JP2012069708A - 回路基板及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】部品から発生するノイズが他の部品に対して悪影響を与え難くした回路基板、及びその回路基板を備える携帯端末を提供する。
【解決手段】回路基板は、絶縁性の基板と、基板の一方の面に配設された、部品が実装されるランド部３０と、基板の一方の面に配設された、基準電位に電気的に接続される第１回路パターンと、ランド部３０の縁部から基板の平面方向に突設されることにより第１回路パターンと電気的に接続し、インダクタとして機能する複数の導通部３１と、導通部３１に対向して配設され、第１回路パターンに電気的に接続される第２回路パターンと、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、部品が実装される回路基板、及びその回路基板を備える携帯端末に関する。

携帯電話機等の携帯端末は、音声やデータを送受信する場合に利用される通信回路や、被写体を撮像するカメラユニット等の部品が実装された回路基板を備える。その回路基板には、例えば、電子部品が実装される基板と、実装される電子部品の外部接続端子に対応して基板に配置される複数のパッドとを備えるものがある（特許文献１参照）。

特開平１１−１５４７８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、部品から発生するノイズが他の部品に悪影響を与えることがないように考慮されたものではない。

本発明は、部品から発生するノイズが他の部品に対して悪影響を与え難くした回路基板、及びその回路基板を備える携帯端末を提供することを目的とする。

本発明の回路基板は、絶縁性の基板と、前記基板の一方の面に配設された、部品が実装されるランド部と、前記基板の一方の面に配設された、基準電位に電気的に接続される第１回路パターンと、前記ランド部の縁部から基板の平面方向に突設されることにより前記第１回路パターンと電気的に接続し、インダクタとして機能する複数の導通部と、前記導通部に対向して配設され、前記第１回路パターンに電気的に接続される第２回路パターンと、を備えることを特徴とする。

また、前記基板は、複数の絶縁層が積層された積層基板であり、前記第２回路パターンは、積層された前記絶縁層のいずれかの絶縁層間に配設されることが好ましい。

前記導通部には、集中定数素子を実装可能であることが好ましい。

また、本発明の携帯端末は、上述した回路基板と、前記回路基板に対向する位置に配置され、所定の波長の信号を受信するアンテナと、を備え、前記導通部の長さは、高周波的に略１／４波長となるように設定されることを特徴とする。

また、本発明の携帯端末は、上述した回路基板と、前記回路基板に対向する位置に配置され、所定の波長の信号を受信するアンテナと、を備え、前記導通部同士の間隔は、高周波的に略１／２波長となるように設定されることを特徴とする。

本発明は、部品から発生するノイズが他の部品に対して悪影響を与え難くすることができる。

本実施形態に係る携帯電話機の外観斜視図である。 携帯電話機の分解斜視図である。 モータが実装される部分の近傍を拡大した回路基板の平面図である。 図３に示すモータを取り除いた形態の回路基板の平面図である。 図４に示すＡ−Ａ’線における断面図である。 モータが実装されるランド部を拡大した回路基板の平面図である。 導通部の変形例について説明する平面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の携帯端末の一実施形態に係る携帯電話機１の基本構造について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る携帯電話機１の外観斜視図である。

携帯電話機１は、筐体２を備える。筐体２には、正面部に、タッチパネル１１と、マイク１２と、スピーカ１３とが配置される。

タッチパネル１１は、表示部（図示せず）と、検出部（図示せず）とを備える。表示部は、液晶表示パネル又は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示パネル等である。検出部は、表示部に対する携帯電話機１のユーザの指やタッチペン等の物体の接触を検出するセンサである。検出部には、例えば、静電容量方式や抵抗膜方式等のセンサが利用可能である。
マイク１２は、携帯電話機１のユーザが通話時に発した音声を入力するために用いられる。
スピーカ１３は、携帯電話機１のユーザの通話相手が発した音声を出力するために用いられる。

次に、携帯電話機１の内部構成について説明する。図２は、携帯電話機１の分解斜視図である。
筐体２は、フロントケース２ａと、リアケース２ｃとを備える。フロントケース２ａとリアケース２ｃとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。フロントケース２ａには、タッチパネル１１を正面部に露出させるための開口部２ｂが形成されている。また、リアケース２ｃには、メインアンテナ（図示せず）や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ（図示せず）や、ブルートゥース等の近距離無線通信に使用される近距離無線通信アンテナ（図示せず）等が配置される。
なお、メインアンテナ、ＧＰＳアンテナ及び近距離無線通信アンテナのうちのいずれか１つは、後述するランド部３０に対向するように配置されている。

筐体２の内部には、回路基板２０と、バッテリ１４とが配置される。回路基板２０は、タッチパネル１１や、被写体を撮像するカメラユニット２３や、バイブレータ機能に利用されるモータ２４（図３参照）や、種々の部品が実装される。また、回路基板２０は、部品同士等を電気的に接続するパターン（図示せず）を備える。

