JP2021128100A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】筐体におけるヒートスポットの温度を精度良く検出する電子機器を提供する。
【解決手段】第１の基板（１０）において電子部品（１２）が配置された箇所を含む領域であって第１の基板（１０）の表側又は裏側の領域を覆う放熱部材（１４）と、第１の基板（１０）及び放熱部材（１４）を少なくとも収容する筐体（３０）と、筐体（３０）内において、放熱部材（１４）に対して、第２の断熱層を介して対向する第２の基板（２２）と、第２の基板（２２）に配置されたサーミスタ（２４）とを備えている。
【選択図】図１
【解決手段】第１の基板（１０）において電子部品（１２）が配置された箇所を含む領域であって第１の基板（１０）の表側又は裏側の領域を覆う放熱部材（１４）と、第１の基板（１０）及び放熱部材（１４）を少なくとも収容する筐体（３０）と、筐体（３０）内において、放熱部材（１４）に対して、第２の断熱層を介して対向する第２の基板（２２）と、第２の基板（２２）に配置されたサーミスタ（２４）とを備えている。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子機器に関する。
近年、電子機器、特にスマートフォンに代表される小型かつ薄型の電子機器について、その高性能化に伴い、使用時等における電子機器の筐体表面の温度上昇の懸念が高まっている。特に、５Ｇ通信または８Ｋカメラ録画のような新規のユースケースでは、ＣＰＵ，ＧＰＵ等の消費電力が特に大きくなるため、電子機器が局所的に高温になってしまい、過度な温度を有するヒートスポットが発生する。
例えば、特許文献１では、電子装置の基板に配置されたプロセッサ５が、当該基板に配置された温度センサから第１の測定値を取得し、当該プロセッサが、伝達関数と第１の測定値とに基づき筺体の表面の表面温度を算出する構成が記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、基板に温度センサが配置される構造なので、基板の他の部品が発熱した際に、温度センサが当該他の部品が発生する熱の影響を受けてしまう。このため、筐体表面温度との相関が崩れ、正しく表面温度が算出できず、過度な温度を有するヒートスポットが発生し得るという問題がある。
ヒートスポットの発生を抑制するために、ＣＰＵやＧＰＵ等の演算負荷をむやみに下げてしまうと、演算の遅延等が不必要に発生し、不必要にパフォーマンスが低下するという問題がある。
本発明の一態様は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、筐体におけるヒートスポットの温度を精度良く検出する電子機器を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電子機器は、熱源となる電子部品と、当該電子部品が配置された第１の基板とを備えた電子機器であって、前記第１の基板において前記電子部品が配置された箇所を含む領域であって前記第１の基板の表側又は裏側の領域を、第１の断熱層を介して覆う放熱部材と、前記第１の基板及び前記放熱部材を少なくとも収容する筐体と、前記筐体内において、前記放熱部材に対して、第２の断熱層を介して対向する第２の基板と、前記第２の基板に配置されたサーミスタとを備えている。
本発明の一態様によれば、自身の筐体の温度を精度よく検出することのできる電子機器を実現することができる。
〔実施形態１〕
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する。なお、本発明の一態様に係る電子機器の一例としては、スマートフォンが挙げられる。但し、本発明の一態様に係る電子機器としては、スマートフォンの他、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、タブレット端末、冷蔵庫等の家電製品などの各種製品が想定される。
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する。なお、本発明の一態様に係る電子機器の一例としては、スマートフォンが挙げられる。但し、本発明の一態様に係る電子機器としては、スマートフォンの他、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、タブレット端末、冷蔵庫等の家電製品などの各種製品が想定される。
