JP3698525B2

JP3698525B2 - 複合筐体

Info

Publication number: JP3698525B2
Application number: JP18242097A
Authority: JP
Inventors: 靖油井; 勝幸栗田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH1126979A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータや携帯電話等の情報機器類の筐体に関し、より詳しく言えばこれらの機器類から放射される電磁波（ノイズ）の遮蔽に優れ且つ放熱性にも優れた複合筐体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯パーソナルコンピュータの開発が盛んであり、最新の高速ＭＰＵの採用により、パーソナルコンピュータから放射される電磁波や、放出される熱が問題になってきている。電子部品類から放射される電磁波や、放出される熱は、プリンタ等のパーソナルコンピュータ周辺機器においても、また携帯電話等においても、同様に問題になっている。
【０００３】
これらの問題の解決方法として、各種電子機器類の筐体でもって電磁波をシールドし、且つ放熱を図ることが試みられており、これまでに、樹脂成形体にめっきを施した筐体、金属筐体、ヒートパイプやファンを取り付けた筐体等が開発されている。
【０００４】
樹脂成形体にめっきを施した筐体では、めっきの膜厚が一般に１〜２μｍと薄いため、電磁波シールド効果は得られるものの、放熱性に劣る。そのため、放熱源の電子部品（ＭＰＵ等）を冷却するために、アルミニウムのブロック、ヒートパイプ等の二次的な冷却手段を追加する必要があることから、冷却構造が複雑になり、信頼性に欠ける点が問題となっている。
【０００５】
図１に、このような樹脂成形体にめっきを施した筐体の例を示す。この筐体１は、樹脂成形体２と、その片面に施されためっき膜３から構成される。ＭＰＵ等の電子部品４を基板５に搭載してこの筐体１に収容して使用する場合には、電子部品４の温度上昇が甚だしくなるため、アルミニウムブロック６を電子部品４と筐体１との間に介在させることで、放熱性の向上を図っている。
【０００６】
一方、金属筐体では、電磁波のシールド効果も放熱性も良好であるが、金属の熱伝導性が高いため筐体自体が熱く感じられる不都合がある。また、ヒートパイプやファンを取り付けた筐体では、先にも言及したように、冷却構造が複雑になり、信頼性に欠ける不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、これまでの筐体においては、電磁波のシールドと放熱対策を両立するのが困難であった。
そこで、本発明は、電磁波シールド特性と放熱性の両方に優れた、電子機器用の新しい筐体を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合筐体は、電子部品を収容する筐体の部分を成す樹脂成形体と、当該樹脂成形体における前記電子部品が搭載される面に且つ、前記筐体の少なくとも前記樹脂成形体を有しない部分に形成された電磁波シールド用金属板との一体化により前記筐体を成す一次複合筐体と、当該一次複合筐体の該電磁波シールド用金属板が形成された面と反対の面に当該一次複合筐体を覆うよう被着された薄膜又はシート状の放熱材とから構成されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一つの態様では、放熱用材料として、樹脂ビーズ又は無機の粉末を混入した塗料から形成した塗膜を使用する。
本発明のもう一つの態様では、放熱用材料として、樹脂、ゴム、布あるいは紙製のシート状材料を使用する。
本発明の別の態様では、放熱用材料として、めっきを施した樹脂フィルムを使用する。
これらの各材料を組み合わせて使用することも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の複合筐体は、一次複合筐体とその少なくとも一部の面に被着させた放熱用材料から構成される。
【００１１】