図３は、モータ２４が実装される部分の近傍を拡大した回路基板２０の平面図である。図４は、図３に示すモータ２４を取り除いた形態の回路基板２０の平面図である。図５は、図４に示すＡ−Ａ’線における断面図である。図６は、モータ２４が実装されるランド部３０を拡大した回路基板２０の平面図である。

回路基板２０を構成する基板２１は、絶縁性の基板である。基板２１は、１つの絶縁基板（絶縁層）から構成されてもよく、複数の絶縁基板２２が積層された積層基板から構成されてもよい。本実施形態の場合、基板２１は、３つの絶縁基板（絶縁層）２２が積層された構成である（図５参照）。

図３に示すように、基板２１の一方の面（本実施形態では、リアケースに対向する面）には、リアケースに設けられるアンテナのいずれか１つと電気的に接続するアンテナ電極２６と、基準電位（ＧＮＤ）に電気的に接続されるＧＮＤ電極２８とが配置される。アンテナ電極２６は、基板２１の一方の面に引き回されたパターン２７によって、不図示の通信部に接続される。ここで、基板２１が積層基板である場合には、アンテナ電極２６に接続されるパターン２７は、絶縁基板２２とこの絶縁基板２２に積層された他の絶縁基板２２との間（絶縁基板２２間）にも配置されてもよい。

また、図４に示すように、基板２１の一方の面には、ランド部３０と、２つの給電端子３２とが配置される。ランド部３０には、半田等の導電性接合材によってモータ２４が実装される（図３参照）。モータ２４には、回転軸に分銅２５が設けられている（図３参照）。このようなモータ２４が駆動することに伴って分銅２５が回転し、その回転する分銅２５によって筐体２が振動させられる。これにより、モータ２４及び分銅２５は、バイブレータとして機能する。

給電端子３２は、ランド部３０に隣接して配置される。ランド部３０にモータ２４が実装された場合、給電端子３２の上部には、モータ２４の電極が配置される。このため、給電端子３２は、上部に設けられた半田等の導電性接合材を介して、モータ２４の電極と１対１に導通することが可能になる。

さらに、基板２１の一方の面には、基準電位に電気的に接続される第１回路パターン３３が配置される。すなわち、第１回路パターン３３は、ＧＮＤ電極２８に接続されることにより基準電位（ＧＮＤ）に電気的に接続される。第１回路パターン３３は、アンテナ電極２６と、アンテナ電極２６に接続されるパターンと、ランド部３０と、給電端子３２との周囲に配置される。すなわち、アンテナ電極２６、アンテナ電極２６に接続されるパターン２７、ランド部３０及び給電端子３２のそれぞれと、第１回路パターン３３とは、所定の間隔が設けられることにより、電気的に接続されないようになっている。

また、回路基板２０には、第２回路パターン３４が配置される。第２回路パターン３４は、後述する導通部３１に対向して配置され、第１回路パターン３３に電気的に接続される。

第２回路パターン３４は、基板２１が複数の絶縁基板２２が積層された積層基板である場合に、積層された絶縁基板２２のいずれかの絶縁基板２２間に配置される。例えば、基板２１が３つの絶縁基板２２を積層した積層基板である場合、すなわち、下から上に向けて順に、第１絶縁基板２２（２２ａ）と、第２絶縁基板２２（２２ｂ）と、第３絶縁基板２２（２２ｃ）とが積層されている場合、第２回路パターン３４は、第１絶縁基板２２（２２ａ）と第２絶縁基板２２（２２ｂ）との間又は第２絶縁基板２２（２２ｂ）と第３絶縁基板２２（２２ｃ）との間に配置される。

第２回路パターン３４が配置される絶縁基板２２間を選択することにより、例えば、上述した第１絶縁基板２２（２２ａ）と第２絶縁基板２２（２２ｂ）との間に第２回路パターン３４を配置するか、又は、第２絶縁基板２２（２２ｂ）と第３絶縁基板２２（２２ｃ）との間に第２回路パターン３４を配置するか選択することにより、第２回路パターン３４と導通部３１とによって構成されるキャパシタの容量（浮遊容量）が変更される。

なお、導通部３１と、導通部３１に対向する第２回路パターン３４とによって構成されるキャパシタの容量を変更する場合には、第２回路パターン３４の平面サイズを変えることによってもその容量を変更することが可能である。

また、第２回路パターン３４は、平面視してランド部３０及び導通部３１と重ならない位置において、第１回路パターン３３と電気的に接続されている。例えば、第２回路パターン３４と第１回路パターン３３とは、ビアホール３５を介して電気的に接続されている（図５参照）。