図１は、本実施形態に係る電子機器１の断面図である。図１に示すように、電子機器１は、第１の基板１０、電子部品１２、放熱部材１４、保持部材２０、第２の基板２２、サーミスタ２４、筐体３０を備えている。
電子機器１は、サーミスタ２４が検出する温度を参照して、電子部品１２の演算負荷を調整することによって、筐体３０の温度が所定の温度以下となるように温度の管理を行う。このため、サーミスタ２４が検出する温度と筐体３０との温度とがなるべく近い値となることが好ましい。なお、上述のような温度管理は、一例として電子部品１２が処理主体として行ってもよいし、他の部材が行ってもよい。
また、電子機器１は、サーミスタ２４が検出する温度にオフセットを加算したり減算したりすることによって筐体３０の温度を推定する構成としてもよい。
以下の説明では、図１に示すように、第１の基板の法線方向をｙ方向と呼び、第１の基板に平行な方向をそれぞれｘ方向、及びｚ方向と呼ぶことがある。また、第１の基板１０から見て第２の基板２２が存在する側への向きを、ｙ方向の正の向きとする。
第１の基板１０は、一例として、リジット基板である。第１の基板１０の具体的構成例については参照する図面を替えて後述する。第１の基板１０上には、後述する電子部品１２以外に、他の電子部品や素子が配置され得る。
（電子部品）
電子部品１２は、第１の基板１０上に配置されている。電子部品１２は、熱源となり得るものであり、それぞれの発熱の有無・程度は使用態様に応じて変化する。
電子部品１２は、第１の基板１０上に配置されている。電子部品１２は、熱源となり得るものであり、それぞれの発熱の有無・程度は使用態様に応じて変化する。
電子部品１２は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphical Processing Unit）等の集積回路を含むＳｏＣ（System on Chip）を備えて構成される。ただしこれは本実施形態を限定するものではなく、熱源となり得る他の電子部品であってもよい。電子部品１２の具体的構成例については、参照する図面を替えて後述する。
なお、図１において、第１の基板１０上の電子部品１２の位置、大きさはあくまで一例に過ぎず、本実施形態を限定するものではない。
（放熱部材及び第１の断熱層）
放熱部材１４は、図１に示すように、第１の基板１０において電子部品１２が配置された箇所を含む領域を第１の断熱層Ｌ１を介して覆っている。放熱部材１４は、一例として板状の部材である。
放熱部材１４は、図１に示すように、第１の基板１０において電子部品１２が配置された箇所を含む領域を第１の断熱層Ｌ１を介して覆っている。放熱部材１４は、一例として板状の部材である。
ここで、第１の基板１０において電子部品１２が配置されている面を表側の面と呼び、電子部品１２が配置されていない面を裏側の面と呼んだとすると、図１の例では、放熱部材１４は、第１の基板１０の表側を覆っている。ただし、これは本実施形態を限定するものではなく、放熱部材１４は、第１の基板１０の裏側を覆う構成としてもよい。より具体的には、図１において、電子部品１２を、第１の基板１０において、図１に図示されている放熱部材１４とは反対側の面に配置する構成としてもよい。
また、放熱部材１４は、図１の丸印Ａ１及びＡ２に示すように、第１の基板１０に接続されている。これにより、放熱部材１４は、電子部品１２が発生させ第１の基板１０を伝導する熱を、放熱部材１４に効率的に伝導させ放熱することができる。
第１の断熱層Ｌ１は、一例として空気である。第１の断熱層Ｌ１の他の例として断熱部材を用いることが挙げられる。より具体的には、電子部品１２と、放熱部材１４との間に、断熱性を有する断熱部材を配置する構成としてもよい。また、第１の断熱層Ｌ１が、断熱部材及び空気層の双方を含む構成としてもよい。
放熱部材１４を構成する材料としては、第１の基板１０の熱伝導率以上の熱伝導率を有する材料から構成されている。ここで、第１の基板１０の熱伝導率とは、主として樹脂から構成される第１の基板１０の本体、及び第１の基板１０内に設けられた金属製の配線全体を含む熱伝導率をいい、典型的には、おおよそ、２０Ｗ／ｍＫ程度である。
