JP2013165231A

JP2013165231A - 携帯端末

Info

Publication number: JP2013165231A
Application number: JP2012028580A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Abe; 康阿部; Sumihito Niwa; 純人丹羽; Mutsumi Yasui; 睦美安井; Keiichiro Yohara; 圭一朗與原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-22

Abstract

【課題】回路基板に実装された電子部品が発する熱を効率よく放熱できる携帯端末を提供する。
【解決手段】筐体１１に収容され複数の基材２１が積層された回路基板２０には凹部２３が設けられており、凹部２３の底面２３Ａに電子部品４０が実装されている。そして、凹部２３には、電子部品４０を覆い、かつ、凹部２３の内面２３Ｂに接触するように、凹部２３に熱伝導性樹脂が充填されて被覆部２４が形成されているので、被覆部２４を介して電子部品４０の熱が凹部２３の底面２３Ａおよび内面２３Ｂに伝達される。このため、電子部品４０が発する熱を効率よく放熱できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の基材が積層された回路基板に電子部品を取り付けた携帯端末に関するものである。

従来より、携帯端末等の電子機器においては、回路基板に種々の電子機器が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。
図１０に示すように、特許文献１に記載の回路モジュール１００は、プロセッサが発する熱を拡散するヒートパイプ１０１をベースとして、発熱量の大きいＣＰＵベアチップ１０２と回路モジュール基板１０３を接続した構造である。回路モジュール基板１０３にはキャビティ（貫通孔）が形成されている。ＣＰＵベアチップ１０２と回路モジュール基板１０３は、ボンディングワイヤ１０４で電気的に接続される。回路モジュール１００と回路モジュール基板１０３のキャビティ部及びボンディングワイヤ１０４との間にできた隙間は、ヒートパイプよりも熱伝導率が低いボッディングレジン１０５で充填される。
このように構成された回路モジュール基板１０３には、さらにキャッシュサブモジュール１０６、システムコントローラ１０７及びインターフェイス用コネクタ１０８といった主要部品が搭載される。

特開平１１−１８６７７１公報（第１図）

しかしながら、従来の携帯端末においては、回路基板（回路モジュール１００）の表面に、ＣＰＵベアチップ１０２等の電子部品が搭載されているので、電子部品が発した熱を放熱する回路基板の面積が少なくなって放熱性に限界があるという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、回路基板に実装された電子部品が発する熱を効率よく放熱できる携帯端末を提供することを目的とする。

本発明の携帯端末は、筐体と前記筐体に収容され、複数の基材が積層された回路基板と、前記回路基板に設けられた凹部と、前記凹部の底面に実装された電子部品と、前記電子部品を覆い、かつ、前記凹部の内面に接触するように前記凹部に充填された熱伝導性樹脂製の被覆部と、を備えるものである。

また、本発明の携帯端末は、前記回路基板における前記電子部品が実装された実装面とは反対側の面に積層された放熱用板と、前記実装面から前記反対側の面まで貫通するスルーホールと、前記スルーホールに充填された熱伝導性樹脂製の充填部と、を備えるものである。

さらに、本発明の携帯端末は、前記被覆部を覆うとともに孔部が設けられた天板部材を有し、前記孔部から突出する前記被覆部が前記筐体の内面に接触するものである。

本発明は、電子部品が取り付けられている凹部には、電子部品を覆い、かつ、凹部の内面に接触するように、熱伝導性樹脂が充填されて被覆部が形成されているので、被覆部を介して電子部品の熱が凹部の底面および内面に伝達される。このため、電子部品が発する熱を効率よく放熱できるという効果を有する携帯端末を提供できる。

本発明に係る第１実施形態の携帯端末の全体斜視図本発明に係る第１実施形態の携帯端末に用いられている回路基板の断面図本発明に係る第２実施形態の携帯端末に用いられている回路基板の断面図本発明に係る第３実施形態の携帯端末に用いられている回路基板の断面図本発明に係る第４実施形態の携帯端末に用いられている回路基板の断面図本発明に係る第５実施形態の携帯端末に用いられている回路基板の断面図本発明に係る第５実施形態の携帯端末における基板とシャーシとの位置関係を示す分解斜視図（Ａ）ないし（Ｄ）は回路基板とシャーシとの間に熱伝導性樹脂を充填する工程図本発明に係る第６実施形態の携帯端末における回路基板付近の断面図従来の回路基板の断面図