また、図６に示すように、第１回路パターン３３とランド部３０との間には、複数の導通部３１が設けられる。導通部３１は、ランド部３０の縁部から基板２１の平面方向に突設されることにより第１回路パターン３３と電気的に接続し、インダクタとして機能する。

導通部３１は、例えば、０．２［ｍｍ］程度の幅を有するように細く形成される。このように、導通部３１は、幅が細く形成されることにより、インダクタとして機能することになる。これにより、導通部３１（インダクタ：Ｌ）と、導通部３１とそれに対向する第２回路パターン３４とによって構成されるキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）とによってパイ型共振回路が形成される。パイ型共振回路は、特定の周波数帯（共振周波数）において共振し、その特定の周波数帯において開放状態になる。

なお、導通部３１とそれに対向する第２回路パターン３４とによって構成されるキャパシタの浮遊容量を変更することにより、パイ型共振回路の共振周波数は変更される。具体的には、パイ型共振回路の共振周波数と、回路基板２０（モータ２４）に対向する位置に配置されるアンテナが受信（送信）する信号の周波数とが略一致するように、キャパシタの浮遊容量は変更される。

また、回路基板２０（モータ２４）に対向する位置に配置されるアンテナが所定の波長の信号の受信を少なくとも行う場合、導通部３１の長さは、高周波的に略１／４波長となるように設定される。回路基板２０（モータ２４）に対向する位置に配置されるアンテナ４がＧＰＳアンテナの場合には、ＧＰＳアンテナは、所定の波長約０．２［ｍ］（周波数約１．５［ＧＨｚ］）の信号を受信する。また、回路基板２０（モータ２４）に対向する位置に配置されるアンテナ４がメインアンテナの場合には、メインアンテナは、例えば、所定の波長約０．３７５［ｍ］（周波数約８００［ＭＨｚ］）の信号を受信する。また、回路基板２０（モータ２４）に対向する位置に配置されるアンテナ４が近距離無線通信用アンテナの場合には、近距離無線通信用アンテナは、例えば、所定の波長約０．１２５［ｍ］（周波数約２．４［ＧＨｚ］）の信号を受信する。このように、導通部３１の長さが高周波的に略１／４波長となるように設定されることにより、所定の波長に対応する周波数においてパイ型共振回路は開放状態となる。

さらに、複数の導通部３１の配置間隔（導通部３１同士の間隔）は、回路基板２０（モータ２４）に対向する位置に配置されるアンテナ４が所定の波長の信号の受信を少なくとも行う場合に、高周波的に略１／２波長となるように設定される。すなわち、図６において破線で示すように、隣り合う導通部３１の間隔ａ１は、高周波的に略１／２波長となる。これにより、ある一つの導通部３１（インダクタ：Ｌ）と、その導通部３１とそれに対向する第２回路パターン３４とによって構成されるキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）とで形成されるパイ型共振回路において、特定の周波数（共振周波数）帯で共振する場合には、他の導通部３１において形成されるパイ型共振回路においても、その特定の周波数（共振周波数）帯で共振する。すなわち、一つの導通部３１は、他の導通部３１の影響（インピーダンス変動）を防ぐことになる。

なお、ある一つの導通部３１と、それの対角に位置する導通部３１との間隔ａ２は、（２）^１／２×ａ１となる。その導通部３１が形成される回路基板２０は、携帯電話機等の携帯端末に搭載可能な大きさである。このため、導通部３１同士の間隔ａ２と間隔ａ１との誤差はわずかになり、その誤差が共振特性等に及ぼす影響を無視することができる。

導通部３１には、集中定数素子を実装可能である。すなわち、各導通部３１には、１つ又は複数の集中定数素子（チップ部品）を実装することが可能である。この場合、導通部３１には、集中定数素子を実装するための実装電極が形成される。これにより導通部３１は、集中定数素子を介して電気的に接続される。ここで、集中定数素子は、インダクタ及びキャパシタである。

次に、上述した回路基板２０（第２回路パターン３４及び導通部３１等）の作用について説明する。
給電端子３２からモータ２４に電力が供給された場合、モータ２４は、駆動する。この駆動に伴ってモータ２４からノイズが発生した場合、ノイズは、モータ２４を接合する導電性接合材を介してランド部３０及び導通部３１に伝わる。

導通部３１は、その導通部３１に対向するように配置された第２回路パターン３４と共に、ランド部３０と接続する部分及び第１回路パターン３３と接続する部分においてキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）を形成し、それぞれ浮遊容量を生じる。また、導通部３１は、インダクタとして機能する。そして、浮遊容量とインダクタンスとは、キャパシタと導通部３１（インダクタ）によって形成されるパイ型共振回路において特定の周波数帯（ここでは、モータ２４に対向して配置されたアンテナ４が受信する信号の周波数（波長））で共振が生じるように設定されている。