後述するように、第１の基板１０の電子部品１２付近には、電気伝導率および熱伝導率の高い材料から構成される配線およびビア（サーマルビア）が多く設けられるため、第１の基板１０全体の熱伝導率より、電子部品１２から放熱部材１４までの熱伝導率は高くなる。第１の基板１０の電子部品１２から放熱部材１４までの熱伝導率は、基板全体の伝導率の３倍以上、更に基板に銅をふんだんに使う、サーマルビアを可能な限り多く設けるなどの構造上の工夫をすることによっては基板全体の熱伝導率の５〜１０倍になる。したがって、より好ましくは、放熱部材１４を構成する材料は、第１の基板１０の電子部品１２から放熱部材１４までの熱伝導率以上の熱伝導率を有する材料で構成されてもよい。例えば、放熱部材は熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫ以上である材料から構成されていてもよい。前記放熱部材１４の具体的な材料としては、例えば、銅、金、銀、アルミニウム等を含む材料が挙げられるが、これらに限定されない。
上述のように、放熱部材１４は、第１の基板１０に接続されている。電子部品１２から発生した熱は、第１の基板１０内を主に内部に配置される配線を通して拡がり、第１の基板１０から放熱される。更に、第１の基板１０に拡がった熱は、第１の基板１０と放熱部材１４との接続部分から放熱部材１４全体へと拡がっていく。放熱部材１４全体に亘って拡がった熱は、筐体３０の広い領域に拡がり、筐体３０の表面からも放熱される。
放熱部材１４は、上述したように、熱伝導率の高い材料で構成されているため、放熱部材１４に伝わった熱は、放熱部材１４中に素早く平滑に拡がるため、放熱部材１４の温度が電子部品１２に対向する領域で局所的に上昇するのを抑制することができる。したがって、筐体３０の表面においても、電子部品１２に近い領域で過度な温度を有するヒートスポット（ＨＳ）が発生するのを抑制することができる。
（保持部材、第２の基板、及び第２の断熱層）
保持部材２０は、第２の基板２２を保持する。保持部材２０は一例として樹脂材料により構成されるがこれは本実施形態を限定するものではない。
保持部材２０は、第２の基板２２を保持する。保持部材２０は一例として樹脂材料により構成されるがこれは本実施形態を限定するものではない。
第２の基板２２は、保持部材２０によって保持される。第２の基板２２は一例としてフレキシブルプリント基板であるが、これは本実施形態を限定するものではない。
図１に示すように、第２の基板２２は、筐体３０内において、放熱部材１４の主面に対して、第２の断熱層Ｌ２を介して、対向する。即ち、第２の基板２２は、放熱部材１４に対して、第２の断熱層Ｌ２を介して，放熱部材１４から見て第１の基板１０とは反対側に配置される。
また、図１に示すように、第２の基板２２は、保持部材２０の、第１の基板１０側の面に配置されている。第２の基板２２をこのように配置することによって、サーミスタ２４の検出温度を筐体３０の温度に、より好適に近づけることができる。
第２の断熱層Ｌ２は、一例として空気である。第２の断熱層Ｌ２の他の例として断熱部材を用いることが挙げられる。より具体的には、放熱部材１４と、第２の基板２２との間に、断熱性を有する断熱部材を配置する構成としてもよい。また、第２の断熱層Ｌ２が、断熱部材及び空気層の双方を含む構成としてもよい。
（サーミスタ）
サーミスタ２４は、第２の基板２２上に配置されている。また図１に示すように、サーミスタ２４は、一例として、第２の基板２２において第１の基板１０側とは反対側の面に配置されている。
サーミスタ２４は、第２の基板２２上に配置されている。また図１に示すように、サーミスタ２４は、一例として、第２の基板２２において第１の基板１０側とは反対側の面に配置されている。
このようにサーミスタ２４を、第２の基板２２において第１の基板１０側とは反対側の面に配置することによって、サーミスタ２４の検出温度を筐体３０の温度に、より好適に近づけることができる。
また、図１に示すように、サーミスタ２４は、保持部材２０に接しないように第２の基板２２上に配置されている。換言すれば、サーミスタ２４は、保持部材２０と離間して配置されている。サーミスタ２４を保持部材２０と離間して配置することによって、サーミスタ２４が保持部材２０の温度変化の影響を受けづらくなるので、サーミスタ２４による検出温度を参照して筐体３０の温度をより好適に算出することができる。
（筐体及び第３の断熱層）
図１に示すように、筐体３０は、第１の基板１０、放熱部材１４、保持部材２０、及び第２の基板２２を収容している。
図１に示すように、筐体３０は、第１の基板１０、放熱部材１４、保持部材２０、及び第２の基板２２を収容している。
