、部品点数を削減することができ、メイン基板３２の電子部品を実装する実装可能面積が減少することもない。さらに、別体の放熱部材が不要なので、携帯電話機２０を小型化することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５により説明する。図５（ａ）は、携帯電話機の下筺体の縦断面図、図５（ｂ）は、下筺体の底部フレームを取り外した状態の下面図、図５（ｃ）は、下筺体の図５（ａ）のＶ−Ｖによる横断面図を示す。本第２実施形態では、メイン基板３２のフレキシブル部３４をシールドケース４０の下面に取り付けた点が、図２〜図４を参照して説明した第１実施形態と異なる。図５（ａ）〜図５（ｃ）において、図２〜図４で付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。

メイン基板３２は、上下の面に複数の電子部品４２を支持するリジッド部３３と、該リジッド部３３に一体的に接続されたフレキシブル部３４とを備えている。図３と同様に、フレキシブル部３４は、リジッド部３３の積層方向中央部Ｃにおけるリジッド部３３の幅方向Ｄの一端に一体的に接続され、下筺体２２の他端側の上筺体２１とのヒンジ結合部（図では右側）の寄りの位置おいて幅方向に延出されたフレキシブル部３４とを備えている。そして、フレキシブル部３４には、図３と同様の伝熱層３５が、リジッド部３３からフレキシブル部３４の末端まで延設されている。リジッド部３３の下面にはシールドケース４０が設けられており、シールドケース４０は、リジッド部３３の下面側の複数の電子部品４２のうちの下筺体２２の上筺体とのヒンジ結合部寄りの一部の電子部品を囲んでいる。リジッド部３３の幅方向Ｄの一端から延出された フレキシブル部３４は、シールドケース４０の幅方向一側面および下面に沿うように折り曲げられ、シールドケース４０の下面に両面テープ４３により接続されている。

上記の構成により、リジッド部３３上の電子部品４２で発生した熱は、リジッド部３３からフレキシブル部３４（伝熱層３５）を介して、下筐体２２の内側に存在するシールドケース４０に伝熱され放熱される。本実施形態でも、メイン基板３２のリジッド部３４から直接引き出されたフレキシブル部３４を放熱部材として利用するので、電子部品４２からの熱を効率よく下筐体２２内の金属部分に伝熱し放熱させることができる。また、回路基板、すなわちメイン基板３２に放熱部材を接続する接続手段が不要なので、部品点数を削減することができ、メイン基板３２の電子部品を実装する実装可能面積の減少もなくなる。さらに、別体の放熱部材が不要なので、携帯電話機２０を小型化することができる。

なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

以上の実施形態では、いずれも携帯電話機を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、携帯情報端末等の携帯電子機器に適用することができ、同様な効果を奏する。

本発明によれば、携帯電話等の携帯電子機器に関し、放熱構造の改良を図ることにより、部品点数を削減することができ、ひいては携帯電子機器の小型化が達成される。

１ 携帯電子機器
２，２２ 下筺体
３，２８ 電池部
４ リジッドフレキシブル基板
１０，３８ ＳＵＳ板
１１，３３ リジッド部
１１ａ，３３ａ 配線層
１２ａ，１２ｂ，３４ フレキシブル部
１３，４２ 電子部品
１４，４０ シールドケース
２０ 携帯電話機
２１ 上筺体
２２ａ 底部フレーム
３２ メイン基板
３５ 伝熱層
４３ 両面テープ

Claims (3)

1. リジッドフレキシブル基板と、
   前記リジッドフレキシブル基板を収納する筐体と、を備える携帯電子機器であって、
   前記リジッドフレキシブル基板が、電子部品を支持するリジッド部と、当該リジッド部に一体的に接続されたフレキシブル部とを含み、
   前記フレキシブル部が、前記筐体内の金属部分に接続され、前記電子部品からの熱が、前記フレキシブル部を介して前記金属部分に伝導可能な放熱部材として作用する、携帯電子機器。
2. 請求項１記載の携帯電子機器であって、
   前記フレキシブル部が、前記リジッド部を構成する少なくとも２層の配線層によって挟持された、携帯電子機器。
3. 請求項１記載の携帯電子機器であって、
   前記金属部分が、前記筐体の内側に存在する金属シートの一部またはシールドケースの一部である、携帯電子機器。

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