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の携帯端末について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の携帯端末１０は、例えば全体矩形箱状の筐体１１を有しており、筐体１１の内部に設けられているシャーシ（図示省略）に、回路基板２０が支持されている。

図２に示すように、回路基板２０は、複数のプリント配線基板（基材）２１が積層されており、回路基板２０の表面２２から内部に向かって凹部２３が形成されている。
凹部２３の内部には電子部品４０が収容されており、端子４１が凹部２３の底面２３Ａにおいてプリント配線基板２１に接続されて実装されている。
凹部２３には、電子部品４０を覆い、かつ、凹部２３の側面（内面）２３Ｂに接触するように、熱伝導性樹脂が充填されて、被覆部２４が形成されている。
熱伝導性樹脂としては、例えば、シリコンとアルミナから構成される樹脂を使用することができる。

凹部２３は、電子部品４０の全体形状に合わせた形状のものが考えられるが、例えば、矩形の凹部２３を設けた場合には、被覆部２４は、凹部２３の底面２３Ａと、４つの側面２３Ｂの合計５面に接する。
従って、電子部品４０から発せられた熱は、被覆部２４を介して、凹部の底面２３Ａ（図２中矢印Ａ参照）および側面２３Ｂに（図２中矢印Ｂ参照）伝達される。

以上、説明した本発明に係る第１実施形態の携帯端末１０によれば、筐体１１に収容され複数のプリント配線基板２１が積層された回路基板２０には凹部２３が設けられており、凹部２３の底面２３Ａに電子部品４０が実装されている。
そして、凹部２３には、電子部品４０を覆い、かつ、凹部２３の側面２３Ｂに接触するように熱伝導性樹脂が充填されて被覆部２４が形成されているので、被覆部２４を介して電子部品４０の熱が凹部２３の底面２３Ａおよび側面２３Ｂに伝達される。
このため、電子部品４０が発する熱を効率よく放熱できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の携帯端末について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る携帯端末１０と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図３に示すように、本発明に係る第２実施形態の携帯端末１０Ｂでは、回路基板２０の表層である実装面２５に電子部品４０が実装されている。また、実装面２５とは反対側の面（下面２６）には、放熱用のシートとして放熱用板２７が積層されている。放熱用板２７は、放熱用のシートであり、金属板やグラファイトシート等がある。また、放熱用板２７を、例えば回路基板２０を筐体１１の内部に保持するシャーシ等の金属板と兼ねてもよい。
また、実装面２５から下面２６まで貫通してスルーホール２８が設けられており、スルーホール２８の内部には、熱伝導性樹脂が充填されて充填部２９が形成されている。
スルーホール２８は、所定間隔で複数個設けられている。

従って、電子部品４０から発せられた熱は、回路基板２０の実装面２５に伝達され、スルーホール２８内の充填部２９を介して下面２６の放熱用板２７に伝達される（図３中矢印Ａ参照）。
そして、熱は、放熱用板２７の全面に伝達されて（図３中矢印Ｂ参照）、外部に放熱される。あるいは、放熱用板２７に接続されている筐体１１等を介して放熱される。

以上、説明した本発明に係る第２実施形態の携帯端末１０Ｂによれば、回路基板２０において電子部品４０が実装された実装面２５から、実装面２５とは反対側の下面２６まで貫通するスルーホール２８が設けられている。そして、スルーホール２８に熱伝導性樹脂が充填されて充填部２９が形成されている。
また、下面２６には、放熱用板２７が積層されており、スルーホール２８の充填部２９が放熱用板２７に接触している。
これにより、電子部品４０が発した熱は、スルーホール２８の充填部２９を介して、積層された回路基板２０の各層および実装面２５とは反対側の下面２６の放熱用板２７に伝達されて放熱されるので、効率よく放熱できる。
また、一般に用いられるサーマルビアに対して銅めっきやフィルドめっき等が不要のため、安価な基板製作が可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の携帯端末について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る携帯端末１０ないし第２実施形態に係る携帯端末１０Ｂと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図４に示すように、本発明に係る第３実施形態の携帯端末１０Ｄにおいては、実装面２５の内側（下側）の層に回路パターン３１が設けられており、電子部品４０は、回路基板２０の実装面２５に実装されて回路パターン３１に接続されている。
また、実装面２５から下面２６まで貫通してスルーホール２８が設けられており、スルーホール２８の内部には、熱伝導性樹脂が充填されて充填部２９を形成している。
回路パターン３１の３１Ａがスルーホール２８に露出しており、充填部２９に接触している。
さらに、実装面２５とは反対側の下面２６には、放熱用板２７が積層されている。