また、図１に示すように、保持部材２０と筐体３０との間には、第３の断熱層Ｌ３が配置されている。ここで、第３の断熱層Ｌ３は、一例として空気である。第３の断熱層Ｌ３の他の例として断熱部材を用いることが挙げられる。より具体的には、保持部材２０と、筐体３０との間に、断熱性を有する断熱部材を配置する構成としてもよい。また、第３の断熱層Ｌ３が、断熱部材及び空気層の双方を含む構成としてもよい。
上記の構成によれば、筐体３０の過度な温度上昇を抑制することができる。
（サーミスタ配置の具体例）
続いて、図２を参照して、サーミスタ２４の配置の具体例について説明する。図２は、保持部材２０、第２の基板２２、及びサーミスタ２４を、ｙ方向の正の側から負の向きに見た正面図である。図２において、領域１２ａは、一例として保持部材２０において電子部品１２に対向する領域を示している。
続いて、図２を参照して、サーミスタ２４の配置の具体例について説明する。図２は、保持部材２０、第２の基板２２、及びサーミスタ２４を、ｙ方向の正の側から負の向きに見た正面図である。図２において、領域１２ａは、一例として保持部材２０において電子部品１２に対向する領域を示している。
図２に示すように、一例として、第２の基板２２は、少なくとも一部が領域１２ａに重畳するように配置されている。また、図２に示すように、第２の基板２２は、一例として屈曲部を有する帯状の基板であり、サーミスタ２４は、第２の基板の端部に、保持部材２０に接しないように、保持部材２０とは離間して配置されている。
また、図１及び図２に示すように、サーミスタ２４は、電子部品１２のｙ方向直上ではない位置に配置されている。換言すれば、サーミスタ２４のｘ軸上の位置及びｚ軸上の位置の少なくとも何れかは、電子部品１２のｘ軸上の位置及びｚ軸上の位置とは異なっている。これにより、サーミスタ２４が電子部品１２から過度な熱の影響を受けるといった問題を回避することができる。
以上のように構成された電子機器１では、サーミスタ２４は、電子部品１２が配置された第１の基板１０上ではなく、第２の基板２２上に配置されている。このため、電子部品１２の温度変化の影響を直接的に受けることはない。
また、上述のように、サーミスタ２４は、電子部品１２のｙ方向直上ではない位置に配置されているので、サーミスタ２４が電子部品１２の温度変化の影響を直接的に受けることはない。
また、電子機器１において、電子部品１２から発生した熱は、一例として、基板１０又は第１の断熱層Ｌ１を伝わり、放熱部材１４に伝わる。そして、放熱部材１４から第２の断熱層Ｌ２を介して第２の基板２２に伝わる。
このため、電子機器１によれば、サーミスタ２４の検出温度を参照して筐体３０の温度を好適に算出することができる。したがって、電子機器１によれば、筐体３０の温度を精度よく検出することができる。
電子機器１は、検出した筐体３０の温度に応じて、熱源である電子部品１２に対してきめ細かなパフォーマンス制御を行うことができるので、筐体３０の表面温度を安全基準温度以下に抑えつつ、かつ積極的なパフォーマンスを発揮させることができる。このため、電子機器１によれば、ユーザに対して快適な操作性を提供することが出来る。
（第１の基板と放熱部材との接続）
続いて、図３を参照して、第１の基板１０と放熱部材１４との接続のされ方の一例について説明する。
続いて、図３を参照して、第１の基板１０と放熱部材１４との接続のされ方の一例について説明する。
図３は、図１における丸印Ａ１で示した範囲の拡大断面図である。図２における丸印Ａ２で示した範囲も同様の構成を有する。
図３に示すように、第１の基板１０は、第１の樹脂層１０ａ、配線層１０ｂ、第２の樹脂層１０ｃ、グラウンド層１０ｄ、及び第３の樹脂層１０ｅが積層されて構成される。また、図３に示すように、第１の基板１０は、第１の基板１０の表面と裏面とを接続するビア１０ｆを備えていてもよい。
配線層１０ｂは、第１の基板に実装される電子部品や素子を互いに電気的に接続するための配線が配置されている層である。配線層１０ｂは、例えば銅のような伝導性を有する材料によって構成される。また、図３に示すように、配線層１０ｂは、第１の樹脂層１０ａと第２の樹脂層１０ｃとの間に配置される。
グラウンド層１０ｄは、第１の基板１０に実装される電子部品や素子に接続されるグラウンド（接地）が配置されている層である。グラウンド層１０ｄは、例えば銅のような伝導性を有する材料によって構成される。また、図３に示すように、グラウンド層１０ｄは第２の樹脂層１０ｃと第３の樹脂層１０ｅとの間に配置される。但し、図３に示した構造は多層基板の構造の一例であって、樹脂層、配線層、グラウンド層の構造的順序や層数などは、図３に示した構造に限定されない。
