JP2012212802A

JP2012212802A - 携帯電子機器及びそのケーシングの製法

Info

Publication number: JP2012212802A
Application number: JP2011078113A
Authority: JP
Inventors: Jiro Horie; 二郎堀江
Original assignee: MITSUI BUSSAN PLASTICS TRADE CO Ltd
Current assignee: MITSUI BUSSAN PLASTICS TRADE CO Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-01
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: TW201240591A; CN102740624A; KR20120111865A; TWI430743B; JP5575688B2

Abstract

【課題】内部電子部品にて発生した熱をケーシング外表面から効率よく放熱する又は熱拡散する携帯電子機器を提供する。
【解決手段】ケーシング外表面１０を形成する薄肉表壁部２と、薄肉表壁部２の裏面の一部に積層されると共に内部電子部品５の発熱部６からの熱を伝導させてケーシング外表面１０から放熱させる熱伝導性シート体３と、熱伝導性シート体３の裏面及び薄肉表壁部２の裏面に溶融樹脂の固化によって一体状に積層形成される内壁部４と、から構成されるケーシング部材１を具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電子機器及びそのケーシングの製法に関する。

携帯電話やスマートフォン、タブレット型通信端末、ノートパソコン等の携帯電子機器は、ケーシングの内部に電子部品を有している。この電子部品の内、ＣＣＤカメラモジュールやＩＣチップ等の部品は電力の消費に伴って発熱するため、ケーシングの内部にて発生した熱を拡散させて放熱するための熱拡散シートが、ケーシングの裏面に貼り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１１７５９４号公報

しかし、従来の携帯電子機器に於て、特許文献１記載のような熱拡散シートは、ケーシングの裏面に両面粘着テープにて後付けで貼着されていた。よって、ケーシングの裏面にリブやボスが形成されている場合には、貼る場所が制限されて発熱部に対応できず、有効に貼り付けることができなかった。しかも、ケーシングの裏面に熱拡散シートが露出しているため、内部に電子部品を収納して組立てる作業時等に於て、熱拡散シートが損傷を受けたり、剥がれてしまう虞れがあった。

また、熱拡散シートが、ケーシング外表面から（ケーシング肉厚分だけ）離れた裏面に貼着されているため、発熱部からの熱をケーシング外に逃がしにくく、放熱特性が劣化する欠点があった。

そこで、本発明は、上記の問題点の解決するため、内部電子部品にて発生した熱をケーシング外表面から効率よく放熱する（又は熱拡散する）携帯電子機器及びそのケーシングの製法を提供することを目的とする。

本発明に係る携帯電子機器は、ケーシング外表面を形成する薄肉表壁部と、該薄肉表壁部の裏面の一部に積層されると共に内部電子部品の発熱部からの熱を伝導させて上記ケーシング外表面から放熱させる熱伝導性シート体と、該熱伝導性シート体の裏面及び上記薄肉表壁部の裏面に溶融樹脂の固化によって一体状に積層形成される内壁部と、から構成されるケーシング部材を具備するものである。

また、本発明に係る携帯電子機器用ケーシングの製法は、浅皿状の薄肉表壁部を形成し、該薄肉表壁部の裏面に熱伝導性シート体を貼着し、該熱伝導性シート体を貼着した上記薄肉表壁部を金型内に設置して、該薄肉表壁部の裏面に溶融樹脂を注入して内壁部を一体状に積層させ、上記熱伝導性シート体を上記薄肉表壁部と上記内壁部との間に埋設する方法である。

本発明の携帯電子機器によれば、熱伝導性シート体をケーシング部材に埋設することができ、効率よく放熱でき、あるいは、熱拡散できる。薄肉表壁部の裏面が広範囲に平面を有しているため、任意の箇所に熱伝導性シート体を貼り付けることが可能である。つまり、ケーシング裏面のリブやボスに左右されることなく、熱伝導性シート体を内部電子部品の発熱部に対応させて有効に配設でき、放熱特性、及び／又は、熱拡散特性を向上できる。しかも、ケーシング部材を薄肉化できる。また、ケーシング外表面に近い位置に熱伝導性シート体を配設でき、確実に放熱できる。また、本発明の携帯電子機器用ケーシングの製法によれば、熱伝導性シート体を確実に一体化して埋設することができる。即ち、薄肉で、かつ、優れた放熱特性、及び／又は、熱拡散特性を有するケーシングを製作することができる。