一次複合筐体は、金属板と樹脂成形体から構成される。金属板としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、鉄、鉛、銅、銀、金、ニッケル、コバルト、クロム、チタン、スズ、マグネシウム及びそれらの合金から製造されたものを使用することができる。また、樹脂成形体は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂や、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等の、電子機器類の筐体で一般に使用されている任意の樹脂の成形体を使用することができる。一次複合筐体を製作するには、金属板を所定の形状に加工し、これを金型に入れ、そして樹脂を射出成形すればよい。この際に、金属板と樹脂材料との接着性の向上を図るため、金型に入れる金属板に接着剤をつけるのが好ましい。接着剤としては、例えば、ブタジエンゴムやスチレンゴムを基剤とするゴム系の接着剤を有利に使用することができる。一般に、接着剤は金属板にスポット状につければ十分であり、そのためにはスクリーン印刷等の手法を利用することができる。
【００１２】
放熱用材料としては、（１）樹脂ビーズ又は無機の粉末を混入した塗料から形成した塗膜、（２）樹脂、ゴム、布あるいは紙製のシート状材料、あるいは（３）めっきを施した樹脂フィルム、等の薄膜又はシート状材料を使用することができる。
【００１３】
上記（１）の塗膜は、樹脂ビーズ又は無機の粉末を混入した塗料を、金属板と樹脂成形体から製作した一次複合筐体の少なくとも一部の面に塗布して形成することができる。
【００１４】
使用可能な樹脂ビーズの例としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等から製造された球体、中空体、又は異形状のビーズを挙げることができる。無機粉末として使用可能なものは、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ₄、ＳｉＣ、ＴｉＯ、ＴｉＯ₂、ＴｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＭｇＯ₂、ＺｒＯ₂、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、ＴｉＢあるいはガラス等の粉末や、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、亜鉛、鉄、コバルト、クロム、チタン、スズ及びそれらの合金の粉末である。２種類以上の粉末の混合物を使用することも可能である。
【００１５】
このような樹脂ビーズあるいは無機粉末を混入する塗料は、一般の塗装に使用されるものでよい。一例として、アクリル系、ウレタン系、あるいはエポキシ系の塗料を挙げることができる。
【００１６】
樹脂ビーズあるいは無機粉末と塗料との混合比は、一般には、前者が混合物の５〜１０重量％、後者が９５〜９０重量％を占めるような割合とするのが好ましい。樹脂ビーズ又は無機粉末が５重量％より少ないと十分な放熱性が得られなくなり、１０重量％を超えると放熱性の向上に及ぼす効果が頭打ちとなるほかに、塗料の色に変化が生じやすくなる。とは言え、この混合比は、使用する特定の樹脂ビーズ又は無機粉末と特定の塗料との組み合わせに応じて変わり得るものであり、必ずしも上記の割合に限定されることはない。
【００１７】
使用する樹脂ビーズあるいは無機粉末の粒径は、入手先から供給されるそれらの固有の粒径に依存し、またそれを混入した塗料を一次複合筐体に塗布して形成する薄膜（塗膜）の厚さにある程度依存して決定される。とは言え、一般的に言えば、５〜１００μｍ程度の粒径のものを好ましく使用することができる。本発明においては、使用する樹脂ビーズあるいは無機粉末の粒度分布が重要であり、粒径が比較的そろっているものよりも、粒度分布にある程度の広がりのあるもの、すなわち小さな粒子と大きな粒子がランダムに含まれているものを使用するほうが良好な結果が得られる。この理由ははっきりとは分からないが、大きな粒子の間に小さな粒子が存在することで、放熱のための熱の伝導経路ができやすくなるためではないかと考えられる。
【００１８】
塗料への樹脂ビーズ又は無機粉末の混入には、均一な混合物が得られる限り、どのような手段を用いても差し支えない。樹脂ビーズ又は無機粉末を混入した塗料は、溶剤として通常のシンナー類（トルエン、キシレン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等）で、一次複合筐体に塗布するのに適当な濃度に希釈することができる。塗布には、どのような手法を用いてもよいが、例えばスプレーコーティング等の均一な膜厚の塗膜を得るのに好適な手法を利用するのがより好ましい。
【００１９】
一般に、塗膜を厚く形成するほうが放熱に有利であり、必要な膜厚を得るために必要な場合には塗料を複数回塗布するようにする。とは言え、塗膜の膜厚は一般には１００μｍ以上あれば十分であり、５０μｍ程度の膜厚でも筐体内に収容した電子部品の表面温度を１〜２℃ほど低下させることができることが確認されている。
【００２０】