ビア１０ｆは、第１の基板１０の裏面から表面までを接続ホールの内側に電気伝導度及び熱伝導度の高い材料、例えば銅等の金属が充填されている。ここで、ビア１０ｆは、基板１０の裏面から表面までを貫くスルーホール（スルーホールビア）であってもよい。スルーホールは、一例として銅のように電気伝導性及び熱伝導性を有する材料によって内側表面が覆われる構成であってもよい。
図３に示すように、ビア１０ｆは、グラウンド層１０ｄに対して接触し、配線層１０ｂの配線に接しないように配置されている。
また、第１の基板１０の表側の面における、ビア１０ｆの端部は、放熱部材１４に接触している。また、一例として、ビア１０ｆの当該端部と放熱部材１４とは半田１５によって互いに固定される。
上記構成によれば、電子部品１２で発生した熱を第１の基板１０内に設けたグラウンド層１０ｄに伝達させ、グラウンド層１０ｄからビア１０ｆを介して、放熱部材１４に効率よく伝熱することができる。したがって、前述したように、第１の基板１０の電子部品１２付近は配線もビア１０ｆも多く設けられるため、第１の基板１０全体の熱伝導率より、電子部品１２から放熱部材１４までの熱伝導率は高くなる。なお、基板１０におけるビア１０ｆの数が多いほど、第１の基板１０全体の熱伝導率が向上し、放熱効果も高い。したがって、ビア１０ｆの数をなるべく多くすることが好適である。
なお、第１の基板１０の電子部品１２付近には、電気伝導率および熱伝導率の高い材料から構成される配線およびビア（サーマルビア）１０ｆが多く設けられるため、第１の基板１０全体の熱伝導率より、電子部品１２から放熱部材１４までの領域の熱伝導率は高くなる。したがって、前述したように、放熱部材１４の材料としては、第１の基板１０の電子部品１２から放熱部材１４までの熱伝導率以上の熱伝導率を有する材料で構成されることが好ましい。
（電子部品の構成）
図４は、電子部品１２の一例の断面図を示す。電子部品１２は、少なくとも集積回路が形成されている集積回路層１２ａと、集積回路層１２ａよりも第１の基板１０から遠い側に、少なくともメモリが形成されているメモリ層１２ｂと備えていてもよい。集積回路層１２ａとしては、例えば、ＳＯＣ（System on Chip）であってもよい。集積回路層１２ａおよびメモリ層１２ｂは、熱伝導率の低い樹脂層１２ｃに囲まれている。したがって、上記構成では、集積回路層１２ａで発生した熱は、樹脂層１２ｃおよびメモリ層１２ｂに阻まれて、第１の基板１０と反対側からは放熱し難い。
図４は、電子部品１２の一例の断面図を示す。電子部品１２は、少なくとも集積回路が形成されている集積回路層１２ａと、集積回路層１２ａよりも第１の基板１０から遠い側に、少なくともメモリが形成されているメモリ層１２ｂと備えていてもよい。集積回路層１２ａとしては、例えば、ＳＯＣ（System on Chip）であってもよい。集積回路層１２ａおよびメモリ層１２ｂは、熱伝導率の低い樹脂層１２ｃに囲まれている。したがって、上記構成では、集積回路層１２ａで発生した熱は、樹脂層１２ｃおよびメモリ層１２ｂに阻まれて、第１の基板１０と反対側からは放熱し難い。
しかし、本実施形態の構成によれば、電子部品１２から発生した熱を第１の基板１０側から好適に熱を除くことができる。したがって、上記のような電子部品であっても、電子機器での温度上昇を抑制することができる。
（電子機器の構成）
図５には、本発明の電子機器１の一例の側面断面図を示す。電子機器１は、第１の基板１０及び放熱部材１４を少なくとも収容する筐体と、筐体のある一面側に配置された表示パネル５０とを備え、表示パネル５０とは反対側に配置されている筐体の部分から電子部品１２の熱を放熱する。即ち、放熱部材１４は、第１の基板１０から見て表示パネル５０とは反対側に配置されてもよい。
図５には、本発明の電子機器１の一例の側面断面図を示す。電子機器１は、第１の基板１０及び放熱部材１４を少なくとも収容する筐体と、筐体のある一面側に配置された表示パネル５０とを備え、表示パネル５０とは反対側に配置されている筐体の部分から電子部品１２の熱を放熱する。即ち、放熱部材１４は、第１の基板１０から見て表示パネル５０とは反対側に配置されてもよい。