従って、電子部品４０から発せられた熱は、端子４１を介して回路パターン３１に伝達され（図４中矢印Ａ参照）、回路パターン３１を介して充填部２９に伝達される（図４中矢印Ｂ参照）。
そして、充填部２９を介して放熱用板２７に伝達され（図４中矢印Ｃ参照）、放熱用板２７を経由して（図４中矢印Ｄ参照）放熱される。あるいは、放熱用板２７に接続されている筐体１１等を介して放熱される。

以上、説明した本発明に係る第３実施形態の携帯端末１０Ｄによれば、前述した第２実施形態の携帯端末１０Ｂと同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、スルーホールとシャーシの接続箇所を任意に設計することが可能となり、放熱構造の自由度を高めることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の携帯端末について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る携帯端末１０ないし第３実施形態に係る携帯端末１０Ｄと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図５に示すように、本発明に係る第４実施形態の携帯端末１０Ｅにおいては、実装面２５の内側（下側）の層およびさらに内側の層に回路パターン３１、３２が設けられている。電子部品４０は、回路基板２０の実装面２５に実装されて回路パターン３１、３２に接続されている。

また、実装面２５から下面２６まで貫通してスルーホール２８が設けられており、スルーホール２８の内部には、熱伝導性樹脂が充填されて充填部２９が形成されている。回路パターン３１、３２の３１Ａ、３２Ａがスルーホール２８に露出しており、充填部２９に接触している。
さらに、実装面２５とは反対側の下面２６には、放熱用板２７が積層されており、放熱用板２７の切欠部２７Ａには、電子部品４２および電子部品４３が配置されて下面２６に実装されている。

従って、電子部品４０から発せられた熱は、端子４１を介して回路パターン３１または回路パターン３２に伝達され（図５中矢印Ａ参照）、回路パターン３１、３２を介して充填部２９に伝達される（図５中矢印Ｂ参照）。
そして、充填部２９を介して放熱用板２７に伝達され（図５中矢印Ｃ参照）、放熱用板２７を経由して（図５中矢印Ｄ参照）放熱される。あるいは、放熱用板２７に接続されている筐体１１等を介して放熱される。

以上、説明した本発明に係る第４実施形態の携帯端末１０Ｅによれば、前述した第２実施形態の携帯端末１０Ｂと同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、スルーホールとシャーシの接続箇所を任意に設計することが可能となり、放熱構造の自由度を高めることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態の携帯端末について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る携帯端末１０ないし第４実施形態に係る携帯端末１０Ｅと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図６および図７に示すように、本発明に係る第５実施形態の携帯端末１０Ｆでは、筐体１１の内側にはシャーシ（天板部材）３３が取り付けられており、シャーシ３３に回路基板２０が取り付けられる。
なお、シャーシ３３には、複数の孔（孔部）３３Ａが設けられている。
回路基板２０の実装面２５には、電子部品４０が実装されている。また、実装面２５には、電子部品４０を覆うように熱伝導性樹脂２４Ｂが設けられて被覆部２４が形成されている。
被覆部２４は、回路基板２０の実装面２５とシャーシ３３との間に充填されており、被覆部２４の一部はシャーシ３３の孔３３Ａから突出（突出部２４Ａ）して、筐体１１の内面１１Ａに当接している。

次に、熱伝導性樹脂２４Ｂにより被覆部２４を形成する工程について説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、回路基板２０の実装面２５に電子部品４０を取り付ける。
次いで、図８（Ｂ）に示すように、実装面２５の上に熱伝導性樹脂２４Ｂを塗布して被覆部２４を形成し、電子部品４０を完全に覆う。
そして、図８（Ｃ）に示すように、シャーシ３３を被覆部２４の上面にセットし、図８（Ｄ）に示すように、シャーシ３３を被覆部２４に押さえつける。これにより、熱伝導性樹脂２４Ｂの一部がシャーシ３３の孔３３Ａからはみ出して、突出部２４Ａを形成する。