本発明の実施の一形態を示した断面正面図である。本発明の携帯電子機器を示した平面図である。ケーシング部材を示した一部破断斜視図である。ケーシング部材の底面図である。携帯電子機器用ケーシングの製造方法を説明するための断面正面図である。携帯電子機器用ケーシングの製造方法を説明するための断面正面図である。携帯電子機器用ケーシングの製造方法を説明するための断面正面図である。携帯電子機器用ケーシングの製造方法を説明するための断面正面図である。携帯電子機器用ケーシングの製造方法を説明するための断面正面図である。ケーシング部材の要部拡大断面正面図である。本発明の他の実施形態を示した断面正面図である。本発明の別の実施形態を示した断面正面図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１と図２に示すように、本発明に係る携帯電子機器は、携帯電話やスマートフォン、タブレット型通信端末、ＰＤＡ、電子辞書、ノートパソコン等であって、ケーシング部材１によって内部電子部品５を外装しており、内部電子部品５には使用に伴って発熱する発熱部６が含まれる。
本発明の携帯電子機器は、ケーシング外表面１０を形成する薄肉表壁部２と、薄肉表壁部２の裏面の一部に積層されると共に内部電子部品５の発熱部６からの熱を伝導させてケーシング外表面１０から放熱させる熱伝導性シート体３と、熱伝導性シート体３の裏面及び薄肉表壁部２の裏面に溶融樹脂の固化によって一体状に積層形成される内壁部４と、から構成されるケーシング部材１を具備している。

図１〜図４に示すように、ケーシング部材１は、内部電子部品５を外部の衝撃から保護する殻構造であって、外装体として十分な剛性をもって作製されている。ケーシング部材１には、内部電子部品５を嵌め込むための孔部１１が貫設され、裏面には、リブＲ，Ｒが突設されている。ケーシング部材１は、図例では、平面視略長方形状に形成されているが、形状及び大きさは設計変更可能である。
内部電子部品５とは、プリント基板やディスプレイ、ＣＰＵ、メモリ等を包含するものである。その内、発熱部（発熱源）６としては、例えば、ＣＣＤカメラモジュールやＩＣチップ等が熱を発生しやすいといわれている。

熱伝導性シート体３は、例えば、面方向への熱伝導性が１０００Ｗ／ｍＫ〜２０００Ｗ／ｍＫであり、厚み方向への熱伝導性が３Ｗ／ｍＫ〜７Ｗ／ｍＫとなるように形成されている。つまり、熱伝導性シート体３は、面方向に素早く熱を拡散するように構成されており、その熱拡散率は７．０ｃｍ^２／ｓ〜１１．０ｃｍ^２／ｓに設定するのが好ましい。言い換えると、図２に示すように、熱伝導性シート体３は、発熱部６の発熱により生ずるヒートスポットＡ_１〜Ａ_３に対応するヒートスポット対応部を有する形状とされ、図中矢印で示すように熱を伝達して放熱部Ｚから熱を放散し、ヒートスポットＡ_１〜Ａ_３の温度上昇を緩和している。熱伝導性シート体３は、面方向への熱伝導に優れているため、発熱部６が相互に離れた位置に配置されている場合であっても、ヒートスポット対応部から放熱部Ｚまでスムーズに熱を伝搬して、熱を拡散するように構成されている。熱伝導性シート体３の厚さ寸法Ｔ_３は、３０μｍ〜２００μｍに設定され、より好ましくは、４０μｍ〜１００μｍとして薄膜状に形成するのが良い。図６と図９に示すように、熱伝導性シート体３は、グラファイトシート３０の表裏に、ＰＥＴ樹脂から成る補強用の保護層３１と、アクリル系粘着材から成る（両面粘着テープ等の）粘着層３２を積層している。なお、グラファイトシート３０は、銅の３倍以上、アルミの６倍以上の極めて優れた熱伝導性を有していることが知られている。