図５に示すように、本例に係る電子機器１は、筐体３０を第１の筐体として備えており、更に、筐体４０を第２の筐体として備えている。第２の筐体４０の材料は、筐体３０と同様の構成材料であってもよい。第１の筐体３０および第２の筐体４０の材料としては、金属、樹脂その他の材料が用いられてもよい。また、第２の筐体４０には開口部か形成されており、当該開口部に表示パネル５０が配置されている。
なお、図５において、第１の基板１０から見て第２の筐体４０側には部品を示していないが、これは本実施形態を限定するものではなく、本例に係る電子機器１は、第１の基板１０から見て第２の筐体４０側に１又は複数の部品を備えていてもよい。
上記構成によれば、電子部品１２で発生した熱は、放熱部材１４を介して第１の筐体３０（図５における右側）から広い範囲で放熱させることができる。したがって、通常ユーザの持ち手となる第１の筐体３０から、過度な温度を有するヒートスポットを発生させることなく、放熱させることができる。このように上記の例によれば、持ち手側の第１の筐体３０に過度な温度を有するヒートスポットが生じることを抑制し、電子部品１２から発生する熱を好適に放熱することができる。
（サーミスタの配置位置及び電子機器の設計）
以下では、図６を参照しながら、本実施形態に係るサーミスタ２４の配置位置及び電子機器１の設計について、熱抵抗及び熱伝導の観点から詳細に説明を行う。
以下では、図６を参照しながら、本実施形態に係るサーミスタ２４の配置位置及び電子機器１の設計について、熱抵抗及び熱伝導の観点から詳細に説明を行う。
上述したように、電子機器１では、第１の基板１０を第１の断熱層Ｌ１を介して覆う放熱部材１４と、第１の基板１０及び放熱部材１４を少なくとも収容する筐体３０と、筐体３０内において、放熱部材に１４に対して、第２の断熱層Ｌ２を介して対向する第２の基板を備え、第２の基板２２にサーミスタ２４が配置される。
このため、電子機器１によれば、サーミスタ２４の検出温度を参照して筐体３０の温度を精度よく算出することができる。
本実施形態１に係る電子機器１は、更に、電子部品１２から筐体３０の放熱部分までの熱抵抗および熱容量と、電子部品１２からサーミスタ２４までの熱抵抗および熱容量とが略同一となるように設計されている。
換言すれば、サーミスタ２４は、電子部品１２から筐体３０の放熱部分までの熱抵抗ＲＨおよび熱容量ＣＨと、電子部品１２からサーミスタ２４までの熱抵抗ＲＴおよび熱容量ＣＴとが、
ＲＨ≒ＲＴ ・・・（式１）
ＣＨ≒ＣＴ ・・・（式２）
を満たすような配置位置に配置されている。ここで、本実施形態では、一例としてＲＨとＲＴとが、１０パーセント程度の違いであれば、式１が成立していると考えてよい。また、一例として、ＣＨとＣＴとが１０パーセント程度の違いであれば、式２が成立していると考えてよい。
ＲＨ≒ＲＴ ・・・（式１）
ＣＨ≒ＣＴ ・・・（式２）
を満たすような配置位置に配置されている。ここで、本実施形態では、一例としてＲＨとＲＴとが、１０パーセント程度の違いであれば、式１が成立していると考えてよい。また、一例として、ＣＨとＣＴとが１０パーセント程度の違いであれば、式２が成立していると考えてよい。
ただし、ＲＨとＲＴとが、５パーセント程度の違いに収まり、ＣＨとＣＴとが５パーセント程度の違いに収まることがより好ましい。
図６は、電子機器１における熱容量及び熱抵抗を説明するための図面である。図６に示す符号Ｐ１〜Ｐ７は、以下の意味を有する。
Ｐ１：第１の断熱層Ｌ１の厚み
Ｐ２：放熱部材１４の厚み
Ｐ３：第２の断熱層Ｌ２の厚み
Ｐ４：第２の基板２２の厚み
Ｐ５：保持部材２０の厚み
Ｐ６：第３の断熱層Ｌ３の厚み
Ｐ７：筐体３０の厚み
なお、上記説明において「厚み」とは、第１の基板１０の法線方向に沿った厚みのことを指す。
Ｐ２：放熱部材１４の厚み
Ｐ３：第２の断熱層Ｌ２の厚み
Ｐ４：第２の基板２２の厚み
Ｐ５：保持部材２０の厚み
Ｐ６：第３の断熱層Ｌ３の厚み
Ｐ７：筐体３０の厚み
なお、上記説明において「厚み」とは、第１の基板１０の法線方向に沿った厚みのことを指す。
電子機器１では、式１及び式２が満たされるように、上記のパラメータＰ１〜Ｐ７の少なくとも一部が調整されている。
更に、電子機器１は、式１及び式２が満たされるように、上記のパラメータＰ１〜Ｐ７の少なくとも一部と共に、又はそれらに代えて、第１の基板１０の材料、放熱部材１４の材料、第２の基板２２の材料、保持部材２０の材料、筐体３０の材料が調整されている。