上記の（２）のシート状材料は、樹脂（例としてＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂等）のシート材料、天然ゴムと合成ゴムを含めた各種ゴムのシート、布（例えば木綿等の各種天然繊維製、あるいはナイロン、アクリル繊維等の各種合成繊維製の布）、又は各種の紙でよい。使用するシート材料の厚さは、所期の放熱性をもたらすのに十分であるように選択される。概して、０．５μｍ以上の厚さを使用するのが好ましい。
【００２１】
シート材料は、金属板と樹脂成形体とから構成された一次複合筐体へ張りつけることで被着させることができる。そのためには、接着剤を使用してもよく（一次複合筐体の製作のため金属板と樹脂成形体との接着に用いられるのと同様の接着剤を使用することができる）、あるいは両面テープ（例えば日東社や３Ｍ社により市販されている工業用両面テープ）を用いてもよい。
【００２２】
上記の（３）のめっきを施した樹脂フィルムとしては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等の基材樹脂の表面に銅、ニッケル、アルミニウム等をめっきしたものを用いることができる。基材樹脂は０．５ｍｍ以上の厚さであれば十分であり、めっきの厚さは１〜３μｍ程度で十分である。基材樹脂へのめっきは、真空めっき法や無電解めっき法を利用して行うことができる。
【００２３】
めっきした樹脂フィルムを一次複合筐体に被着させるのには、上記のシート材料の被着と同じように、接着剤や両面テープを使用することができる。めっきした樹脂フィルムは２層以上を重ねても差し支えない。
【００２４】
本発明では、放熱用材料として、上記の如き薄膜状のもの（樹脂ビーズ又は無機粉末を混入した塗料から形成した塗膜）を使用するにせよ、シート状のもの（樹脂、ゴム等のシート状材料や、めっきを施した樹脂フィルム等）を使用するにせよ、放熱用材料は一次複合筐体の少なくとも一部に被着させればよく、もちろんながら一次複合筐体の全面に被着させてもよい。
【００２５】
また、２種類以上の放熱用材料を組み合わせて使用しても差し支えない。
【００２６】
本発明によれば、使用する金属板が電磁波の遮蔽効果をもたらす一方で、放熱用材料が適度の放熱性をもたらす。使用する放熱用材料の種類と厚さに応じて、筐体内に収容された電子部品の表面温度は０．１〜１５℃程度低下する。
【００２７】
【実施例】
次に、実施例を参照して本発明を更に説明する。言うまでもなく、本発明はこれらの実施例に少しも限定されるものではない。
【００２８】
〔実施例１〕
板厚０．５ｍｍのアルミニウムの金属板を所定の寸法及び形状に加工し、樹脂成形体を付着させようとする部分にゴム系接着剤（セメダイン社製５４０（又は５４５Ｎ））をスクリーン印刷でスポット状に配置した。次いで、アルミニウム板を金型に入れ、ポリカーボネート（ＰＣ）とアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）の樹脂混合物（ダイセル化学社製ＣＹＨ−１０９（又は４３４））を射出成形して、図２（ａ）に模式的に示したような一次複合筐体１１を製作した。図２（ａ）において、１２は加工されたアルミニウム板、１３は射出成形された樹脂成形体を示している。
【００２９】
次に、ポリエステル系塗料（佑光社製ＶＦプライマー塗料）にアクリルの異形状ビーズ（大日精化社製ラブコロール、平均粒径約４０μｍ）を約５重量％混合したものを、スプレーコーティングで一次複合筐体の表面全体に塗装して、図２（ｂ）に示したように最終の複合筐体１４を作製した。この最終複合筐体１４における塗膜１５の膜厚は約１５０μｍであった。なお、これらの図２（ａ）と（ｂ）でも、また以下において説明する各図でも、説明を分かりやすくするため、構成材料の各寸法、とりわけ厚みは、実際の寸法を反映していない（すなわち実際の寸法比で描かれていない）。
【００３０】
こうして作製した完成複合筐体１４に、図２（ｃ）に示したように電子部品（ＭＰＵ）１６を搭載した基板１７を、電子部品１６の一面が筐体１４に接するように配置し、作動させたところ、筐体１４による放熱効果により電子部品５の表面温度は約５℃低下した。
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１で使用したアクリル異形状ビーズに代えて、平均粒径約３０μｍのシリカ（ＳｉＯ₂）粉末を約５重量％含有する塗料を用いたことを除き、実施例１を繰り返した。この場合の電子部品の表面温度は約５℃低下した。
【００３２】
〔実施例３〕
実施例１で使用したアクリル異形状ビーズに代えて、平均粒径約２０μｍのアルミニウム粉末を約１０重量％含有する塗料を用いたことを除き、実施例１を繰り返した。この場合の電子部品の表面温度は約５℃低下した。
【００３３】
〔実施例４〕