図３及び図４に示すように、薄肉表壁部２は、真空成形又は圧縮成形により浅皿状に形成された樹脂成型品であり、ケーシング外表面１０を形成する薄い化粧板である。薄肉表壁部２は、原材料として透明な熱可塑性シート材の裏面に印刷層を設けたものを用いるのが望ましく、この印刷層により、ケーシング部材１に美観的な装飾を施すことが可能であり、その装飾を半永久的に保存できる。なお、薄肉表壁部２の厚さ寸法Ｔ_２は、７５μｍ〜２００μｍに設定されている（図１０参照）。
内壁部４は、熱可塑性プラスチックから成り、例えば、ＡＢＳ樹脂を溶融させて（金型内で）熱伝導性シート体３及び薄肉表壁部２の裏面側に流し込み、固化させることで積層形成されている。なお、内壁部４の厚さ寸法Ｔ_４は、６００μｍ〜３０００μｍに設定されている（図１０参照）。
つまり、ケーシング部材１は、浅皿状の薄肉表壁部２の底面に於て広範囲にわたって形成される平坦面に、所望の形状の熱伝導性シート体３を貼り付けることが可能である。また、図１０に示すように、ケーシング部材１は、ケーシング外表面１０に近い位置に熱伝導性シート体３を配設しており、薄肉表壁部２を介して外部に熱を放散し易いように構成されている。

次に、本発明の携帯電子機器用ケーシングの製法を説明する。
図５に於て、２点鎖線で示す（予め印刷層を形成した）熱可塑性シート材を、図示省略の熱源により加熱して軟化させる。軟化した熱可塑性シート材を、多数の小孔部２１…を有する真空成形用の金型２０上に載置し、小孔部２１に負圧を発生させて熱可塑性シート材を金型２０に密着させる。又は、（図示省略するが）熱プレス成形、高圧成形等を用いるも自由であり、要するに、熱可塑性シート材に熱を加えて軟化させ、圧力を何らかの手段（方法）で加えて成形する。そして、冷却して硬化した熱可塑性シート材の不要部分を切り落として、浅皿状の薄肉表壁部２を形成する。

次に、図６（ａ）に示すように、浅皿状の薄肉表壁部２の裏面（底面）に、熱伝導性シート体３を貼着する。この際、熱伝導性シート体３は、予め、切取り又は打抜き等の方法で、所定の形状に成形しておき、粘着層３２を保護するための剥離紙を捲って、粘着層３２を薄肉表壁部２の裏面に密着させる。熱伝導性シート体３は、粘着層３２、グラファイトシート３０、保護層３１の順に、薄肉表壁部２の裏面に積層するように貼り付けられる（図６（ｂ）参照）。

次に、図７に示すように、熱伝導性シート体３を貼着した薄肉表壁部２を、（熱伝導性シート体３の裏面側及び薄肉表壁部２の裏面側に空間が形成されるように）射出成形用の金型４０内に設置する。
そして、図８に示すように、この金型４０内で、薄肉表壁部２の裏面に溶融樹脂を（矢印Ｅのように）注入（充填）して、内壁部４を積層形成する（いわゆる、フィルムインサート成形を行う）。その後、射出成形用の金型４０を開いてケーシング半製品を取り出し、溶融樹脂を固化させることで、熱伝導性シート体３を、薄肉表壁部２と内壁部４との間に埋設して一体化する（図９（ａ）参照）。

図９（ｂ）に示すように、熱伝導性シート体３は、グラファイトシート３０に保護層３１を積層して有しているので、内壁部４を積層する工程の途中で、グラファイトシート３０が破損したり剥がれたりすることなく保護され、しかも、（ＰＥＴ樹脂から成る）保護層３１と、（ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性プラスチックから成る）内壁部４とが、融合する。こうして作製されたケーシング部材１は、内壁部４が十分な接着力をもって熱伝導性シート体３の裏面に密着し、薄肉表壁部２と内壁部４との間に熱伝導性シート体３を確実に埋設一体化する。