上記のように構成された電子機器１によれば、電子部品１２から筐体３０の放熱部分までの熱抵抗および熱容量と、電子部品１２からサーミスタ２４までの熱抵抗および熱容量とが略同一であるので、筐体３０の温度制御を、サーミスタ２４の検出温度を参照することによって精度よく行うことができる。
〔実施形態２〕
続いて、図７〜図８を参照して、第２の実施形態について詳細に説明する。上述の実施形態において既に説明した部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
続いて、図７〜図８を参照して、第２の実施形態について詳細に説明する。上述の実施形態において既に説明した部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
図７は、本実施形態に係る電子機器１ａの部分断面図である。図７に示すように、電子機器１ａは、第１の実施形態に係る電子機器１が備える保持部材２０に代えて、保持部材２０ａを備えている。電子機器１ａのその他の構成は電子機器１と同様である。図８は、保持部材２０ａ及びサーミスタ２４を示す斜視図である。
図７及び図８に示すように、保持部材２０ａには、開口が形成されており、当該開口内に、サーミスタ２４が配置されている。ここで、サーミスタ２４は、開口の内周に接しないよう配置されている。すなわち、サーミスタ２４は、実施形態１と同様に、保持部材２０ａから離間されて配置されている。
したがって、サーミスタ２４が保持部材２０の温度変化の影響を受けづらくなるので、サーミスタ２４による検出温度を参照して筐体３０の温度制御をより好適に行うことができる。
〔まとめ〕
〔態様１〕
本発明の電子機器は、熱源となる電子部品と、当該電子部品が配置された第１の基板とを備えた電子機器であって、前記第１の基板において前記電子部品が配置された箇所を含む領域であって前記第１の基板の表側又は裏側の領域を、第１の断熱層を介して覆う放熱部材と、前記第１の基板及び前記放熱部材を少なくとも収容する筐体と、前記筐体内において、前記放熱部材に対して、第２の断熱層を介して対向する第２の基板と、前記第２の基板に配置されたサーミスタとを備えている。
〔態様１〕
本発明の電子機器は、熱源となる電子部品と、当該電子部品が配置された第１の基板とを備えた電子機器であって、前記第１の基板において前記電子部品が配置された箇所を含む領域であって前記第１の基板の表側又は裏側の領域を、第１の断熱層を介して覆う放熱部材と、前記第１の基板及び前記放熱部材を少なくとも収容する筐体と、前記筐体内において、前記放熱部材に対して、第２の断熱層を介して対向する第２の基板と、前記第２の基板に配置されたサーミスタとを備えている。
前記構成によれば、サーミスタの検出温度を参照して筐体の温度を精度よく算出することができる。
〔態様２〕
本発明の電子機器において、前記サーミスタは、前記第２の基板において前記第１の基板側とは反対側の面に配置されている。
本発明の電子機器において、前記サーミスタは、前記第２の基板において前記第１の基板側とは反対側の面に配置されている。
前記構成によれば、サーミスタの検出温度を筐体の温度に、より好適に近づけることができる。
〔態様３〕
本発明の電子機器において、前記放熱部材の材料は銅を含む。
本発明の電子機器において、前記放熱部材の材料は銅を含む。
前記構成によれば、電気伝導度、及び熱伝導性が共に高く、安価な銅を放熱部材として用いることにより、電子機器の温度上昇を抑制することができる。
〔態様４〕
本発明の電子機器において、前記第２の基板を保持する保持部材を備え、前記サーミスタは、前記保持部材と離間して配置されている。
本発明の電子機器において、前記第２の基板を保持する保持部材を備え、前記サーミスタは、前記保持部材と離間して配置されている。
前記構成によれば、サーミスタが保持部材の温度変化の影響を受けづらくなるので、サーミスタによる検出温度を参照して好適に温度管理を行うことができる。
〔態様５〕
本発明の電子機器において、前記第２の基板は、フレキシブルプリント基板であり、前記保持部材の、前記第１の基板側の面に配置されている。
本発明の電子機器において、前記第２の基板は、フレキシブルプリント基板であり、前記保持部材の、前記第１の基板側の面に配置されている。
前記構成によれば、サーミスタの検出温度を筐体の温度に、より好適に近づけることができる。
〔態様６〕
本発明の電子機器において、前記保持部材と、前記筐体との間には、第３の断熱層が配置されている。