図３に示したように、実施例１で作製したのと同様の一次複合筐体１１の底面に、厚さ０．５ｍｍのＡＢＳ樹脂の板材（旭化成社より入手）２１を両面テープ（日東社製の５００番両面テープ）で張りつけて、最終の複合筐体２２を作製した。続いて、実施例１で説明したように電子部品の表面温度の測定を行って、５〜１０℃の温度低下が認められた。
【００３４】
〔実施例５〕
実施例４で使用したＡＢＳ樹脂の板材の代わりに厚さ０．５ｍｍのゴムシート（住友ゴム社より入手）を用いたことを除いて、実施例４を繰り返した。この場合の電子部品の表面温度は５〜１０℃低下した。
【００３５】
〔実施例６〕
実施例４で使用したＡＢＳ樹脂の板材に代えて、厚さ０．５ｍｍのポリエステルフィルム（帝人社より入手）に厚さ１μｍの銅めっきをつけたものを用いたことを除いて、実施例４を繰り返した。この場合の電子部品の表面温度は５〜１０℃低下した。
【００３６】
〔実施例７〕
実施例４で作製した、一次複合筐体の底面に厚さ０．５ｍｍのＡＢＳ樹脂の板材を張りつけて作製した複合筐体２２の表面全体に、実施例１で使用したアクリル異形状ビーズ入りの塗料をスプレーコーティングして、図４に示したように最終の完成複合筐体３１を作製した。この最終複合筐体３１における塗膜３２の膜厚は約６０μｍであった。続いて、実施例１で説明したように電子部品の表面温度の測定を行って、５〜１０℃の温度低下が認められた。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放熱ブロックなどを追加しなくても、ＭＰＵ等の電子部品から放出される熱を筐体を介して直接放散させることができる。その上、めっきより厚い金属板を使用することで、電磁波シールド特性を更に向上させることができる。これらのことから、本発明の複合筐体は、電磁波シールド特性に優れるとともに放熱性にも優れたものとなる。それとともに、放熱のための構造が単純になることから、本発明の筐体を用いた電子機器類の信頼性が向上し、小型・軽量化の推進に大きく貢献することができる。従って、パーソナルコンピュータばかりでなく、携帯電話、ターミナル機器等への応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の一つの複合筐体を説明する図である。
【図２】実施例１の複合筐体を説明する図である。
【図３】実施例４の複合筐体を説明する図である。
【図４】実施例７の複合筐体を説明する図である。
【符号の説明】
１…筐体
２…樹脂成形体
３…めっき膜
４…電子部品
６…アルミニウムブロック
１１…一次複合筐体
１２…アルミニウム板
１３…樹脂成形体
１４…完成複合筐体
１５…塗膜
１６…電子部品
２１…樹脂の板材
２２…複合筐体
３１…複合筐体

Claims

電子部品を収容する筐体の部分を成す樹脂成形体と、当該樹脂成形体における前記電子部品が搭載される面に且つ、前記筐体の少なくとも前記樹脂成形体を有しない部分に形成された電磁波シールド用金属板との一体化により前記筐体を成す一次複合筐体と、
当該一次複合筐体の該電磁波シールド用金属板が形成された面と反対の面に、当該一次複合筐体を覆うよう被着された薄膜又はシート状の放熱材と、
から構成されたことを特徴とする複合筐体。
前記薄膜の放熱用材料が、樹脂ビーズ又は無機の粉末を単独で又は混合物として混入した塗料から形成した塗膜であることを特徴とする、請求項１記載の複合筐体。
前記樹脂ビーズが、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂から製造された球体、中空体、又は異形状のビーズであり、前記無機粉末が、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ₄、ＳｉＣ、ＴｉＯ、ＴｉＯ₂、ＴｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＭｇＯ₂、ＺｒＯ₂、炭素、ホウ素、ＴｉＢ又はガラスの粉末、あるいはアルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、亜鉛、鉄、コバルト、クロム、チタン、スズ及びそれらの合金の粉末であることを特徴とする、請求項２記載の複合筐体。
前記シート状の放熱用材料が、樹脂、ゴム、布あるいは紙製のシート状材料であることを特徴とする、請求項１記載の複合筐体。
前記シート状の放熱用材料が、表面にめっきを施したフィルムであることを特徴とする、請求項１記載の複合筐体。
前記フィルムがアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂又はポリテトラフルオロエチレン樹脂のフィルムであり、前記めっきが銅、ニッケル又はアルミニウムのめっきであることを特徴とする、請求項５記載の複合筐体。