従って、図６に示すように、電子部品４０から発せられた熱は、被覆部２４を介してシャーシ３３に伝達され（図６中矢印Ａ参照）、シャーシ３３から放熱される。
また、一部の熱は、被覆部２４の突出部２４Ａを介してシャーシ３３の孔３３Ａから筐体１１に伝達されて（図６中矢印Ｂ参照）、筐体１１から放熱される（図６中矢印Ｃ参照）。

なお、シャーシ３３に設けられている孔３３Ａは、回路基板２０に実装されている電子部品４０に対応して設けられており、配置および孔３３Ａの大きさを変えることにより、電子部品４０と筐体１１との間の熱伝導を調整することができる。
なお、シャーシ３３は、電子部品４０を覆うシールドケースであってもよい。

以上、説明した本発明に係る第５実施形態の携帯端末１０Ｆによれば、被覆部２４を形成する熱伝導性樹脂２４Ｂが、シャーシ３３に設けられている孔３３Ａから突出して筐体１１に接触している。
このため、電子部品４０から発せられた熱は、被覆部２４を介してシャーシ３３に伝達される。また、熱は、被覆部２４の突出部２４Ａを介して筐体１１に伝達されて筐体１１から放熱されるので、効率よく放熱できる。

（第６実施形態）
次に、本発明に係る第６実施形態の携帯端末について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る携帯端末１０ないし第５実施形態に係る携帯端末１０Ｆと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図９に示すように、本発明に係る第６実施形態の携帯端末１０Ｇでは、筐体１１の内側には放熱用板２７およびシャーシ３３が取り付けられており、放熱用板２７に回路基板２０が取り付けられている。
回路基板２０の表面２２には、内部に向かって凹部２３が形成されている。凹部２３の内部には電子部品４０が収容されており、端子４１が凹部２３の底面２３Ａにおいて回路基板２０に実装されている。

なお、凹部２３の底面２３Ａの下側の層には回路パターン３１が設けられており、電子部品４０は、凹部２３の底面２３Ａに実装されて回路パターン３１に接続されている。
また、放熱用板２７の切欠部２７Ａには、電子部品４２および電子部品４３が配置されて回路基板２０の下面２６に実装されている。

凹部２３には、電子部品４０を覆い、かつ、凹部の側面２３Ｂに接触するように、熱伝導性樹脂が充填されて、被覆部２４が形成されている。
熱伝導性樹脂としては、例えば、シリコンとアルミナとから構成される樹脂が使用できる。

凹部２３は、電子部品４０の全体形状に合わせた形状のものが考えられるが、例えば、矩形の凹部２３を設けた場合には、被覆部２４は、凹部２３の底面２３Ａと、４つの側面２３Ｂの合計５面に接する。
従って、電子部品４０から発せられた熱は、被覆部２４を介して、凹部の底面２３Ａおよび側面２３Ｂに伝達される。

電子部品４０が実装されている凹部２３の底面２３Ａから回路基板２０の下面２６まで、貫通してスルーホール２８Ｇが設けられており、スルーホール２８Ｇの内部には、熱伝導性樹脂が充填されて充填部２９Ｇが形成されている。
従って、充填部２９Ｇは、被覆部２４と連続している。
充填部２９Ｇは、放熱用板２７の上面に当接している。また、充填部２９Ｇは、回路パターン３１の端面３１Ａや下面３１Ｂに当接している。
なお、スルーホール２８Ｇは、所定間隔で複数個設けられている。

従って、電子部品４０から発せられた熱は、回路基板２０の凹部２３の底面２３Ａに伝達され、スルーホール２８Ｇ内の充填部２９Ｇを介して下面２６の放熱用板２７に伝達される。あるいは、端子４１から回路パターン３１に伝達され、さらにスルーホール２８Ｇの充填部２９Ｇに伝達されて、放熱用板２７に伝達される。
そして、熱は、放熱用板２７の全面に伝達されて、外部に放熱される。あるいは、放熱用板２７に接続されている筐体１１等を介して放熱される。
また、電子部品４０から発せられた熱の一部は、充填部２９Ｇから回路基板２０の各プリント配線基板２１に伝達される。