本発明の電子機器において、前記保持部材と、前記筐体との間には、第３の断熱層が配置されている。
前記構成によれば、筐体３０の過度な温度上昇を抑制することができる。
〔態様７〕
本発明の電子機器において、前記電子部品から前記筐体の放熱部分までの熱抵抗および熱容量と、前記電子部品から前記サーミスタまでの熱抵抗および熱容量を略同一とする。
本発明の電子機器において、前記電子部品から前記筐体の放熱部分までの熱抵抗および熱容量と、前記電子部品から前記サーミスタまでの熱抵抗および熱容量を略同一とする。
前記構成によれば、筐体の温度制御を、サーミスタの検出温度を参照することによって精度よく行うことができる。
〔態様８〕
本発明の電子機器において、筐体のある一面側に配置された表示パネルを備え、前記表示パネルとは反対側に配置されている筐体の部分から前記電子部品の熱を放熱する。
本発明の電子機器において、筐体のある一面側に配置された表示パネルを備え、前記表示パネルとは反対側に配置されている筐体の部分から前記電子部品の熱を放熱する。
前記構成によれば、通常ユーザが電子機器を持つ側、即ち、表示パネルとは反対側から広い範囲に亘って熱を発散させることができる。したがって、ユーザの持ち手が熱くなる等の問題を防ぐことができる。
１ 電子機器
１０ 基板
１０ｂ 配線層
１０ａ 第１の樹脂層
１０ｃ 第２の樹脂層
１０ｄ グラウンド層
１０ｅ 第３の樹脂層
１０ｆ ビア
１２ 電子部品
１２ａ 集積回路層
１２ｂ メモリ層
１２ｃ 樹脂層
１３ 断熱層
１４ 放熱部材
１５ 半田
２０ 保持部材
２２ 第２の基板
２４ サーミスタ
３０ 第１の筐体
４０ 第２の筐体
５０ 表示パネル
１０ 基板
１０ｂ 配線層
１０ａ 第１の樹脂層
１０ｃ 第２の樹脂層
１０ｄ グラウンド層
１０ｅ 第３の樹脂層
１０ｆ ビア
１２ 電子部品
１２ａ 集積回路層
１２ｂ メモリ層
１２ｃ 樹脂層
１３ 断熱層
１４ 放熱部材
１５ 半田
２０ 保持部材
２２ 第２の基板
２４ サーミスタ
３０ 第１の筐体
４０ 第２の筐体
５０ 表示パネル
Claims (8)
- 熱源となる電子部品と、当該電子部品が配置された第１の基板とを備えた電子機器であって、
前記第１の基板において前記電子部品が配置された箇所を含む領域であって前記第１の基板の表側又は裏側の領域を、第１の断熱層を介して覆う放熱部材と、
前記第１の基板及び前記放熱部材を少なくとも収容する筐体と、
前記筐体内において、前記放熱部材に対して、第２の断熱層を介して対向する第２の基板と、
前記第２の基板に配置されたサーミスタと
を備えていることを特徴とする電子機器。 - 前記サーミスタは、前記第２の基板において前記第１の基板側とは反対側の面に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。 - 前記放熱部材の材料は銅を含む
ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の電子機器。 - 前記第２の基板を保持する保持部材を備え、前記サーミスタは、前記保持部材と離間して配置されている
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電子機器。 - 前記第２の基板は、
フレキシブルプリント基板であり、
前記保持部材の、前記第１の基板側の面に配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。 - 前記保持部材と、前記筐体との間には、第３の断熱層が配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の電子機器。 - 前記電子部品から前記筐体の放熱部分までの熱抵抗および熱容量と、前記電子部品から前記サーミスタまでの熱抵抗および熱容量を略同一とすることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電子機器。
- 前記筐体のある一面側に配置された表示パネルを備え、
前記表示パネルとは反対側に配置されている筐体の部分から前記電子部品の熱を放熱することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の電子機器。
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