導通部３１に伝わったノイズのうち、パイ型共振回路において共振する周波数を有するノイズは、共振することによって第１回路パターン３３へは伝わらない。すなわち、ランド部３０は、高周波的に浮いた状態となる。これにより、アンテナ４によって受信される信号は、モータ２４から発生するノイズによる干渉を受け難くなる。

以上説明したように、本実施形態の回路基板２０及び携帯電話機１によれば、以下の効果が奏される。
すなわち、本実施形態の回路基板２０は、モータ２４が実装されるランド部３０と、インダクタとして機能する複数の導通部３１と、導通部３１に対向して配置された第２回路パターン３４とを備える。これにより、回路基板２０は、導通部３１と第２回路パターン３４とによってキャパシタを構成し、さらに、そのキャパシタとインダクタ（導通部３１）とによってパイ型共振回路を構成するので、モータ２４からランド部３０に伝わった特定の周波数帯のノイズ（パイ型共振回路によって共振する周波数のノイズ）を後段に伝わらないようにすることができる。よって、回路基板２０は、モータ２４から発生するノイズがアンテナ４に干渉することを低減することができる。

また、回路基板２０は、基板２１が積層基板となる場合に、積層された絶縁基板２２のいずれかの絶縁基板２２間に第２回路パターン３４が配置される構成である。このため、回路基板２０は、第２回路パターン３４が配置される絶縁基板２２間を選択することにより、第２回路パターン３４と導通部３１とによって構成されるキャパシタの容量を変えることができる。

また、回路基板２０は、導通部３１に集中定数素子を実装可能である。これにより、回路基板２０は、第２回路パターン３４と導通部３１で構成されるキャパシタの浮遊容量や、導通部３１のインダクタンスにかかわらず、導通部３１に集中定数素子を挿入することにより、パイ型共振回路の共振周波数を調整することができる。

また、携帯電話機１は、回路基板２０と、所定の波長の信号を受信することに少なくとも利用されるアンテナとを備え、導通部３１同士の間隔は、高周波的に１／２波長となるように設定される。これにより、携帯電話機は、いずれか一つの導通部３１において構成されるパイ型共振回路でモータ２４から発生したノイズが共振して、所定の周波数帯において開放状態になっている場合には、他の導通部３１において構成されるパイ型共振回路においてもモータ２４から発生したノイズが共振して、所定の周波数帯において開放状態にすることができる。

また、携帯電話機１は、導通部３１の長さが高周波的に１／４波長となるように設定される。これにより、携帯電話機は、導通部３１のインダクタンスと、第２回路パターン３４と導通部３１とで構成されるキャパシタの浮遊容量との共振に頼らなくても、所定の周波数帯において開放状態にすることができる。

上述した実施形態では、導通部３１の数が４つある場合について説明したが、導通部３１の数はこれに限定されることはない。すなわち、導通部３１の数は、２つ以上であればよい。例えば、図７に示すように、導通部３１の数が３つであってもよい。

また、ランド部３０に実装される部品はモータ２４に限定されることはなく、他の部品であってもよい。例えば、部品は、ノイズを発生するようなものであってもよい。このようなノイズを発生するような部品であっても、回路基板２０は、部品から発生するノイズがアンテナに干渉することを低減することができる。

１ 携帯電話機（携帯端末）
２０ 回路基板
２１ 基板
３０ ランド部
３１ 導通部
３３ 第１回路パターン
３４ 第２回路パターン

Claims (5)

1. 絶縁性の基板と、
   前記基板の一方の面に配設された、部品が実装されるランド部と、
   前記基板の一方の面に配設された、基準電位に電気的に接続される第１回路パターンと、
   前記ランド部の縁部から基板の平面方向に突設されることにより前記第１回路パターンと電気的に接続し、インダクタとして機能する複数の導通部と、
   前記導通部に対向して配設され、前記第１回路パターンに電気的に接続される第２回路パターンと、
   を備える回路基板。
2. 前記基板は、複数の絶縁層が積層された積層基板であり、
   前記第２回路パターンは、積層された前記絶縁層のいずれかの絶縁層間に配設される
   請求項１に記載の回路基板。
3. 前記導通部には、集中定数素子を実装可能である
   請求項１又は２に記載の回路基板。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板と、
   前記回路基板に対向する位置に配置され、所定の波長の信号を受信するアンテナと、を備え、
   前記導通部の長さは、高周波的に略１／４波長となるように設定される
   携帯端末。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板と、
   前記回路基板に対向する位置に配置され、所定の波長の信号を受信するアンテナと、を備え、
   前記導通部同士の間隔は、高周波的に略１／２波長となるように設定される
   携帯端末。

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