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

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光博 西園
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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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