回路基板２０と筐体１１との間に設けられているシャーシ３３には、複数の孔３３Ａが設けられている。
被覆部２４は、シャーシ３３の孔３３Ａから筐体１１側に突出する突出部２４Ａを有しており、突出部２４Ａは筐体１１の内面１１Ａに当接している。

従って、電子部品４０から発せられた熱の一部は、被覆部２４を介してシャーシ３３に伝達され、シャーシ３３から放熱される。
また、一部の熱は、被覆部２４の突出部２４Ａを介してシャーシ３３の孔３３Ａから筐体１１に伝達されて、筐体１１から放熱される。

なお、シャーシ３３に設けられている孔３３Ａは、回路基板２０に実装されている電子部品４０に対応して設けられており、配置および孔３３Ａの大きさを変えることにより、電子部品４０と筐体１１との間の熱伝導を調整することができる。

以上、説明した本発明に係る第６実施形態の携帯端末１０Ｇによれば、電子部品４０が実装されている凹部２３には、電子部品４０を覆い、かつ、凹部２３の側面２３Ｂに接触するように、熱伝導性樹脂が充填されて被覆部２４が形成されている。
このため、被覆部２４を介して電子部品４０の熱が凹部２３の底面２３Ａおよび側面２３Ｂに伝達されるので、電子部品４０が発する熱を効率よく放熱できる。

また、実装面２５とは反対側の下面２６まで貫通するスルーホール２８Ｇが設けられており、スルーホール２８Ｇに熱伝導性樹脂が充填されて充填部２９Ｇが形成されていて、充填部２９Ｇが放熱用板２７に接触している。
このため、電子部品４０が発した熱は、充填部２９Ｇを介して、積層された回路基板２０の各層および実装面２５とは反対側の下面２６の放熱用板２７に伝達されて放熱されるので、効率よく放熱できる。

また、電子部品４０から発せられた熱は、端子４１を介して回路パターン３１に伝達され、回路パターン３１を介して充填部２９Ｇに伝達される。
そして、充填部２９Ｇを介して放熱用板２７に伝達され、放熱用板２７を経由して放熱される。あるいは、放熱用板２７に接続されている筐体１１等を介して放熱されるので、効率よく放熱できる。

さらに、被覆部２４を形成する熱伝導性樹脂が、シャーシ３３に設けられている孔３３Ａから突出して筐体１１に接触しているので、電子部品４０から発せられた熱は、被覆部２４を介してシャーシ３３に伝達される。
また、熱は、被覆部２４の突出部２４Ａを介して筐体１１に伝達されて筐体１１から放熱されるので、効率よく放熱できる。

なお、本発明の携帯端末は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。

以上のように、本発明にかかる携帯端末は、電子部品が取り付けられている凹部には、電子部品を覆い、かつ、凹部の内面に接触するように、熱伝導性樹脂が充填されて被覆部が形成されているので、被覆部を介して電子部品の熱が凹部の底面および内面に伝達される。このため、電子部品が発する熱を効率よく放熱できるという効果を有し、複数の基材が積層された回路基板に電子部品を取り付けた携帯端末等として有用である。

１０、１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ携帯端末
１１筐体
１１Ａ内面
２０回路基板
２１プリント配線基板（基材）
２３凹部
２３Ａ底面
２３Ｂ側面（内面）
２４被覆部
２６下面（反対側の面）
２７放熱用板
２８、２８Ｇスルーホール
２９、２９Ｇ充填部
３３シャーシ（天板部材）
３３Ａ孔（孔部）
４０、４２、４３電子部品

Claims

筐体と、
前記筐体に収容され、複数の基材が積層された回路基板と、
前記回路基板に設けられた凹部と、
前記凹部の底面に実装された電子部品と、
前記電子部品を覆い、かつ、前記凹部の内面に接触するように前記凹部に充填された熱伝導性樹脂製の被覆部と、を備える携帯端末。
請求項１に記載の携帯端末であって、
前記回路基板における前記電子部品が実装された実装面とは反対側の面に積層された放熱用板と、
前記実装面から前記反対側の面まで貫通するスルーホールと、
前記スルーホールに充填された熱伝導性樹脂製の充填部と、を備える携帯端末。
請求項１または請求項２に記載の携帯端末であって、
前記被覆部を覆うとともに孔部が設けられた天板部材を有し、
前記孔部から突出する前記被覆部が前記筐体の内面に接触する携帯端末。