次に、図１１に基づいて、本発明の他の実施形態を説明する。
上述の実施形態と相違する点は、ケーシング部材１に於て、熱伝導性シート体３の一部分が（局部的に）薄肉表壁部２の裏面から離れるように形成されており、内部電子部品５の発熱部６に対応して、内壁部４に被覆されることなく熱伝導性シート体３の一部が露出し、発熱部６に当接して直接に熱を奪う熱受取部８を構成している。この熱受取部８は、薄肉表壁部２との間に、複数の粘着剤層を介設するか、又は、スペーサ等を介装して積層されている。この構成により、熱伝導性シート体３の熱受取部８が、発熱部６からより一層効率的に熱を受理することが可能となり、放熱特性、及び／又は、熱拡散特性をさらに向上することができる。その他の構成は、上述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、本発明は設計変更可能であって、例えば、図１２に示すように、熱伝導性シート体３の一部分を、発熱部６に対応して、複数回折り畳んで肉厚の熱受取部８を形成しても良い。この熱受取部８は、薄肉表壁部２の裏面に粘着剤層やスペーサを介さずに接すると共に、発熱部６に直接当接して、熱を効率よく伝達してケーシング外表面１０から放熱、及び／又は、熱拡散することが可能である。

以上のように、本発明に係る携帯電子機器は、ケーシング外表面１０を形成する薄肉表壁部２と、薄肉表壁部２の裏面の一部に積層されると共に内部電子部品５の発熱部６からの熱を伝導させてケーシング外表面１０から放熱させる熱伝導性シート体３と、熱伝導性シート体３の裏面及び薄肉表壁部２の裏面に溶融樹脂の固化によって一体状に積層形成される内壁部４と、から構成されるケーシング部材１を具備するので、熱伝導性シート体３をケーシング部材１に埋設することができ、効率よく放熱、及び／又は、熱拡散できる。薄肉表壁部２の裏面が広範囲に平面を有しているため、任意の箇所に熱伝導性シート体３を貼り付けることが可能である。つまり、ケーシング部材１裏面のリブＲ，Ｒに左右されることなく、熱伝導性シート体３を内部電子部品５の発熱部６に対応させて有効に配設でき、放熱特性（又は熱拡散特性）を向上できる。しかも、ケーシング部材１を薄肉化できる。また、ケーシング外表面１０に近い位置に熱伝導性シート体３を配設でき、確実に放熱できる。例えば、携帯電話を長時間継続使用して、内部電子部品５の発熱部６から熱を発生した場合であっても、（放熱、及び／又は、熱拡散によって）ケーシング外表面１０が人の肌に触れる部分の温度上昇を防止できる。

また、本発明の携帯電子機器用ケーシングの製法は、浅皿状の薄肉表壁部２を形成し、薄肉表壁部２の裏面に熱伝導性シート体３を貼着し、熱伝導性シート体３を貼着した薄肉表壁部２を金型内に設置して、薄肉表壁部２の裏面に溶融樹脂を注入して内壁部４を一体状に積層させ、熱伝導性シート体３を薄肉表壁部２と内壁部４との間に埋設するので、熱伝導性シート体３を確実に一体化して埋設することができる。即ち、薄肉で、かつ、優れた放熱特性（又は熱拡散特性）を有するケーシングを製作することができる。

１ケーシング部材
２薄肉表壁部
３熱伝導性シート体
４内壁部
５内部電子部品
６発熱部
１０ケーシング外表面

Claims

ケーシング外表面（１０）を形成する薄肉表壁部（２）と、該薄肉表壁部（２）の裏面の一部に積層されると共に内部電子部品（５）の発熱部（６）からの熱を伝導させて上記ケーシング外表面（１０）から放熱させる熱伝導性シート体（３）と、該熱伝導性シート体（３）の裏面及び上記薄肉表壁部（２）の裏面に溶融樹脂の固化によって一体状に積層形成される内壁部（４）と、から構成されるケーシング部材（１）を具備することを特徴とする携帯電子機器。
浅皿状の薄肉表壁部（２）を形成し、該薄肉表壁部（２）の裏面に熱伝導性シート体（３）を貼着し、該熱伝導性シート体（３）を貼着した上記薄肉表壁部（２）を金型内に設置して、該薄肉表壁部（２）の裏面に溶融樹脂を注入して内壁部（４）を一体状に積層させ、上記熱伝導性シート体（３）を上記薄肉表壁部（２）と上記内壁部（４）との間に埋設することを特徴とする携帯電子機器用ケーシングの製法。